智能配电网自愈控制技术及应用分析

时间：2024-05-18

朱仲海

（广东电网有限责任公司肇庆高要供电局，广东肇庆 526100）

随着中国科技的不断发展，智能配电网自愈控制技术作为一种先进的电力技术随之得到了迅速的发展，目前已成为中国电力建设过程中的核心技术之一，具有自我感知与恢复的特点，能够方便人们掌握配电网的运行状况及故障，且可以根据自主诊断与恢复故障为人们带来较大的便利。通过笔者的工作实践，着重就智能配电网自愈控制技术及应用进行探讨。

1 智能配电网自愈控制概述

智能配电网自愈控制是指通过在不同的配电网区域进行协调，实现技术指标和经济指标的优化的一种控制方法，具有自动恢复、诊断和感知配电网等能力，能够确保配电网的安全稳定运行，提升电力企业的经济效益。在配电网运行过程中，智能配电网自愈控制实现了配电网系统的优化、监控和预警。如果发生故障，可利用自愈控制技术进行故障定位、隔离处理，以便及时恢复供电。

故障自愈的处理过程如图1所示，S1、S2以及S3为10 kV出线断路器，具有自动跳闸的功能，而站外开关没有具备自动跳闸的功能，如果A2～A3段线路间发生故障，将会从S1、A1、A2中经过短路电流，因S1开关具备自动跳闸功能，可起到自动启动保护的作用。

图1 智能电网自愈控制图

启动故障：在图1中如果启动分闸加保护功能，自动化主站检测到保护动作信号，将会启动故障分析功能。

故障定位：在A1和A2开关中，如果系统能够检测到过流信号动作，其他的没有过流信号动作，说明故障区域位于A2与A3之间。

隔离故障：在确定好故障区域以后，应及时断开A2和A3开关。

恢复故障：先合上S1开关，恢复上游供电，再合上A6开关，恢复下游供电。如果下游恢复方案众多，系统就会对下游恢复方案的先后顺序进行分析，以选出最优的下游恢复方案。

配电自动化作为自愈控制技术的前提条件，智能配电网要想具备自愈控制技术，则应具备以下几个条件：①实现开关设备和终端设备的智能化目标；②具备分布式电源或双电源，确保网络拓扑结构的可靠性和灵活性；③确保网络通信具有较高的信息能力和可靠性；④主站系统要具有智能化功能，包括自动预警、评估、计算、分析等。

与传统的配电自动化技术相比，自愈技术能够提升主站功能系统，其分布式电源接入具有灵活性，能够满足系统的运行要求。

2 智能配电网自愈控制系统的关键技术分析

2.1 故障隔离技术与网络重构技术

智能电网在运行状态下具有故障隔离与网络重构功能，此功能是一种自愈控制技术，确保在系统内部发生故障时迅速恢复配电网的运行。其中，自愈控制技术主要分为集中控制与就地控制两个架构，它们之间具有一定的协调性，通过利用保护装置来及时切除故障。而网络重构技术是利用计算和优化能力进行系统分析、计算，在执行时需要花费较长的时间，但它能够采用不同的控制方法对系统进行优化，实现良好的经济、技术控制效果。

2.2 大面积停电恢复技术和关键负荷保障技术

这两种电网自愈控制技术主要分为以下技术：配电网内部发生故障时所使用的被动解列技术；在配电网外部发生故障时所使用的主动解列技术；当故障发生以后所使用的恢复局部供电的技术和智能配电网的电压控制技术，这两种技术均以网络重构为基础，即在极端条件下能够保障智能配电网稳定运行的关键负荷技术和黑启动技术，其中黑启动技术主要以分布式电源为基础。

2.3 保护装置控制保护技术

此技术主要包括以下几种：①利用配电网局部信息进行多电源闭环供电，且能够形成网络式保护的技术；②在网络重构之后，保护装置具有自适应控制功能的保护技术；③保护装置之间的保护协调配合机制，其主要以局域信息为基础，同时还包括一些支撑平台，主要以全局信息为基础。 ④以电网保护测控一体化终端的技术，以及一些故障指示装置，能够为故障分支提供指示。

2.4 故障特性分析技术

此技术能在电网出现故障时分析储能装置、具有故障特性的分布式电源、在外部故障发生以后具有故障特性的微网。其中，电网故障特性易受到系统接地方式、分布式电源类型和负荷性质等因素的影响。

3 智能配电网自愈控制技术的应用

在配电网运行过程中，通过智能配电网自愈控制技术的应用，借助计算机技术和信息技术合理地分析与整理配电网运行中所产生的数据，结合相关数据对电网运行状况进行判断，再利用智能技术加强与电气终端装置的协调，实现电网故障的自动诊断和自动恢复。由于智能配电网自愈控制技术将会涉及到众多先进技术，包括配电系统中仿真技术与模拟技术、分布式计算机技术和保护装置的协调技术等，从总体上来讲，在配电网运行过程中，智能配电网自愈控制技术通过将不同的先进技术结合，利用不同技术的优势确保配电网的安全稳定运行，为配电网提供更好的运行服务。从中可以得知，自愈控制技术的实施需要先进的科学技术作为支撑，从而实现对配电网的自动监测、诊断、恢复。

智能配电网自愈控制技术的实施方式及实施效率得到了进一步的提升，在智能配电网自愈控制技术的应用过程中，通过各项先进技术的结合应用，及时了解了配电网的运行状况及故障。自主诊断与恢复故障的内容如下：①配电网系统仿真技术的应用。仿真模拟技术作为配电网应用分析中的一种技术，是由多个实时分析软件组成，这些软件以配电网为服务对象，通过这些软件的应用实现了电网运行数据的整理、分析，达到了故障定位的目的。②在线监测技术的应用。在智能配电网的运行过程中，通过在线监测技术的应用，实现了电气量的测量及非电气量的监测，比如通过测量水含量，以此来判断电气设备的潮湿度，同时还可以通过测量的方式，掌握好智能配电网的运行状态。③在线分析技术的应用。通过自愈控制技术中的在线分析技术，可合理地分析电网的运行状态，及时掌握电网的运行状态，且还可以对相应的评估结果进行二次分析，根据配电网运行中的设备故障采取有针对性的解决措施。