配网自动化技术对配电网供电可靠性的影响李小娟

配网自动化技术对配电网供电可靠性的影响李小娟

李小娟

（中国能源建设集团广西电力设计研究院有限公司530007）

摘要：通过对配网自动化建设技术瓶颈的不断突破和完善，配网自动化技术的作用将会得到进一步发挥，为提高我国供电系统的准确性提供保障，使百姓用上质量高、放心、安全的电能，有利于国民经济和市场经济的发展。

关键词：配网自动化；故障定位技术；可靠性

1配网自动化建设对供电可靠性的影响

1.1反馈系统对供电可靠性的影响

当电力系统出现故障时，反馈系统通过定位功能获取反馈信息，对故障点的具体位置做出判断，并根据故障情况，及时的做出调整，便于工作人员开展维修工作，而且反馈系统做出的反映有计算机进行控制，能够将一些较小的故障及时排除，从而提高了供电可靠性。

1.2故障定位系统对供电可靠性的影响

如果电力企业没有将故障定位系统引入进来，一旦出现故障，需要人工寻找故障点，在进行寻找时，还会受到其它因素的影响，由此可见，人工寻找故障点的效率较低。而配网自动化系统中的故障定位技术装了自动化柱上开关和断路器柜，在故障发生的时候，除了能动作之外，还能告诉运行人员，故障点在哪个范围，范围越短故障排除越快，对于运维也才更有实用性。而这方面，个人觉得最有效的方法就是上送告警。

1.3设备检修提速对供电可靠性的影响

配网自动化系统利用计算机技术，能够对设备的各项信息进行分析，工作人员不必一台台去检查设备，只需要根据计算机配网自动化系统提供的数据，就可以明确检修目标，有针对性的开展检修工作，因此，节省了检修时间，检修质量也得到了提高。

2配网自动化中相关故障定位技术的研究

现在配电网故障的检测方法主要有两种：

①自动式故障检测方法。

这种技术是配电网出现线路故障并在没有停电的状况下，通过将特定信号注入到系统中实现将线路故障进行定位的方法。

②被动式故障检测方法。

该种定位技术主要利用两个方面的信息来确定线路中的故障点，即故障发生前后线路出现的参数变化以及出现故障时采集到的线路故障信息。

这两种方法都能够对配电线路的故障进行定位。长时间以来，相关学者已经对故障自动定位技术实施了大量的实验和研究，研究主要包括了故障选线、故障测距以及区段定位，每个方面的技术研究侧重点都各不相同。配网自动化的故障定位技术存在故障定位算法具有容错性缺乏与定位不准的缺点，所以，应该分析与研究相关定位函数与算法，确保故障技术能够得以改善。目前，比较常用的故障定位技术有两种，即基于重合器或分段器的故障定位技术以及FTU有关故障的定位技术。

2.1开关设备故障定位技术

各开关设备包括分段器和重合器两种。重合器具有保护与控制功能，是一种能够按预期设定的重合与开端顺序实现自动重合与开端操作，并在其后实现自动的闭锁与复位的开关设备。分段器能够与电源侧的前级开关进行配合，当出现无电流或失压时，能够实现自动分闸。如果配电网出现的故障表现为永久性，那么对于分段器来说，通过预定次数来实施分合操作，并使设备的分闸实施闭锁操作，从而对配电网中发生的故障地区进行定位和隔离。如果分段器分合操作没有达到预定次数，那么故障将由其他设备来切除，分段器会保持合闸的状态，通过一些时间的恢复后能够实现原先的整定状态，为以后的配电网故障做准备。

对于分段器与重合器来说，其馈线自动化详细流程如图1，在设置好动作次数和时间后，分析这两种开关设备的特性，从而确定配电网中出现故障的区段并对其实施隔离，最后将没有发生故障的区段的供电恢复。对于这种定位技术来说，对故障实施定位的过程如下：如果配电网中的线路出现了故障，此时的分段开关不会马上做出分断操作，而是将重合器的保护作用发挥出来，对跳闸实施保护，只有当馈线出现失压情况，这时的分段器才会使其分段开关实施分断操作。因此此种故障定位技术一般都会有以下问题：切断故障需要较长的时间；会导致故障范围扩大；恢复供电时不能将全局最优网络实施重构。

2.2FTU故障定位技术

对于馈线自动化而言，通常其首要条件是环网开环和结构运行，如果要重构网络，那么其一次系统硬件主要由变电站负荷开关和断路器构成，在自动重构网络的条件下，系统必须具有现场监测以及远方通信功能，也就是FTU。将其设置在柱上开关，各FTU装置将对柱上开关电路运行情况进行采集，然后利用通信网，将获取到的信息发送至配电自动化的远方控制中心。各个FTU装置能够处理该控制中心的命令，并通过远方控制，来实施倒闸操作。如果配电网线路中发生了故障，那么各FTU装置通过收集线路发生故障前和发生故障后的信息，然后将这些信息传输到控制中心，依据计算机系统来多这些收集到的信息实施分析，从而将配电网发生故障的区段来定位，并将配电网恢复供电的最佳方案提供，以遥控手段来隔离线路的故障区段，使配电网没有发生故障的区段的供电恢复。

2.2.1基于FTU的配电网故障定位算法

（1）首先要建立起具有网络形态的描述矩阵H，在配电网中其建立依据是假定和连接的方向，依据FTU，对线路中出现故障的电流信息实施收集，使其加入H矩阵中对角线元素上，就能够建立起关于配电网中出现故障区段的判别矩阵Hp。然后依据Hp中有关元素值，就可以有效并快速的将故障区域进行判别。这种故障定位算法不需要实施复杂矩阵相乘运算，所以适合于多电源的配电网或者是单电源的树状网。但是这种定位方法具有一定的限制条件，即只可以对配电网中出现的单一故障实施定位，此外，如果上传信息因为某些因素的影响而导致畸变的话，FSD的正确率会较差。

（2）如果把配电网的馈线看做是一个弧的话，那么开关就可以看做是这个弧的顶点，回馈的馈线负荷就可以视为弧的负荷。过热弧指的是将弧负荷相比于额定负荷之后再将其乘以100，那么故障区段将被作为大于归一化负荷100倍的弧。如果要为过热弧搜索方法提供方便，那么需要将配电网分为不含耦合点描述以及含耦合点的描述矩阵，有利于计算机功能的实现，但是这种算法，缺乏对树状分支末端具体情况的考虑。

（3）通过研究相关文献，目前已经存在了一种新的配电网统一矩阵算法，该算法依然需要构建配电网络的描述矩阵H、故障信息的向量M以及源点分布向量G。需要依据H和M之间的有关元素运算来对向量B进行构造，将B故障定位区段与其他故障定位区段进行同时分析。此种算法有其适用的供电系统，即多电源系统、双电源系统和放射状网络并列系统，对配电网中任何区段中存在的故障都能够实施判断，但是依然存在原矩阵算法中FSD的正确率偏低的情况。

2.2.2基于FTU的配电网故障定位研究

对于基于FTU的配电网故障定位来说，其故障定位算法步骤有：首先需要将网络拓扑建立，其建立的依据是SCADA的实时数据或者是系统的静态数据，然后以网络拓扑为基础条件构建网络模型，有效的使用SCADA系统，读取遥信信息和故障警报，再对其加以矩阵运算，以此来判断故障位置。然后使用故障录波以及遥测信息实时辅助，进一步确定判断结果的正确性。对于配电网来说，其在线监测一般使用FTU。这种方法，只需要将馈线上的所有节点构建网络模型，然后依据FTU传送的故障电流信息，将有关开关的电流信息加以判断。配电自动化对于FTU有很高的要求，我国已经有许多的电力自动化设备公司在研究适合我国配电网系统的FTU，不断的对其应用功能实施改进与完善。

结语

电力作为我们生活中必不可少的一部分，与生活息息相关，所以对供电可靠性的关注也越来越高。尤其是在电力的使用不断加大的发展形势下，配网自动化技术的提高是发展的必然要求。

参考文献：

[1]范明天,惠慧,刘蒙,等.欧洲配电网智能化发展中的规划技术[J].供用电,2015(7):54-62.

[2]吴思谋,蔡秀雯,王海亮.面向供电可靠性的配电网规划方法与实践应用[J].电力系统及其自动化学报,2014(6):70-75.

[3]吴国沛,刘育权.智能配电网技术支持系统的研究与应用[J].电力系统保护与控制,2015(21):162-166

作者简介：

李小娟（1983.1.23）性别：女，籍贯：广西南宁人；民族：汉族；学历：大学本科；职称：助理工程师；职务：设计师；研究方向：主要从事配网设计及研究