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摘要:智能配电网故障恢复一直是困扰电网运行人员的棘手问题,其中自愈则是配电网智能化的一种体现。智能配电网自愈控制技术是解决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。智能配电网自愈控制体系构架由目标、方案设计、实施基础和条件组成。智能配电网自愈控制技术主要包括建模与仿真技术、分析与试验技术、在线智能分析与决策技术、故障特性分析技术、保护装置控制保护技术、极端条件下关键负荷保障技术与大面积停电恢复技术和故障隔离与网络重构技术。
关键词:智能配电网;自愈控制;技术
智能配电网自愈控制技术是在当代先进的科学技术的基础上发展起来的一项新型的电力技术,经过一段时间的探索与发展,现在已经成为我国电力建设中的一项核心技术,智能配电网自愈控制技术的最主要的特点是自我感知与恢复,它能够感应配电网的运行状况,并就发生的故障进行自主的诊断与恢复,是一项非常优秀的电力技术,因此下文我们将对其做重点的研究。
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,智能配电网自愈控制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体系架构
自愈控制的体系架构包括控制目标、方案设计以及实施基础与条件。
2.1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。
2.2方案设计
智能配电网自愈控制技术实施方案主要包括以下3种方式。
(1)集中控制方式。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、故障位置并形成控制决策,再下发到保护装置或智能终端执行,该控制方式的缺点是耗时较长,很难满足故障切除的快速性要求。
(2)分散控制方式。这种控制方式是指由保护装置或智能终端的相互配合来实现故障的清除与故障后的供电恢复。分散控制方式的效率与可靠性较高。该控制方式缺点是缺乏全局性的整体协调能力,不能适应频繁变化的网络结构与运行方式。
(3)集中--分散协调控制方式。综合了集中控制与分散控制的优点。保护装置或智能终端的配合实现故障清除,主站分析计算后下发的控制命令实现故障恢复。
2.3实施基础与条件
配电自动化是配电自愈控制技术的基础,同时还要满足以下基本条件。首先,各种智能化的开关和配电终端设备要配备齐全。其次,系统中的电源和储能设备应具有灵活、可靠的网络拓扑能力。再次,系统还要具有可靠的通信网络及强大的信息处理能力。最后,智能化的主站系统应具有分析、计算、评估与预警等功能。
3智能配电网自愈控制技术。
配电网自愈控制功能的实现依赖于配电系统快速仿真与模拟、保护装置的协调与自适应整定、与DG的协调控制、智能分析与决策、分布式计算等一系列技术的发展与应用,很大程度上决定着自愈控制功能的实现方式、效率与可靠性。智能配电网自愈控制技术主要包括以下几个方面:①含DG、微网及储能装置的智能配电网建模与仿真技术。这种技术研究各种配电系统元件模型及仿真建模方法和各种DG、储能元件、电力电子装置及控制器的仿真建模方法。配电网元件类型的多样性和模型的适应性对智能配电网建模与仿真技术提出新要求,同时基于网络重构的故障恢复技术对智能配电网仿真、计算的快速性提出了要求。②含DG、微网及储能装置的智能配电网分析与试验技术。主要包括含DG、微网及储能装置的智能配电网状态估计技术、参数辨识技术、网损分析技术、潮流优化技术、可靠性评估技术、电能质量分析与控制技术等技术的应用。③在线智能分析与决策技术。这种技术是对预想事故的智能配电网自愈控制方案自动匹配,对于预想事故给出有效的控制与保护动作方案。包括智能配电网连锁故障演变的预防控制方法和智能配电网自愈控制的智能化学习技术。④含DG、微网及储能装置的智能配电网故障特性分析技术。该技术研究各种DG、储能装置在电网发生对称及不对称故障时的故障特性。包括外部故障、内部故障时的微网以及含DG、微网及储能装置的智能配电网的故障特性。提取快速、准确、可靠的智能配电网故障特征是进行智能配电网故障类型识别、故障定位、保护装置开发工作的前提。⑤智能配电网保护装置控制保护技术。这种技术主要研究网络重构后网络式保护装置自适应的控制保护,包括基于局域信息的保护装置与基于全局信息的支撑平台的保护协调配合技术。该技术要求自愈控制系统准确、及时地感知配电网网络拓扑变化及DG的投切,保护装置在第一时间完成在线自适应整定以及保护装置间的相互配合。⑥极端条件下关键负荷保障技术与大面积停电恢复技术。该技术研究智能配电网外部严重故障主动解列技术,包括基于网络重构的智能配电网故障后局部供电恢复技术、基于网络重构的电压控制技术以及极端条件下智能配电网关键负荷保障技术和基于DG的智能配电网启动技术。⑦故障隔离与网络重构技术。该技术研究包括基于全局信息与分布式智能控制实现的故障隔离技术,含DG、微网及储能装置的故障隔离和网络重构技术,基于控制代价最小的智能配电网网络重构技术,配电网内部严重故障被动解列技术,配电网外部严重故障主动解列技术,基于网络重构的配电网故障后局部供电恢复技术以及配电网基于网络重构的电压控制技术。
4结语
智能配电网自愈控制技术为配电网供电可靠性和安全性,防范连锁故障与大面积停电事故发生,解决大量DG接入的主要技术手段,是配电网未来发展的方向。同时也为中国在智能配电网自愈控制相关科研、设备制造等领域以及智能配电网的建设提供有力的依据。
参考文献
[1]李乃湖,倪以信,孙舒捷等.智能电网及其关键技术综述[J].南方电网技术,2013,(5).
[2]赵杨,冷莉.智能配电网自愈控制技术[J].科技传播,2014,(10).
[3]朱文强,陈婷.基于状态量比较法的自愈控制技术在智能配电网规划中的应用[J].湖南工业职业技术学院学报,2015,15(05).