10kV配电网馈线自动化自愈控制的分析

10kV配电网馈线自动化自愈控制的分析
10kV配电网馈线自动化自愈控制的分析

10kV配电网馈线自动化自愈控制的分析

发表时间:2017-11-22T16:10:28.883Z 来源:《电力设备》2017年第19期作者:姚淼

[导读] 摘要:本文主要针对10kV配电网馈线自动化的自愈控制展开了分析,对目前的馈线自动化现在作了详细的阐述,并探讨了相应的自愈控制应用,以期能为有关方面的需要提供有益的参考和借鉴。

(深圳供电规划设计院有限公司广东深圳 518000)

摘要:本文主要针对10kV配电网馈线自动化的自愈控制展开了分析,对目前的馈线自动化现在作了详细的阐述,并探讨了相应的自愈控制应用,以期能为有关方面的需要提供有益的参考和借鉴。

关键词:10kV配电网;馈线自动化;自愈控制

所谓的馈线自动化,是指变电站出线到用户用电设备之间的馈电线路自动化。如今,馈线自动化的应用,对10kV配电网的进一步发展起到十分重要的作用。而在馈线自动化的应用过程中,会遇到许多的问题缺陷,需要我们及时做好自愈的控制。基于此,本文就10kV配电网馈线自动化的自愈控制进行了分析,相信对有关方面的需要能有一定的帮助。

1 10kV配网馈线自动化现状

目前我国大多城市10kV配电网的自动化程度相对还较低,在配网上是实现馈线自动化主要有以下两种方式:一是不需要配电主站或配电子站控制的就地模式。二是通过配电终端和配网主站或配网子站配合的集中性模式。两种模式通过实际运行存在有以下缺陷。

1.1 就地型

(1)每次线路发生故障都需要上级变电站出线断路器跳闸。

(2)通过变电站出线断路器的多次重合闸方式,并配合本开关的多次逻辑判断动作,才能完成才能隔离故障。

(3)引起全线短暂停电,且多次短暂停电。

(4)对变电站主变多次短暂冲击,危害较大。

(5)适用于架空线路,不适用于全电缆和混合型线路。

(6)分段越多,保护的级差就越难配合,隔离故障时间也越长。

1.2 集中型

(1)每次线路发生故障都需要上级变电站出线断路器跳闸;

(2)引起全线停电,区段恢复需要多次自动操作或人工操作完成;

(3)对通信系统的依赖较大,通信一旦出现故障,线路的保护功能将“瘫痪”;

(4)必须建立独立的配网自动化系统,建设成本高,后期维护费用高。

同时以现有的运行方案从智能自愈型配电网的角度来看,都不能满足相应要求。目前运行方式下故障保护都是依赖馈线出线断路器的跳闸来实现,这意味着一旦有线路故障出现,全馈线立即跳闸停电;没有实现故障区段的就地自主隔离;所以真正满足智能配电网自愈控制要求的区域快速就地自主控制技术,在国内还是空白。

针对当前的配网存在的不足,本文面对未来智能自愈型电网的需求,提出并研究应用一种全新的基于断路器柜一体化设计的全新10kV 配网分布式自愈系统。

2 10kV配网分布式自愈系统

2.1 馈线自动化、自愈的概述

配电网均有大量的中低压馈线路,由于故障引发部分区域停电时有发生,应用故障定位、隔离故障和自动恢复供电系统,能使受到故障影响而停电的非故障区域自动恢复供电。这一系统称为故障识别和恢复供电系统或故障处理系统,是馈线自动化的主要内容。

配电网的自愈能力指配电系统能够及时检测出系统故障、对系统不安全状态进行预警,并进行相应的操作,使其不影响对用户的正常供电或将其影响降至最小。在无人工干预的情况下实现:

(1)系统故障后,自动隔离故障并自动恢复供电;

(2)系统出现不安全状态后,通过自动调节使系统恢复到正常状态。

2.2 当前10kV配电网自愈系统方案

2.2.1 当前国内在试验应用的一种方案是集中型配网自愈方案

采用带以及基于FTU的故障处理系统,在10kV配网主干线路上配置重合闸断路器和FTU。重合闸的断路器构成的故障处理系统在10kV 配网上无大量采用,技术相对不成熟;基于FTU的故障处理系统通过光纤将所各FTU以光纤方式构成独立的通信网并归属于变电站的一个专门子站,由监控主机对全系统进行网络差动保护和网络备自投。实现了真正意义的配网“自愈”控制。但是该方案存在以下几个问题:(1)对单项接地故障的处理时,馈线配置的FTU向子站发出冻结命令有延时,因而各FTU冻结的零序电流波形中已含有故障后的波形。

(2)配电网络的保护性能依赖于监控主机,对主站程序的实时性要求高,复杂程度也大。

(3)对通讯光纤网络要求高,且系统局部的通讯故障都可能会影响到整个系统的稳定,进一步导致通讯瘫痪。所以该方案实际应用还有待完善。

2.2.2 重合器与分段器组成的故障定位隔离与自动恢复供电系统

重合器与分段器构成的系统可以不用通信网就能实现故障隔离与自动回复供电,投资少但存在较多缺点:

(1)分段器要记录一定次数后才能分闸,重合器有多次分合闸过程,不利于开关本体,且对用户冲击大。

(2)在故障定位、隔离时,会导致相关联的非故障区多次短时通电,要求配网运行方式相对固定。

2.3 全新10kV配电网馈线自愈系统

2.3.1 方案说明

该方案配网系统为2回路手拉手环网开环方式运行。主干线路上环网柜采用具备短路电流分断能力的紧凑型智能断路器开关柜。各柜

探讨智能配电网自愈控制关键技术

探讨智能配电网自愈控制关键技术 发表时间:2020-01-16T15:01:49.500Z 来源:《当代电力文化》2019年 18期作者:何祥德 [导读] 本文主要从智能配电网自愈控制技术出发, 摘要:本文主要从智能配电网自愈控制技术出发,对在线监测、状态评估、故障诊断三部分内容进行研究。结合工作经验,进行智能配电网自愈控制目标和控制系统的构建,完善系统综合化管理、智能化监测等工作,望在一定程度上提升智能配电网运行的安全性、稳定性和可靠性,为我国电网建设提供相应的参考。 关键词:自愈控制;关键技术;目标分析;系统构建 自愈控制能够从电网运行状态出发,实现智能监测、智能评估和实时控制,减少了人工处理的时间,为配电网安全稳定运行奠定了良好的基础。我国智能配电网建设过程中对自愈控制技术非常重视,依照配电网运行需求合理安装自愈控制装置,对线路、设备、零部件等进行“综合”管理,有效提升了配电网故障“自愈”处理成效,实现了我国智能配电网综合化管理、高效化防控功能的升级。 1 智能配电网自愈控制技术概述 智能配电网自愈控制主要从在线监测、状态评估和故障诊断三方面实现,借助综合系统实现全周期风险管控和实时化故障处理,以提升智能配电网的安全效益和经济效益,其具体状况见表1。 2 智能配电网自愈控制系统的构建 2.1 目标分析 智能配电网构建的过程中需要从可靠性、经济性指标出发实现针对性控制和调整,提升其自愈效果,保证其能够高质量、高效益运行。 一般情况下智能配电网可以选用环网结构,结合具体运行需求做好开环设计,以提升其能够满足各区域的用电负荷。尤其是在稳定性设计时,要对经济指标、可靠系数、安全系数进行综合考虑,确保智能配电网能够实现实时保护、故障分析和快速恢复,使智能配电网在出现故障后能够第一时间进行自我防治、自我愈合、自我免疫,保证区域正常供配电。与此同时,在配电网自愈控制工作开展过程中还需要做好经济性设计,依照实际运行需求对设备性能、经济参数等进行分析,形成符合区域供电实际和区域供电价值的自愈控制体系,在保证自愈控制指标的基础上最大限度降低成本投入,减少不必要的人力、物力,全面优化智能配电网输配电经济效益。 2.2 系统构建 智能配电网自愈控制系统构建时要对物理架构和逻辑架构两部分进行强调。物理架构主要线路设备、控制系统等,逻辑架构主要为自我感知、自我诊断、自我决策等逻辑设定。本次研究过程中主要以某区域智能配电网为例,对其自愈控制系统设计情况进行分析,具体内容如下: (1)物理架构。该区域智能配电网自愈控制体系主要包括技术层、应用层和关键层三部分(见图1)。 关键层主要涉及无线装置、采集装置、输配电装置等,依照区域线路、设备设计状况对用户用电数据进行采集,并将其传输到应用平台层; 应用层主要对采集到的数据进行处理,确定智能配电网运行的安全性、稳定性和可靠性,结合馈线自动化和故障指示迅速形成综合处理结果; 技术层在上述数据基础上响应不同场景的业务需求,形成最优的停电方案和处理体系,保证该区域智能配电网能够安全、稳定运行。

浅析智能配电网故障自愈控制技术

浅析智能配电网故障自愈控制技术 李兰哲 (广东电网公司深圳供电局广东省深圳市 518106) 摘要:智能配电网是智能电网的重要组成部分,自愈控制作为智能配电网的“免疫 系统”,是保证智能配电网实现智能化运行的重要环节。本文通过介绍智能配电网自愈控制技术的特点、类型、支撑技术等,分析研究应用智能配电网自愈控制技术将使电网降低故障停电概率,提升供电质量。特别是在较为恶劣的电网环境中,配电网将充分发挥它的主动预防、自我恢复地能力,快速而准确地隔离故障区域,优先保障人民群众的生活用电。 关键词:智能配电网故障自愈控制 0 引言 进入本世纪,伴随着社会的进步,节能减排、绿色能源、可持续发展已成为我们追求的目标,也成为电力行业实现转型发展的核心驱动力。目前,智能电网已经逐渐成为世界各国电力行业应对未来挑战的正确选择。智能电网的特点是能够实现电力系统安全稳定、优质可靠、经济环保的目标,具有优化电网结构、融合设备差异、分布式供电、主动预警缺陷、故障自愈等功能。智能配电网在整个智能电网系统中承担着衔接主网供电端与用户受电测的重要任务。智能配电网有助于提高电网供电可靠性、系统运行效率以及终端电能质量;有助于实现分布式发电、储能与微网的并网与优化运行,实现高效互动的需求侧管理;有助于结合先进的现代管理理念,构建集成与优化的配电资产运行、维护与管理系统。智能配电网与传统配电网相比,具有更为合理、坚强的网络结构,并具有更强的“免疫力”,能够有效抵御设备异常、自然灾害及外力破坏等突发事件给电力系统造成的破坏作用,而且具有强大的“自愈”能力,快速恢复正常运行。所以说,自愈控制是智能配电网的“免疫系统”。 1 智能配电网自愈控制技术的概述 构建智能配电网是为了实现电力系统运行安全稳定、优质可靠、经济环保的需要。深入发展具有优化结构、融合差异、协调预警、分布供电、故障自愈、互动交流等功能的智能配电网,对实施可持续供电战略有着极其重要的意义。智能配电网的“自愈”能力是指智能配电网可以准确预测缺陷状态和及时警报已经发生的故障状态,并实施对应的可靠措施,使配电网不会大范围停止正常供电或将其停电范围降到最低程度。自愈控制技术主要是解决一个问题,即“不间断供电”,通过信息系统及辅助设备实时监测电网的运行状态,及时预测设备缺陷情况,快速消除安全隐患和自主排除电网故障。在可以预见的将来,拥有自愈能力的智能配电网将为我们提供具有更高供电可靠性和更优电能质量的电力服务,同时支持大量清洁的分布式电源接入系统,方便用户进行能源管理,也让供电企业对配电网设备进行基于GIS系统的图像化、信息化管理,从而实现配电网的设备管理、生产管理智能化。 2 智能配电网自愈控制技术的特点 信息技术的革命和配电新技术的应用推动了配电网智能化的进程,智能配电网是将各种配电新技术进行有机的集成、融合,使系统性能发生革命性的变化。“主动”自愈技术是智能配电网自愈的突出特点,其特点如下:

智能配电网自愈控制技术的内涵及其应用

智能配电网自愈控制技术的内涵及其应用 【摘要】文章中主要描述了自愈控制技术的相关研究,仅供同行研究工程技术参考之用,希望可以促进智能配电网自愈控制技术的发展与应用。 【关键词】运行监视;控制技术;智能配电网 前言 智能配电网自愈控制,就是用先进的、技术化的方法控制不同层次和地区的配电网络,目的是让配电网可以自己感知、自己辨别、自己做主、自己复原,确保配电网能够在不同的情况下安全运行。配电网自愈技术能够不依靠人为力量或很少依靠人为力量的情况下准确迅速的判断故障、修复,尽量降低供电中段的时间,减少损失。 1 自愈控制的技术内涵与特征 智能配电网自愈控制技术不仅包含了以往普通的配电自动化技术,最重要的是在原来技术的基础上完成了对自动化技术的改革与扩展。主要体现在下面几方面:首先,此技术的使用对象由普通的配电网升级为智能配电网,这就说明了新型配电系统中必须有分布式电源、储能、电动汽车充放电装置等,这些配置能够帮助系统更好的实现自愈控制,但是在一定程度上也提升了控制的难度;其次,此技术最突出的特点是能够在系统发生故障之前进行预防措施,不是简单的处理故障。这要求配电系统必须具有一定的“智能”,这使得配电快速仿真与模拟(DFSM)成为自愈控制功能实现的基础与核心,它为配电网的运行和控制提供计算方法和依据。对智能配电网自愈控制技术的研究要特别重视DFSM,主要是因为: (1)未来智能配电系统的接线结构和运行模式将愈来愈灵活多样。DFSM 将成为智能配电网运行控制的“大脑”,并使其具有像人一样的“智慧”以应付不断变化的系统结构与需求; (2)智能配电系统自愈控制对快速仿真与模拟的要求越来越高。对DFSM 将不仅仅需要一些基本的仿真和计算功能,更迫切地希望其能在诸多可行方案中快速地给出的最佳运行方案,也即要求DFSM 具有优化计算功能; (3)预测仿真能力(即安全分析),能够避免可能对系统造成较大影响的预想事故发生,若事故发生,通过自愈能力尽量减少损失,恢复正常运行; (4)支持多馈线网络重构、电压与无功控制、故障定位与各类、自适应保护方案等配电网自愈控制功能。 2 自愈控制目标

浅谈智能配电网自愈控制技术体系框架

浅谈智能配电网自愈控制技术体系框架 发表时间:2018-04-13T10:31:04.260Z 来源:《电力设备》2017年第31期作者:孙亮 [导读] 摘要:智能配电网是智能电网的重要组成部分,其中智能配电网有一个被称作免疫防御的体系,那就是自愈控制技术体系,这是智能配电网同传统电网的基本特征。 (国网山东省电力公司龙口市供电公司山东龙口 265700) 摘要:智能配电网是智能电网的重要组成部分,其中智能配电网有一个被称作免疫防御的体系,那就是自愈控制技术体系,这是智能配电网同传统电网的基本特征。可以将传统模式下配电网存在的问题于有效地进行解决,避免出现线路可靠性低和线损率过大的问题。本文简要谈论了智能配电网自愈控制技术体系的框架。 关键词:智能配电网;自愈控制技术;体系;框架 电网从当前的安全控制到自愈电网理念的提出、研发和实施,是一个历史性发展。可以说是以世纪为单位,进行积累和发展的过程,智能配电网的“自愈”能力是指智能配电网能够及时检测出已经发生或正在发生的故障,并进行相应的纠正性操作,使其不影响对用户的正常供电或将其影响降至最小,可见这一技术体系对于电网是多么重要。 1、智能配电网自愈控制概述 电网从当前的安全控制到自愈电网理念的提出、研发和实施,是一个历史性发展。自愈控制主要是解决“供电不间断的问题”,也就是在无需或仅需少量人为干预情况下,监测电网的实时运行状态,预测电网运行状态,及时发现、快速诊断和消除故障隐患。具有自愈能力的智能配电网将具有更高的供电可靠性、更高的电能质量、支持大量的分布式电源的接人、支持用户能源管理(需求侧管理)、提高电网资产利用率、对配电网及其设备进行可视化管理、实现配网设备管理、生产管理的自动化、信息化。智能配电网的自愈控制技术体系包括了三个车次,分别为基础层、支撑层、应用层。 2、基础层 自愈控制技术构成框架的基础层包括了电网以及其设备,实体电网作为智能电网的物理载体,是实现智能电网的基础,也是实现自愈控制的基础。但是,与国外先进国家相比,我国配电网整体供电能力和可靠性水平偏低,管理手段相对落后;配电自动化系统覆盖范围小,远远低于先进国家水平;因为技术不成熟、网架结构调整频繁、运行维护力量不足等原因,配电自动化实用化水平较低,部分装置处于闲置状态;部分地区城市配电变压器经济运行水平不高,配网节能降耗技术应用不足。 鉴于这样的原因,我国智能配电网应该以可靠性建设为核心,以配电网高效运行为目标,同时提高负荷管理水平和用户参与水平。而且,未来将有大量的分布式清洁能源发电及其他形式发电接人电网,要求配电网具备灵活重构、潮流优化、清洁能源接纳能力。同时,随着用户侧、配网侧分布式电源增多,特别是随着屋顶太阳能发电、电动汽车大量使用,电网中电力流和信息流的双向互动会逐步增多,对电网运行和管理将产生重大影响。因此,在实体配电网的建设过程中,必须进行前瞻性的探索、规划和构建,以长远的眼光来研究我国配电网的发展,大力推进先进技术创新,积极采用成熟先进技术,使实体电网在架构、技术、装备等方面,都能满足未来智能电网的需求。 3、支撑层 支撑层主要表现在两个方面,数据、通信。覆盖整个电网的信息交互是实现电力传输和使用高效性、可靠性和安全性的基础。而且,自愈控制需要采集大量设备(包括一次、二次设备)的状态数据和表计计量数据,对于这种数量大、采集点多而且分散的情况,就需要在开放的通信架构、统一的技术标准、完备的安全防护措施下建认高速、双向、实时、集成的通信系统。高速、双向、实时、集成的通信系统是实现智能配电网的基础,也是迈向配电网自我预防、自我恢复的关键步骤。这样的通信系统建成后,电网通过连续不断地自我监测和校正,应用先进的信息技术,实现其自愈能力,提高对电网的驾驭能力和优质服务的水平,它还可以监测各种扰动,进行补偿,重新分配潮流,避免事故的扩大。 4、应用层 自愈电网各项功能的实现,有赖于在完善电网、电力设备以及数据通信的基础上,应用监测、评估、预警或者分析、决策、控制、恢复等技术,实现电网的自我预防,自我恢复。各功能模块的关系如图一所示。具有自愈能力的智能配电网将电网运行状态分为正常状态、预警状态、临界状态、紧急状态和恢复状态。 图一智能配电网自愈控制应用层各模块关系 4.1监测 智能配电网是一个复杂的系统,按照现代控制理论的观点,要对一个系统实施有效控制,必须首先能够观测这个系统四。智能配电网自愈控制重点在于提高电网所有元件的可观测性和可控制性,增强对电力设备参数、电网运行状态以及分布式能源的监测作用,这就对传感与量测技术提出了更高的要求。 4.2评估 传统配电网评估方法多是从配电网供电能力和网架结构方面进行评估,由于智能配电网的复杂性,其评估需在传统配电网评估的基础上,电网安全评估、设备状态评估、电网脆弱性评估、电网风险评估以及上网电价适应性评估,以尽可能的反映电网的实际情况,为电网预警或者分析以及自愈决策提供参考。 4.3预警(分析) 智能配电网规模庞大,运行机理复杂,但是电网运行实践表明,除少数突发故障以外,大多数故障发生是有一个渐进过程的,如果早期发现,及时采取恰当的措施是完全可以防止的。为了及时发现电网安全隐患,提高电网自愈能力,根据电网运行信息、环境变化信息,

配电网自愈控制与设计

配电网自愈控制研究与设计 苏标龙1,杜红卫1,韩韬1,时金媛1,王明磊1,陈国亮1,陈楷2,刘健3(1.国电南瑞科技股份有限公司,江苏南京210061;2.南京供电公司,江苏省南京市210019; 3.陕西电力科学研究院,陕西省西安市710054) 摘要:本文根据配电网结构和运行特点,建立配电网风险评估模型,分别从控制逻辑、 控制结构和控制环节等方面入手,探讨配电网自愈控制的基本智能化框架,明确该框架 各层面各环节的内部逻辑和协调关系。本文探讨配电网在正常、紧急、故障、恢复等状 态下的相关理论与应对控制手段。以连续在线评估优化为手段,以实现配电网的快速故 障恢复、优化配电运行为目标。文中针对非健全信息条件下配电网容错故障定位,配电 网大面积断电快速恢复技术以及批量负荷转移做出深入的研究。提出了配电网故障信息 融合方法在配电网容错故障定位中的使用,研究考虑开关拒动情况的自适应故障自愈情 况;提出配电网大面积断电快速恢复方法,明确自愈控制的风险并给出防范措施,为配 电网的自愈功能提供方法和技术支持。 依据本文提出的配电网风险评估模型及容错控制原理,在OPEN-3200配电自动化管理系 统进行了仿真验证,结果表明,建模方法正确、控制原理可行。 关键词:配电网,风险评估,自愈控制,智能电网 Distribution Network Self-healing Control Research and Design KEY WORDS:Distribution network ,Risk Assessment ,Self-healing control ,Smart Grid 0 引言 智能电网是为实现电力系统安全稳定、优质可靠、经济环保要求而提出的未来电网的发展方向。建设智能配电网是实现智能电网中必不可少的环节,其主要特征是融合、分布、互动和自愈。 配电网自愈是指对配电网的运行状态进行分层控制,使配电网具备自我预防、自动恢复的能力,有效的应对极端灾害和大电网紧急事故,提高配电网供电可靠性。 目前,国内外学者都对电网自愈展开了深入的研究,并根据自己的研究领域对自愈的内涵给出了不同的定义,包括从高电压等级电网自愈[1]、城市电网自愈[2]等角度来描述。 1 配电网自愈控制的基本概念 1.1 配电网自愈控制 自愈是指自我预防和自我恢复的能力。自愈控制的目的为:1、及时发现、诊断和消除潜在隐患,阻止系统的恶化;2、发生故障情况下快速切除故障,维持系统持续运行,避免扩大损失;3、通过优化分析,提高配电网运行安全裕度,降低损耗。 配电网自愈控制涵盖常态监视、事前评估预警、事中诊断决策、事后恢复优化4个连续性过

智能配电网自愈控制技术体系框架研究

智能配电网自愈控制技术体系框架研究

智能配电网自愈控制技术体系框架研究 关键词: 智能电网自愈控制智能配电网 摘要:智能配电网是智能电网的重要组成部分,自愈作为智能配电网的“免疫系统”,是智能配电网最重要的特征。首先阐述智能配电网自愈控制主要解决的问题及其作用,然后分析智能配电网自愈控制体系的结构及其技术组成,包括基础层、支撑层和应用层。其中,电网及其设备为基础层,数据和通信为支撑层,监测、评估、预警/分析、决策、控制、恢复为应用层。通过研究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。尤其是在极端天气情况下,配电网将充分发挥它的自我预防、自我恢复能力,优先保障人们的生活,最大限度地为人们提供电力。 关键词:智能配电网;自愈控制;技术体系;基础层;支持层;应用层 进入21世纪以来,随着世界经济的发展,节能减排、绿色能源、可持续发展成为各国关注的焦点,更成为电力行业实现转型发展的核心驱动力,智能电网的理念逐渐萌发形成,成为全球电力工业应对未来挑战的共同选择[1-3]。目前,中国和世界各国已经达成普遍共识,建设灵活、清洁、安全、经济、友好的智能电网,是未来电网的发展方向[4-6]。智能电网能够实现电力系统安全稳定、优质可靠、经济环保,是实施可持续供电战略的重要保障,具有融合、优化、分布、协调、互动、自愈等特征[7-9]。根据目前国际、国内的研究报告,智能电网主要由4部分组成,分别是高级配电运行、高级量测体系、高级输电运行、高级资产管理。在各个部分中,高级配电运行是目前装备较薄弱的环节,所以在国际上关于智能电网的研究报告中,配电网是大家关注的重点[10]。 智能配电网是智能电网中连接主网和面向用户供电的重要组成部分[11]。智能配电网有助于提高电网供电可靠性、系统运行效率以及终端电能质量;有助于实现分布式发电、储能与微网的并网与优化运行,实现高效互动的需求侧管理;有助于结合先进的现代管理理念,构建集成与优化的配电资产运行、维护与管理系统。智能配电网较传统配电网更加坚强并具有更大的“弹性”,可以有效抵御自然灾害及外力破坏等突发事件给电力系统造成的影响,并且具有强大的“自愈”功能,自愈是智能配电网最重要的特征。从本质上讲,自愈是智能配电网的“免疫系统”。 目前,国内外学者都在积极探讨具有自愈能力的电网架构[12-14]、自愈控制体系及控制策略[15-16],但是这些研究还未形成统一的系统理论,也没有针对智能配电网展开自愈控制的研究。本文对智能配电网的控制技术体系进行研究。首先分析智能配电网自愈控制技术体系设计的层次结构,自下而上分为3层,分别是基础层、支撑层和应用层,然后分别分析各层次的技术组成。 1 智能配电网自愈控制概述 电网从当前的安全控制到自愈电网理念的提出、研发和实施,是一个历时以世纪计的积累发展过程[17]。智能配电网的“自愈”能力是指智能配电网能够及时检测出已经发生或正在发生的故障,并进行相应的纠正性操作,使其不影响对用户的正常供电或将其影响降至最小。自愈控制主要是解决“供电不间断的问题”,也就是在无需或仅需少量人为干预情况下,监测电网的实时运行状态,预测电网运行状态,及时发现、快速诊断和消除故障隐

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智能配电网故障自愈技术分析 :我国社会经济的不断发展,人们生活水平的提升以及工农业生产的不断进步,在很大程度上增加了能源的需求量。现阶段,发展智能电网,是适应当前社会对于全球能源、气候以及可持续发展等各方面要求而提出的一项重要解决方案,在未来电网发展期间有着相当重要的作用。在智能电网中,智能配电网是其重要的组成部分,故障自愈技术的有效应用能够使配电网故障自我预防与修复的能力得以切实提升。在本文中,首先对智能配电网故障自愈技术的类型进行了简要概述,并在此基础上,对其自愈技术流程以及具体应用进行了研究与探讨,仅供同行借鉴与参考。 标签::智能配电网;故障自愈技术;应用 1.引言 我国经济发展水平的不断提升,在很大程度上促进了配电网建设规模的扩大。对于配电网而言,其是直接面向用户供电的。在实际运行期间,倘若配电网存在问题,将能够影响到整体供电的质量,并对用电用户的切身体验产生直接性影响。对此,人们在配电网质量方面提出了更高的要求。在此背景之下,应用故障自愈技术,能够实现配电网基于故障的自我预防与修复,最大限度评估智能配电实际运行期间产生的实时数据,自我检测与隔离相关的故障问题,从而实现供电的快速性,提升供电稳定性。 2.智能配电网自愈技术的类型 2.1紧急控制 在配电网中,当有紧急故障发生之后,为了能够使供电的持续性得以保证,因此,采取了一系列的措施,譬如,隔离故障设备、对负荷进行切断、确定电源、主动解列等来使系统能够恢复常态,使系统的可靠、稳定运行得以确保。 2.2恢复控制 在系统有故障发生的时候,为了能够使配电网运行正常性得以保证,应该对故障设备进行准确隔离,采取有效措施恢复电网系统,同时,为了保证供电快速性,应该对供电的最佳路径进行选取。在网络中,并入电网系统中的孤岛运行区域,实现供电的快速性,使电网运行稳定性得以保证。 2.3孤岛控制 在供电系统中,倘若无法实现工作的马上恢复,则需要从系统中将一个或者是多个孤岛进行解列,使其能够独立运行,切实控制好孤岛,使电压及功率能够在正常的范围内,在孤岛重新并网前实现供电正常性,使整个系统的运行正常性

电力系统配电网自愈技术及评估方法

电力系统配电网自愈技术及评估方法 【摘要】本文对实现配电网自愈的关键技术进行了简单介绍,对几种配电网接线方式的自愈性进行了分析,最后介绍了基于节点收缩法的配电网自愈能力评估方法。 【关键词】配电网;自愈控制;评估方法 前言 自愈功能是智能电网的特征之一。世界各国对智能电网研究的侧重点不同。美国主要通过通信技术、分布式电源并网技术的运用来提高电网的可靠性;欧洲国家比较重视分布式电源并网技术的研究和运用;我国提出的智能电网是以特高压电网为骨干的网架结构,集成信息技术、决策支持技术、自动控制技术,适应各类电源与用电设施的接入与退出,能与用户进行友好交互,具有系统自愈能力,显著提高系统的可靠性和运行效率。电网自愈控制使得系统能不间断供电,避免故障发生,若发生了故障,故障后不丢失负荷且可以抵御下一次故障的冲击。 1 配电网自愈的关键技术概述 配电网自愈技术建立在智能电网灵活运行方式的基础上,完成主动解列、灵活分区,实现自适应的分布控制,需要智能硬件装置以及相关软件系统的协调控制来实现,涉及继电保护控制、自动控制装置、计算机软硬件以及应用数学等多个领域,实现对系统实时或超时的监测。 配电网自愈包括以下几个主要方面:(1)坚强灵活的电网物理结构,灵活的配电网结构能根据实际运行情况提供多条供电路径。正常情况下通过网络的优化以平衡负荷、减少网损;故障后通过网络快速重构将故障快速隔离和恢复。(2)智能馈线自动化系统。智能馈线自动化技术实现对整个网络的监控和操作,要求开关装置等设备具有良好的选择性和“四遥”功能,能自动识别、检测故障。(3)可靠的通信网络。提高系统输电、配电和用电效率必须要有高效、实时、可靠的网络来进行信息的交互,由智能调配中心进行统一控制。配电网可以通过网络通信进行自我检测,对潮流进行重新分配缩小故障范围。(4)监测系统和软件处理系统。强大的监测能力和快速仿真能力的软件处理系统是实现配电网自愈的关键。监测系统实时地对电力设备进行监测和诊断,仿真软件根据实时的系统数据对系统状态做出仿真,预测电网状态。 2 典型的配电网接线及自愈性分析 配电网的结构与系统的供电容量、供电可靠性和经济性关系密切,配电网的网架结构要与所在城市的负荷水平、电源规划相适应,因此,各个配电系统的负荷密度、接地方式、地形地势、运行方式各不相同。中低压配电网的接线方式主要有:单电源辐射型接线、单环网接线、多分段多联络接线等形式。

智能配电网自愈控制技术分析

智能配电网自愈控制技术分析 自愈是智能配电系统的重要特征。智能配电网自愈控制是解决中国配电网长期以来存在的设备利用率低、供电可靠性低、线损率高等关键问题的核心技术。首先介绍了智能配电网自愈控制的目标、技术方案与实施条件,在此基础上介绍了自愈控制研究与示范中的关键科学问题,包括智能配电网仿真、分析与试验,智能决策与网络重构,故障特性与保护,关键负荷保障等技术。最后,分析了智能配电网自愈控制技术研究与应用面临的问题与挑战。 标签:智能配电网;自愈控制;分布式电源 随着经济社会的发展,人类面临的能源、环境和气候问题日益突出,发展“低碳、高效”经济成为国际社会的广泛共识。电力作为最广泛应用的二次能源供应方式,在“低碳、高效”经济建设中承担着极为核心的角色。“智能电网(smartgrid)”以其可靠、优质、高效、兼容、互动等特点,成为现代电网的发展方向 1.体系架构 1.1自愈控制目标 智能配电网自愈控制的目标是在含DG的配电网运行过程中及时发现、预防和隔离各种潜在故障和隐患,优化系统运行状态并有效应对系统内外发生的各种扰动,抵御外部严重故障冲击,具有在故障情况下维持系统连续运行、自主修复故障并快速恢复供电的能力,可通过减少配电网运行时的人为干预,降低扰动或故障对电网和用户的影响。配电网直接面向用户,其自愈能力的高低直接影响供电质量。针对配电系统的不同运行状态,自愈控制的目标与控制策略完全不同,可分为正常运行状态、控制区域内部故障和控制区域外部故障3种情况。首先,在电网正常运行状态下,自愈控制的目标主要是在满足系统安全稳定约束的前提下,尽可能优化系统运行状态,充分利用系统中的可再生能源并降低损耗,提高资产利用效率;其次,在自愈控制区域内部发生故障时,自愈控制应快速切除故障并确定故障类型与故障位置,尽可能减少或消除非故障段停电范围与区域,在故障段则应当通过网络重构和快速抢修尽快恢复供電;最后,在控制区域外部发生不可逆转的严重故障时,应断开与外部电网的连接,依靠区域内的DG及储能装置,维持系统的自治运行,保证部分关键负荷的持续供电。智能配电网自愈控制目标是自愈策略与控制手段实施的基础,同时也是评价自愈控制实施效果的依据。 1.2方案设计 智能配电网自愈控制技术实施方案是自愈控制策略的具体体现,直接决定了自愈控制的实施效果与代价。智能配电网自愈控制功能的实现主要包括以下3种方式。1)集中控制方式主要依靠具有高级分析计算功能的系统主站来完成,它需要系统在发生故障后将量测信息发送到主站,通过分析计算确定故障类型、

智能配电网自愈控制技术发展与展望

智能配电网自愈控制技术发展与展望 配电网是联系主网和电力用户的关键环节。近年来,我国电网企业将建设改造资金向配电网倾斜,配电网络架构得到极大改善,分布式电源消纳能力增强,允许其最大程度接入,同时鼓励电力用户参与电网互动。随着先进传感与测量技术、一二次融合设备、自动控制方法以及决策支持系统等在配电网中的推广应用,配电网的智能化水平得到显著提升,实现自愈控制是配电网智能化的重要标志。 标签:智能配电网; 自愈控制; 同步相量测量; 支撑技术; 架构设计; 1智能配电网自愈控制需求分析 1)电源侧需求:我国分布式新能源发展迅速,到2020年分布式电源(主要是分布式光伏)装机容量可达1.87亿kW,2030年可达5.05亿kW。分布式电源具有数量多、范围广、容量小、随机性、间歇性等突出特点,其大规模分散接入增大了配电系统协调控制的复杂性和不确定性。 2)负荷侧需求:电动汽车、柔性可控及双向互动等多元化负荷随机无序接入,给配电网安全可靠运行带来巨大影响,同时也极大增加了实现自愈控制分析、判断与决策的难度。 3)对供电可靠性与供电质量的提升需求:电力企业正在大力推进世界一流配电网建设,与世界上部分发达国家相比,我国供电可靠性仍有待提高。2015年,英国供电可靠率达到99.999993%,美国的用户年均停电时间为0.41h,日本仅为0.1h。国家能源局《配电网建设改造行动计划(2015—2020年》中明确了2020年目标,中心城市(区)供电可靠率达到99.99%,用户年均停电时间不超过1h,供电质量达到国际先进水平;城镇地区供电可靠率达到99.88%以上,用户年均停电时间不超过10h;综合电压合格率达到98.65%。随着经济社会的快速发展和居民生产生活水平的不断提升,将对供电可靠性和供电质量提出更高要求。 智能配电网自愈控制是以不间断电网运行和不损失供电负荷为基本控制目标,基于先进健全的量测体系与快速精准的在线状态评估与诊断,及时发现消除随时可能存在的运行风险,快速处理各类故障,应对系统内外各种扰动与冲击,在故障情况下能够维持连续运行、快速处理故障并恢复正常供电。因此,自愈控制无疑是保障电力电子化特征愈发凸现的现代智能配电网在不同状态下安全可靠运行的重要手段。 2基于同步相量測量的自愈控制新支撑技术 2.1快速感知技术 大规模分布式电源、电动汽车接入智能配电网的源、荷变化快速,运行状态复杂多变,微型同步相量测量装置在配电网中的推广应用,将极大提升智能配电

配电网故障自愈控制机理研究

配电网故障自愈控制机理研究 摘要:我国经济的快速增长和人民生活水平的提高对配电网供电可靠性和安全性提出了更高的要求:希望在故障发生后快速将故障隔离在最小范围并恢复受影响的健全区域供电。本文笔者结合自身工作实践经验阐述了配电网故障自愈控制机理,以供参考。 关键词:智能电网,电网故障“自愈”控制 abstract: china’s rapid economic growth and the improvement of people’s living standard for distribution network power supply reliability and safety put forward higher request: hope in failure will quickly after failure isolation in the least scope and restore the affected area of sound power supply. this paper based on their own work practice experience expounds the power distribution network fault from the control mechanism for your reference. keywords: intelligent power grid, power grid failure “self-healing” control 中图分类号:u665.12文献标识码:a 文章编号: 前言 我国近年来城乡电网改造与建设取得了长足进步,配电网规模持续增长,网架结构进一步改善,配电网供电能力得到提升,配电自动化技术取得了长足的进步,配电自动化和配电管理系统得到了

智能配电网自愈功能与评价指标

第38卷第22期电力系统保护与控制Vol.38 No.22 2010年11月16日Power System Protection and Control Nov. 16, 2010 智能配电网自愈功能与评价指标 李天友1,2 ,徐丙垠3,4 (1.华北电力大学,北京 102206;2.福建电力公司,福建 福州 350003;3.山东理工大学,山东 淄博 255012; 4.科汇电力自动化公司,山东 淄博 255087) 摘要:介绍智能电网自愈的基本概念,阐述配电网自愈功能及相关技术,提出采用自愈速度和供电自愈率指标来评价配电网的自愈能力。把自愈速度分为毫秒级、周波级、秒级与分钟级四个级别;将供电自愈率定义为在统计期(如一年)内故障自愈恢复的总用户数与受故障影响的总用户数的百分比值。对我国开展短时停电损失研究、配电网自愈相关技术应用研究等提出了建议。 关键词:智能配电网;自愈功能;评价指标;自愈速度;供电自愈率 Self-healing and its benchmarking of smart distribution grid LI Tian-you1,2,XU Bing-yin3,4 (1. North China Electric Power University,Beijing 102206,China;2. Fujian Electric Power Company Limited,Fuzhou 350003,China;3. Shandong University of Technology,Zibo 255012,China;4. Kehui Power Automation Co.,Zibo 255087,China) Abstract:The basic self-healing concepts of smart distribution grid (SDG) are introduced and its self-healing functions and relevant technology are illustrated.Two indexes for benchmarking the self-healing ability of SDG,self-healing speed and self-healing rate are proposed.The self-healing speed is divided as milliseconds,cycles,minutes and seconds levels.The self-healing rate is defined as the number of customers recovered from a fault divided by the total number of customers affected by a fault.Suggestions on the loss analysis of short-time outage and the application of SDG self-healing technologies in China are presented. Key words:smart distribution grid;self-healing;benchmarking indexes;self-healing speed;self-healing rate 中图分类号: TM72 文献标识码:A 文章编号: 1674-3415(2010)22-0105-04 0 引言 “智能电网(Smart Grid)”具有可靠、优质、高效、兼容、互动等特点,是现代电网的发展方向。自愈功能作为保证电网可靠、优质供电的关键功能,是智能电网技术研究的重点。近年来,国内外专家就提高大型输电网自愈进行了大量的研究,取得了一系列研究成果[1-6];而对配电网自愈的研究相对较少[7- 8]。配电网直接面向用户,其自愈水平的高低直接影响电网对用户的供电质量。本文介绍智能电网自愈的基本概念、阐述配电网自愈功能及相关技术,提出评价配电网自愈能力的指标体系,并对我国开展智能配电网自愈研究工作提出建议。 1 智能电网自愈的基本概念 电网自愈的概念最早出自美国电科院(EPRI)与美国能源部于1999年启动的“复杂互动系统”联合研究计划[1]。后来美国电科院的“智能电网(Intelligrid)”、美国能源试验室的“现代电网(Modern Grid Initiative)”研究项目都把自愈作为主要研究内容[2-3]。作为保障电网安全稳定运行与提高供电质量的核心技术手段,自愈技术是当前智能电网研究的热点内容。 电网的自愈(Self Healing)是指其在无需或仅需少量的人为干预的情况下,利用先进的监控手段对电网的运行状态进行连续的在线诊断与评估,及时发现并快速调整,消除故障隐患;在故障发生时,能够快速隔离故障、自我恢复,不影响用户的正常供电或将故障影响降至最小。就像人体的免疫功能一样,自愈使电网能够抵御并缓解各种内外部危害(故障),保证电网的安全稳定运行和供电质量。 从自愈功能的含义与技术内容来讲,它并不是一个全新的概念。我们以前熟悉的继电保护与安全自动装置,都属于自愈功能的范畴。另一方面,自

配电网智能自愈控制技术研究

配电网智能自愈控制技术研究 发表时间:2019-05-20T09:57:39.423Z 来源:《电力设备》2018年第32期作者:于春晖卢博伦 [导读] 摘要:随着社会的发展,智能化建设的发展也日新月异。 (国网内蒙古东部电力有限公司内蒙古呼和浩特 010000) 摘要:随着社会的发展,智能化建设的发展也日新月异。智能配电网的自愈功能的研究是一项重要的基础性工作,通过深入分析因电能损耗引起的经济和社会损失,自愈技术的研究和运用能够实现广大电力用户的可持续供电,保证电网的安全可靠运行,推动我国电力事业的发展。 关键词:配电网;智能自愈;控制技术研究 引言 随着科学技术的迅速发展,配电网也朝着信息化、自动化方向发展。研究首先分析了配电网智能自愈控制技术研究意义,同时阐述了配电网智能自愈控制技术体系构架特点,最后总结了配电网智能自愈控制关键技术,旨在切实发挥出配电网智能自愈控制技术的应用价值,为推动配电网企业得到更好的发展提供参考性意见。 1智能配电网自愈控制技术浅析 从学术层面讲,智能配电网自愈控制技术指的是在配电网的不同区域以及层次内具有自主感知、自主诊断、自主决策以及自主恢复的能力。从电力建设的技术层面讲,智能配电网自愈控住技术包括多种核心的电力建设技术,在线智能分析技术、在线决策技术、建模与仿真技术、分析与实验技术、故障特性分析技术、保护装置控制保护技术、停电恢复技术、故障隔离技术、网络重构技术等。智能配电网自愈控制技术能够实现对电网的自主感应与自主控制,可以根据电网的运行情况,自主诊断出电网运行的故障所在,并且通过自主决策以及故障恢复技术使电网在短时间内自主恢复运行,因此配电网自愈控制技术能够有效改善配电网的运行情况,提升配电网的运行效率,提升配电网的运行的安全性与稳定性,降低电线的损耗程度,提升电力设备的使用效率,由此可以看出智能配电网自愈控制技术在电力建设工作中有着非常明显的优势,或者在未来引领电网技术的发展,成为电网技术的发展趋势也未可知。自愈控制技术属于高级配电网中的一项核心功能,当前我国实际使用的智能配电网自愈控制技术主要包括自愈控制中的仿真计算、体系架构、故障处理以及DG接入等内容。 2配电网智能自愈控制技术体系构架 2.1体系构架 配电网智能自愈控制技术体系构架主要包括:参数设置—多配电网模型—界面显示—评估自愈状态—风险评估、故障预警、辨识—多区域协同配合操作—模拟风险事件—控制决策优化。 2.2方案设计 2.2.1集中控制方式 依靠高级分析计算功能,协助主站完成相应的工作,在系统出现故障的情况下,测量信息且发送到主站,通过分析、计算,明确故障类型、形成控制决策体系、实现故障位置搜集,以此下发到专门的保护装置与执行终端上,故障处理均由主站完成。但就实际情况而言,集中控制方式运用还存在很多的不足,难以实现自愈控制,无法满足快速性故障切除要求。 2.2.2分散控制形式 通过配合保护装置与智能终端,实现分散控制。在故障清除阶段与故障清除后,迅速恢复供电,借助局部信息保护装置、智能终端设备,迅速恢复供电。分散控制方式具备高效率、高可靠性的特点,虽说保护装置与智能终端之间存在着一定的联系,但主站的参与度不强,局部信息故障恢复阶段,难以保障全局协调性。无法适应网络结构的频繁变化,进而无法保障运行方式的稳定性。在未来,需要强化多代理分布式计算基数的应用,加速分散控制方式的推广。 2.2.3集中-分散协调控制方式 应用集中-分散协调控制手段,能够实现分布式协调控制,清除故障,强化保护装置的配合。在故障恢复阶段,可借助主站分析计算,实现控制命令的下发,采取集中-分散控制形式,在故障清除阶段速度较快,可实现全局调度协调,提升系统运行能力,促使系统更好地适应网络结构。就现阶段而言,自愈控制技术方案可保障系统运行的稳定性与可靠性。在自愈控制目标基础上,配电网智能自愈控制技术必须要考虑实施区域的基础条件,随着新技术的引入,不断完善与优化技术,以此推动配电网智能自愈控制技术得到更好的发展。 3智能配电网自愈控制技术应用分析 智能配电网自愈控制技术在电网中的应用主要是依靠一系列先进的计算机技术,通过先进的技术机技术对电网运行中产生的大量数据进行整理与分析,根据数据判断电网运行状况,通过智能化计算机技术与电气终端装置之间的协调配合,实现对电网故障的自主诊断、决策与恢复。在自愈控制技术中涉及到的先进技术主要有配电系统中的快速仿真与模拟技术,智能分析与决策技术,分布式计算机技术,保护装置的协调与自适应整定技术等,从某一层面讲,智能配电网自愈控制技术是多个先进技术的集中体,它将多项先进的技术集合在一体,并且让其为配电网运行服务,因此可以说,各项先进的科学技术是自愈控制技术实施的最主要条件,也是自愈控制技术实施监测、诊断、恢复这一系列动作的保障,它们在很大程度上决定着自愈控制技术的实施方式以及实施效率,所以智能配电网自愈控制的应用也就是各项先进技术的应用 3.1智能配电网保护控制技术 此阶段,需要重点关注电源闭环供电配电网,借助局域信息,实现网络保护。深入研究网络重构后保护装置的适应性,强化保护原的控制。经过研究发现,在局域信息基础上,需要明确保护装置在全局信息支撑平台上的作用,更好地协调与配合各项技术。研制智能配电网保护测控终端,实现故障分支指示,明确各类装置故障指示。智能配电网再起运行阶段,需要强化网络重构技术的应用,迅速恢复故障,以此满足DG要求,增加保护装置整定与配合难度。此阶段要求治愈系统精准、及时感知网络拓扑,明确DG投切,促使保护装置在第一时间完成在线适应,促使其与保护装置相互配合。 3.2DG电网建模与仿真技术 此阶段,重点关注配电系统元件模型与仿真建模方式,就各类DG、电力电子装置、储能元件、控制器仿真模型建设。需要在公共信息模型基础上开展同一描述,深入研究DG、智能电网模型简化技术、多相潮流算法、暂态算法等模拟技术。配电网元件类型本身具备多

智能配电网的自愈能力

智能配电网的自愈能力 来源:发表时间: 2009.11.10字体大小: 李天友1 3徐丙垠2 4 1华北电力大学北京102206;2山东理工大学山东淄博255012;3福建电力公司福建福州350003;4科汇电力自 动化公司山东淄博255087; 摘要:文章阐述智能配电网自愈的基本概念,介绍实现自愈的相关技术,研究提出了采用自愈速度和供电自愈率等 指标来评价配电网自愈能力,并就我国开展智能配电网的自愈技术研究提出建议。 关键词:智能配电网自愈能力评价指标 0.引言 “智能电网”具有可靠、优质、高效、兼容、互动等特点,是现代电网的发展方向,受到了国内外电力业界的高 度关注。自愈能力作为保证电网可靠、优质供电的关键功能,是智能电网技术研究的重点。近年来,总结国际上几 次大停电的经验教训,国内外专家就提高大型输电网的自愈能力,进而提高电网的安全稳定水平进行了大量的研究,取得了一系列研究成果[1-6];而对配电网自愈能力的研究相对较少[7,8]。配电网直接面向用户,其自愈能力的高低直接 影响电网对用户的供电质量。本文对智能配电网自愈的基本概念进行阐述,简要介绍实现自愈的相关技术,提出了 评价配电网自愈能力的技术指标,并就我国开展智能配电网的自愈技术研究提出初步意见。 1. 自愈的基本概念 1.1自愈概念的提出 自愈的概念最早出自美国电科院(EPRI)与美国能源部于1999年启动的“复杂互动系统”联合研究计划[1]。后来 美国电科院的“智能电网(Intelligrid)”、美国能源试验室的“现代电网(Modern Grid Initiative)”研究项目都把自愈作为 主要研究内容[2,3],作为保证电网供电质量的核心技术手段,自愈功能是当前智能电网研究的热点内容。 电网的自愈功能(Self Healing)是指其在无需或仅需少量的人为干预的情况下,利用先进的监控手段对电网的运 行状态进行连续的在线自我评估,并采取预防性的控制手段,及时发现、快速诊断、快速调整或消除故障隐患;在 故障发生时能够快速隔离故障、自我恢复,不影响用户的正常供电或将影响降至最小。就像人体的免疫功能一样, 自愈能力使电网能够抵御并缓解各种内外部危害(故障),保证电网的安全稳定运行和用户的供电质量。 输电网主要采用环网多电源供电结构,其中一个甚至多个元件退出运行,不会影响系统的正常供电。因此,其 自愈功能首先是实现电力设备状态的在线监测,及时发现并排除故障隐患,再就是通过快速继电保护切除故障元件;另一个重点是对系统进行在线安全评估和预警控制,防止出现电网稳定破坏事故导致的大面积停电。 配电网直接面向用户,一般采用辐射性供电方式,其中的任何故障、电能质量扰动都直接影响着对用户的供电 质量,因此配电网中的自愈功能有着不同于输电网的特点。智能配电网自愈功能的作用首先是减少停电时间与停电 次数,特别是避免目前电网大量存在短时停电问题,提高供电质量;其次是优化电能质量,尤其是抑制电压骤降, 提供优质电力;第三是有效抵御攻击,提高电网防灾防破坏能力;第四是为用户提供特定要求的“定制电力”,提高服 务水平。为使自愈的研究内容更有针对性,本文将其限定为解决停电问题的技术,而从对用户的影响与解决方案来讲,电压骤降与供电停电问题是类似的,因此,也将其列入一并讨论。 需要指出,从自愈功能的含义与技术内容来讲,它并不是一个全新的概念。我们以前熟悉的继电保护与安全自 动装置,都属于自愈功能的范畴。另一方面,自愈是传统继电保护与安全自动装置的发展,内容更为丰富、完善, 它的终极目标是为用户提供永不间断的理想电力。自愈技术的研发与推广应用,对于建设智能电网,提高供电质量 具有十分重要的意义。 1.2当前的供电质量问题 智能配电网(SDG,Smart Distribution Automation)实现自愈的目的是保证供电质量,提供优质电力。 供电质量是满足用户电力需求的质量[9]。根据目前国家有关标准,供电质量包括供电可靠性和电能质量两个方面。供电可靠性是指对用户连续供电的可靠程度,其指标是对用户停电时间和次数的统计。据美国能源部的报告“今天的 电力可靠性99.97%,仍然有停电和中断,每年至少要造成停电损失1500亿美元”。我国2007年全国平均是 99.88%,每年要造成停电损失又该是多少?!随着社会经济的发展,停电造成的社会影响将越来越突出。 电能质量是指供应到用户受电端电能的品质,正常的电能质量指标包含电压偏差、频率、电压波动与闪变、谐波、三相不平衡五个方面,这都有相应的国家标准。当今随着变频调速设备、可编程逻辑控制器等数字化设备以及 各种自动生产线、计算机系统的大量应用,电压骤降和短时中断所造成的影响日益突出。电压骤降,根据IEEE Std.519-1992的定义,是指供电电压有效值突然降至额定电压的90%~ 10% (0.9p.u.- 0.1p.u.) ,并持续半个周波至 1分钟,然后又恢复至正常电压。电压骤降现在国内外虽然还没有统一的定义,但却是危害最大的电能质量问题。据有关统计,在用户电能质量问题投诉中,由于电压骤降原因造成的占80%以上。又据Leonardo Energy最近对欧洲 8个国家的电能质量调查,在工业等领域,电能质量每年大概造成损失超过 150亿英镑,而其中差不多60%的损失 是由于电压骤降或短时中断(short interruption)引起的,因此,对电压骤降问题的研究已引起各国的重视。 实际上目前配电网中还存在大量的供电短时停电现象,例如配电线路瞬时性故障时的跳闸与重合闸动作、线路 故障自动隔离与非故障区段恢复供电、变电所备自投装置动作等都会引起用户供电出现数秒到数分钟的停电。这类 短时停电在供电可靠性指标中是不纳入统计的。我国原能源部的[1991]363号文《供电系统用户供电可靠性统计办法》

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