配电网故障判断与负荷均衡化

吴典

（揭阳揭东供电局地都供电所）

摘 要：将配电网转化成一种简单的形式，具体可以表现为：把节点的开关用馈线来表示，把馈线当做弧，从负荷的角度来进行配电网的描述，然后运用邻接表的数据结构，从而更深层次的加以表述。通过此种形式的表述，由此发展了配电网故障区域的判断方法，并讨论出用最少的开关，操作隔离故障区域的方法。首先要提出一种将核心作为联络开关的，用于负荷均衡化的配电网络重新建立的方法，然后把每一个联络的开关，对应的两条馈线当做馈线偶，由此定义出馈线偶和配电网的负荷均衡率，并且将此种方法当做网络重新建立的评价函数，将若干馈线偶内负荷均衡化的过程，由此形成了配电网络重新建立的过程，运用这种方法的优点是迭代次数少，和不需要量测馈线配电变压器参数等等。本文就是通过对配电网故障判断与负荷均衡化，进行研究探讨并得出结论。

关键词：配电网；故障判断；负荷均衡

配电网自动化可以使停电时间相对减少，停电的面积相对缩小，从而成为提高供电的可靠性的重要手段之一。所以如何在配电网发生故障后，及时准确的根据所上报的信息判断出故障区域，，并采取相应有效的措施，对故障区域进行隔离，并使健全区域恢复供电，这是配电网自动化的关键技术之一。尽管相关的配电网故障区判断的，统一矩阵算法已经提出，但是由于把配电网要看成是一种无向图，所以不能完整的反映出配电网的运行方式，并且需要进行矩阵相乘和对结果进行规格化处理。由于对模式进行调整改进，也不能完善的使之处理好。所以本文提出了一种，基于配电网的变结构耗散网络模型的，故障区域判断和隔离方法，可以有效的解决上述所出现的问题。

一、配电网简化模型与故障区域确定和隔离

（一）、配电网简化模型的建立

在配电网简化模型的建立中，配电网简化模型的建立方法，是基于变结构耗散网络。就是将当前描述的运行方式，采用赋权有向图来进行描述，对于配电网架结构，采用无向图来进行描述，把沿线的开关当做节点，然后将流过该节点的负荷做为权，耗散边的参照为相邻的两个节点间的馈线和变压器综合，然后将这条边上所有的变压器，所供出的负荷的总和作为权。配电网的数据结构采用等长邻接表来进行描述，如果想要使描述方便，就要先对配电网的等长邻接表数据结构来进行描述。

（二）、配电网故障区域确定和隔离的规则一

只有对以下规则进行有效的遵循，才能够确定配电网的故障区域。例如某个区域的起点，所经历了过电流的这一问题，那么就可以证明，这个区域的所有末点，都没有经历过电流，由此可以得知，在这个区域内有故障问题出现。得知故障区域后，只需要将该区域的端点断开，就可以良好的隔离故障区域。有时如果发生了特殊情况，也并不需要将故障区域的所有端点全部分断。如图表二中（a）所示，，节点1是源点，当由节点3， 4和5围成的区域发生故障时，节点4和5就不需要分断。如图表二中（b）的配电网，节点1和8是源点，节点5是联络开关，所以当节点2， 3和4围成的区域中，发生了故障时，那么节点4就是不需要断开的。该区域故障如图所示：

（三）、配电网故障区域确定和隔离的规则二

为了让上述的情况可以进行更好的反应，那么还必须遵守以下规则：想要将故障区域隔离，必须要将故障区域端点的源点进行断开。再以故障区域的端点中除去源点的端点，做为假想源点，但是真正源点不包括在内，从而进行基形的变换。如果所有的末梢点在局部网形中都为端点，那么这个假象源的对应节点就不必要断开，若得到局部网形的端点中存在源点，这个假想源点的对应的节点就一定要断开，从而才能隔离故障区域。在馈线上采用的是具有过流脱扣功能的开关，因为供电的半径比较短，受到电流互感器的精度，和开关设备的动作时间所影响，所以想用更精细的开关设备整定，来进一步提高故障时的选择性，这是难以实现的。所以要将故障区域隔离以后，再将越级跳闸的开关合上。将隔离故障必须分断的节点排除，然后剩下处于分断状态的节点，由此发生了越级跳闸而应合上的节点。这些规则是必须要遵循的。

二、配電网负荷均衡化

（一）、馈线偶的负荷均衡

呈现环状或网格状的，一般是具有网络重构潜力的配电网，采用开环方式运行。所以从某个联络开关出发，逆潮流进行探索，就可以找到两条馈线和对应两个源点。将联络开关两侧的两条馈线，做为该联络开关的馈线偶，谁的对应源点负荷较大，谁就是热馈线，相应的源点称为热源点。另一侧联络开关就是冷馈线，相应源点称为冷源点。

（二）、重构过程包含负荷均衡

配电网络在重构的过程中，包含了若干馈线偶内的负荷均衡化过程。将配电网络重构的启动条件进行规定，当配电网的负荷均衡率大于启动网络重构，规定的馈线偶内负荷均衡化则满足启动条件，当负荷均衡率大于规定条件时，则可以进行启动。

（三）、优化的过程

在实际运用当中，最大迭代次数必须要进行规定，以免在该馈线偶内无法将负荷均衡到规定条件时，可以避免死循环的发生。整个配电网负荷均衡化过程如图表五所示。在实际运用当中，相关的条件都必须进行规定，才可以在实际的操作中避免突发情况的发生。

结束语

本文通过对配电网故障判断与负荷均衡化，进行探索和研究，得知了在配电网的变结构耗散网络模型基础上，对于各种配电网络形式的故障区域，判断与隔离的方法。这种方法已经应用于多个城市配电自动化系统中，起到了良好的效果。具有网络重构潜力的开环运行配电网，联络开关是网络重构的核心，每个联络开关和对应馈线之间，都构成一个馈线偶。干馈线偶内的负荷均衡化过程，包含在了配电网负荷均衡化过程中。这种方法具有多种优点，可适用在配电网故障与负荷均衡化中，只有找到最合适的方法进行对问题的解决，那么今后的发展也将越来越好，问题也就会大幅减少。

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