自愈技術構建堅強智能電網

摘 要：自愈技術是大電網實現安全運行最有力的支撐。建造堅強電網的基礎就是智能電網的自愈功能。本文介紹了配電網自愈控制的概念、重要意義，總結了實現自愈控制的幾種關鍵技術，并對未來進行展望。

關鍵詞：智能電網；自愈技術；關鍵技術

中圖分類號：TM76 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2014） 14-0000-01

一、智能電網與自愈功能

隨著社會、經濟的發展和技術的進步，生產發展和商業服務對供電可靠性和供電質量的要求不斷提高。智能電網這種靈活、清潔、安全、經濟、友好的電網體系成為未來電網的發展方向，即更“更堅強，更智能”的電網。自愈技術是大電網實現安全堅強運行最有力的支撐。建造堅強電網的基礎就是智能電網的自愈功能。

什么是自愈技術？自愈是指的是把電網中有問題的設備從系統中隔離出來，并且在很少或不用人為干預的情況下使系統快速恢復到穩定運行狀態，從而連續向用戶提供高質供電服務。自愈是智能配電網的重要特征和建成的重要標志。配電網自愈功能包括電網的自我預防、自我恢復的能力，這種能力來源于對電網重要參數的監測和有效的控制策略。

二、基于狀態量比較的智能配電網自愈控制方法

配電網自愈控制流程包括常態監視、事前的評估預警、事中的診斷決策、事后的恢復優化四個連續性過程。要集中對電網最薄弱環節進行分析，準確把握電網的監控要點，給出相應的事故處理和優化校正策略。事故時依據開關變位、保護動作等信息，基于拓撲分析原理準確診斷出故障范圍，生成故障影響報告，自動提供失電區恢復策略①。流程如下：（1）定義函數F（U，I，P，Q，f），（其中電壓U、電流I、有功功率P、無功功率Q、頻率f）為系統狀態函數，設定F1，F2，F3，F4分別為緊急狀態函數值，恢復狀態函數值，異常狀態函數值，警戒狀態函數值；（2）收集相關城市配電網電氣量自變量數據，電壓U、電流I、有功功率P、無功功率Q、頻率f，代入計算狀態函數F（）的函數值，與系統設定狀態函數值F1，F2，F3，F4分別進行比較，判斷處于何種狀態；（3）當狀態函數值F（）>F1時，系統處于緊急狀態，系統運行參數極端超標。若不采取緊急應對措施，將導致城市配電網崩潰。此時應首先保護動作，若仍未脫離緊急狀態，進行遠方電源投入，系統主動解列、切機、切負荷，以便使系統逐步恢復②；（4）當狀態函數值F2

三、智能配電網運行方面自愈控制的關鍵技術

（一）配電網快速仿真與模擬技術。（1）FSM，快速仿真與模擬技術通過高級軟件平臺來實現，它根據精確狀態估計的結果，為電力系統運行人員提供了一個最優決策工具，使得系統運行人員更加安全、可靠、高效地進行電網控制和優化，以期達到改善電網的穩定性、安全性、可靠性和運行效率。FSM包括輸電網快速仿真和模擬，配電網快速仿真和模擬；（2）DFSM技術，作為智能配電網實現自愈控制的核心技術之一，DFSM是有一系列面向配電網的實時分析軟件組成的分布式智能系統，包括：短期負荷預測、應急分析、動態安全分析、聚合分析、潮流計算、狀態估計等組成④。

（二）高級配電自動化技術。高級配電自動化技術（ADA）是配電網革命性的管理與控制方法，是電能進行智能化分配的技術核心，是智能配電網中的配電自動化。ADA具有七大功能，包括饋線自動化，SCADA，VVC和電能質量管理，停電管理系統，實時狀態估計和控制，分布式電源集成和與其他系統的接口。ADA技術包括饋線自動化，SCADA，VVC和電能質量管理，停電管理系統，實時狀態估計和控制，分布式電源集成，與其他系統的接口。其中饋線自動化包括故障定位、故障隔離、故障恢復、異常分析、饋線重構、保護協調。SCADA包括智能報表、數據采集、報表與打印、GPS對時、權限管理、歷史數據。VVC和電能質量管理包括電能質量分析、電壓控制、無功補償。停電管理系統包括計劃停電管理和故障停電管理。實時狀態估計和控制包括拓撲分析、線損計算、潮流計算、運行條件分析、廣域測控。分布式電源集成包括微網和虛擬電廠。

四、結束語

電網的供電安全問題一直是電力界和社會非常關注的問題。現有的研究從理論到應用都有很多成果。這些成果將為實現大電網的智能決策提供很強大的技術支撐。但智能電網建設對電網的安全提出了更高的要求。自愈功能在電網中的實現是一項非常艱巨的工作，本文提出的重點研究的內容主要是基礎理論性上的研究。要建設一個反應速度快、自愈能力強的大電網還任重道遠。

參考文獻：

[1]萬秋蘭.大電網實現自愈的理論研究方向[J].電力系統自動化，2009.

[2]蘇標龍.配電網自愈控制研究與設計[A].中國電機工程學會電力系統自動化專業委員會2012年學術交流會論文集[C]，2012.

[3]高翔.智能配電網自愈控制的理論與技術研究[D].華北電力大學（北京），2011.

[4]馬其燕.智能配電網運行方式優化和自愈控制研究[D].華北電力大學（北京），2010.

[作者簡介]梁軍（1970.07-），男，國家電網寧陽供電公司外線班班長，維修電工高級技師，大專，供用電管理；單偉成（1972.06-），男，國家電網寧陽供電公司帶電作業班班長，送電線路工技師（中級），大專，供用電管理；于波（1976.10-），男，國家電網寧陽供電公司外線班安全員，送電線路工技師（中級），大專，電氣自動化。

注：

①摘自蘇標龍.配電網自愈控制研究與設計[A].中國電機工程學會電力系統自動化專業委員會2012年學術交流會論文集[C]，2012.

②摘自高翔.智能配電網自愈控制的理論與技術研究.華北電力大學（北京），2011.

③摘自高翔.智能配電網自愈控制的理論與技術研究.華北電力大學（北京），2011.

④摘自馬其燕.智能配電網運行方式優化和自愈控制研究.華北電力大學（北京），2010.