试论智能配电网自愈控制技术张忠俊

试论智能配电网自愈控制技术张忠俊

张忠俊

（大连供电公司辽宁大连116001）

摘要：在科技发展推动下配电网发展迅速，尤其智能配电网的出现及应用，大大提高配电网管理质量及效率。智能配电网中自愈控制技术，对降低配电网故障影响发挥重要作用，保证供电的稳定及安全，受到业内专家的高度重视。

关键词：智能配电网；自愈控制；技术

伴随着节能减排、绿色环保成为世界发展主题，电力行业的转型成为了时代发展的必然趋势，由于电力行业是推进社会发展的核心动力，电力行业的改变可以带动整个社会走向绿色经济和环保经济，致力于建设一个清洁安全的社会公众电网，构筑智能电网已经在全球达成了共识。

一、配电网自愈相关概念

配电网自愈控制（Self-HealingControl，SHC）通过共享和调用一切可用电网资源，实时预测电网存在的各种安全隐患和即将发生的扰动事件，采取配电网在正常运行下的优化控制策略和非正常情况下的预防校正、紧急恢复、检修维护等控制策略，使得电网尽快从非正常运行状态转化为正常运行状态，应对电网可能发生的各种事件及组合，防止或遏制电力供应的重大干扰，以减少配电网运行时的人为干预，降低配电网经受扰动或故障时对电网和用户的影响，在实际运行过程中具有以下三种能力：一是正常运行时，有选择性、有目的地进行优化控制，改善电网运行性能，提高电网稳定裕度和抵御扰动的能力；二是把预防控制作为主要控制手段，及时发现、诊断和消除故障隐患；三是在故障情况下，维持系统连续运行，不造成系统运行损失，并且通过自治修复功能从故障中恢复的能力。自愈是智能配电网的重要特征，也是其建成的重要标志。

二、自愈控制的功能定位和技术需求

2.1功能定位

配电网自愈控制的工作原则就是可以使电网能够持续性供电。配电网自愈控制为了防止电力系统出现故障，就要对电力系统着重从两方面着手去做，第一个是对电网系统进行优化；第二个是对电网系统进行预防校正控制。如果电力系统出现了故障，就要借助自愈控制技术对电网进行紧急修复控制，并对电力系统进行维修和实时监控，进而保证用户利益受损最小化。如果一旦出现整个电力系统无法正常运行，导致大面积的停电时，这就标志着配电网自愈控制彻底告竭，如图1所示。智能配电网自愈控制技术一共包含3个功能，具体内容如下所示。

①当电力系统正常运行时，自愈控制技术可以具备两种方式对智能配电网进行优化控制，第一个是选择性；第二个是目的性。在对智能配电网进行完善时，需要提升电网的两方面能力，第一方面是配电网的稳定裕度能力；第二方面是配电网的干扰抵抗能力。②在对配电网的故障进行防预时，要秉持着早发现，早修复的原则。③一旦电力系统出现故障，为了不给电力系统造成不必要的损失，不给居民造成一定的影响，需要借助自愈控制技术中的自我修复功能对故障进行修复。

2.2技术需求

2.2.1电网在线监测技术

电网在线监测技术一共包括两种监测技术，第一种是电气量监测技术；第二种是非电气量监测技术。电气量监测技术主要是对电网中的多种参数实现监测，例如电流的大小、电压的强弱以及功率的高低等。非电气量监测技术主要是对电气设备中介质实现监测，例如电气设备中压力、流量的大小以及电气设备中的温度高低等。智能配电网愈控制技术中最主要的监测功能就是对电力系统中最重要的设备进行监测。当电网出现故障时，这些故障的出现因素大多数是由于电力设备存在问题，当电力设备出现故障时，如果没有及时修复，长期以往，就会给电力系统造成一定的影响，导致故障的扩大。

2.2.2先进设备技术

先进设备技术主要包含3种先进的技术，第一种为电力电子技术；第二种为超导电力技术；第三种为新型储能技术。这些先进的技术的出新，可以个智能配电网自愈控制系统带来新的控制措施。电力电子技术主要是指将新型的电力电子设备运用到配电系统中，进而给电网进行实时的监控和保护，进而提高电网的安全性能；超导电力技术主要是指可以有效地对配电网进行服务，可以有效地缓解对电能的消耗，改善电磁污染问题，进而保证电力系统的正常运行；新型储能技术主要是指可以有效的处理再生能源发电系统存在的各种问题，因此新型储能技术具备良好的使用前景。

三、自愈控制关键设备

3.1自愈控制系统

智能配电网自愈控制系统是含分布式电源、储能及微电网接入的配电网运行支撑系统，是适应智能配电网发展高级配电自动化系统，在数据采集与监控、终端就地自愈控制、多系统信息集成、智能配电网分析与评估的基础上，自动根据配电网运行状态进行自我调节，实现配电网四个“自我”；通过风险评估和预防控制、故障发生时快速自愈处理、故障后的优化重构等功能达到“事前有预防，事中快处理，事后可优化”。

3.2保护测控一体化智能终端

配电网传统的电流保护原理和方法基于独立单元的电压、电流检测，保护之间的协调依靠动作电流定值和动作延时进行配合。在多开关串联运行、联络开关位置和运行方式经常变化的情况下，传统电流保护原理已经完全不适应配电网的现状和需求。本课题研究提出了一套适合于智能配电网保护的网络式保护原理和算法，其核心是借助对等式通信网络，将每个开关保护单元检测的数据信息、故障判别信息及开关状态等与相邻开关实时共享，使不同地点的保护能够在毫秒级时间内进行协调和配合，保证离故障点最近的断路器速断跳闸，使故障停电范围最小、故障停电时间最短，实现了保护的快速性和选择性的统一。基于网络式保护原理和算法研制出具有网络式保护功能的保护测控一体化智能终端，基本功能包括：三遥功能、通信功能、数据处理功能、数据存储功能、对时功能、远方/本地切换功能、电源管理功能、自诊断/自恢复功能以及维护和调试功能等。高级应用功能包括：线路保护功能、电能质量检测功能、备自投功能、分布式逻辑功能、精确定位功能以及网络式保护功能等。保护测控一体化智能终端可保证配电网故障时故障停电范围最小、故障停电时间最短，其技术指标处于国际领先水平。

结语

本文对智能配电网自愈控制技术的特点和类型进行了理论研究，分析了如何运用各种先进的支撑技术实现具有准确率高、自适应强、经济性好、安全可靠和智能化程度高等的智能配电网自愈控制技术。应用智能配电网自愈控制技术将使电网的供电可靠性明显提高，停电时间显著减少。

参考文献

[1]董旭柱.智能配电网自愈控制技术的内涵及其应用[J].南方电网技术,2013.

[2]刘秋华,董丹丹,孟珊珊,吴成立.智能配电网自愈控制及其关键技术研究[J].南京工程学院学报(自然科学版),2015.

[3]朱凯,李志飞.智能配电网自愈控制技术探讨[J].低碳世界,2016.

作者简介

张忠俊（1973.10-）男，辽宁大连人，长春理工大学，工程师，单位：大连供电公司。