含分布式電源的配電網故障診斷方法

任凱

【摘要】：隨著我國城市建設進程不斷推進，人們對電力能源的需求量越來越高。大部分供電企業都是采用的單一、集中式的供電系統進行供電。隨著電力行業不斷發展，這種供電系統的弊端也日益凸顯，影響了電力行業的發展進程。分布式發電技術能夠有效降低電力傳輸損耗，提高傳輸效率，近些年來已經成為我國電力行業的重點發展對象。

【關鍵詞】：配電網；分布式電源；故障診斷

引言

隨著電力系統的快速發展，越來越多的分布式電源接入配電系統，因此，配電網結構越來越復雜。當配電網發生故障時，準確高效地找出故障點或區域是快速隔離和盡快恢復供電的前提條件，對提高配電系統可靠性具有重要意義。

1、分布式發電對供電企業的積極作用

1.1降低配電網損耗

從目前使用情況分析，我國分布式發電模式的應用范圍愈加廣泛，并取得了初步的成效。目前，我國大部分供電企業采用環網結構或放射結構，能量在配電系統中是單向流動的，供電網絡中存在著大量分散的配電系統，在正常運行中會出現很大的損耗，從而造成電力能源的浪費。分布式發電是對大電網的有益補充，有效降低了能源在配電網中流動的損失，并且可以補充大電網在負荷高峰時期的供電能力，提高了電能質量及可靠性。

1.2推動企業優化升級

由于分布式發電與傳統發電模式有著很大的差異，總體而言含有分布式發電的配電網一是能夠提高電力傳輸效率、降低傳輸損耗；二是能夠降低企業運行成本、分布式發電的合理出現可以推遲或減緩對電網的擴展投資，比如，為滿足新增負荷用電需求，投資建設分布式發電的成本遠比升級現有配電系統引進相同電量的成本要低很多。我國綠色城市建設進程不斷推進，低耗、清潔能源作為發展趨勢，在保障電力系統穩定的前提下，逐步擴大清潔能源的占比，從而實現企業的優化升級，推動企業健康發展。

2、故障分析

2.1單一故障

當線路區段L4發生故障F1時，終端CB1和Sn上傳信號，故障診斷時可將配電網分為4個部分，分別為主線路、DG1、DG2、DG3饋線部分。區段L4發生故障，CB1動作，因為系統電源作用，S1、S3上傳功率方向為正方向，因為DG1存在，S4、S5、S6上傳功率方向為反方向，因為未發生故障，其他部分處于正常狀況，功率方向都為正方向。利用故障功率方向判據分配初始標志向量，滿意條件的變遷觸發，托肯向下傳遞直至達到安穩狀況，最后庫所L4存在托肯，即區段L4發生故障，模型故障診斷結果正確。

2.2多重故障

當線路區段L4和L12一起發生故障F1和F2時，各終端CB1和Sn上傳信息，并依據故障功率方向判據分配初始標志向量，DG1部分剖析同單一故障，不再贅述。DG2和DG3部分，區段L12發生故障，DG2和DG3提供功率，S13、S14因為DG2效果，S15、S16、S17因為DG3及S12由DG2、DG3共同效果，因而，S12—S17上傳故障功率方向與正方向相反，經過Petri網模型推理，滿足條件變遷觸發，托肯傳遞，直至模型達到穩定狀態，庫所L4和L12存在托肯，其他庫所Ln不存在托肯，即區段L4和L12一起故障，確診結果正確。

3、診斷方法性能分析

3.1容錯性

假定數據傳輸過程中信號發生畸變或許丟失現象，使用實際測量故障功率方向對信號進行糾正，實測信號S^i獨有的對變遷ti的按捺弧，一旦實際測量故障功率方向為正方向時，則按捺變遷發生，避免因為上傳信息畸變或丟失導致故障診斷過錯，提高了電網故障診斷的容錯性。除此之外，當區段L13發生故障時，CB1跳閘，S1上傳信息，故障功率方向為正方向，S2發生信息丟失，S12上傳故障功率方向為正，S13、S14上傳故障功率方向為反方向，依據上傳信息判別，S2丟失信息為故障功率方向正方向，S12和S13之間前后功率方向相反，區段L13發生故障，信息丟失不影響故障診斷。

3.2診斷速度

模型進行故障確診時，S1上傳故障功率方向為正方向，L1未發生故障，則Part取得托肯，變遷t8滿意條件觸發，庫所Part1和Part2一起取得托肯，Part1代表DG1部分，Part2代表剩下部分，此刻確診一起在Part1和Part2進行，充分利用了Petri網并行處理的優勢，大大提高了故障確診的速度。

4、分布式發電配電網規劃的建議

4.1加強國家的政策與法律支持力度

在傳統供電系統政策指導下，我國電力行業獲得了空前的發展。但由于能源儲備逐漸降低，環境污染也愈加嚴重。這就要求電力企業能夠加強新技術開發，保障電力應用的合理性，實現“綠色用電”的理念。在分布式發電應用中，能夠將分散的能源利用起來，從而提高了我國電力能源利用效率，降低傳統發電企業對環境的污染。政府相關部門與電力企業必須要聯合合作，根據分布式發電實際應用狀況出臺一些優惠政策和制度標準，例如降低稅收額度等，從而提高分布式發電的利用率，保護生態環境，提高能源利用率。

4.2根據當地電網分布情況，制定合理規劃方案

為了能夠避免配電網系統出現事故，工作人員必須要將配電網相關內容摸索透，也就是在應用中做到的十全十美。在分布式發電實際應用中，需要針對當地配電網實際情況，并制定出相應的規劃方案，保障整個配電網絡能夠相互聯系，通過相應的檢測設備，對整個系統的穩定性與耗能性進行檢測，如果系統耗能過大，要針對問題領域進行二次檢測，并分析出其中的原因，繼而加以整治。由此可見，配電網規劃必須要做到實事求是，也就是根據實際情況開展規劃，從而提高整個配電網的穩定性、節能性、環保性。

結語

分布式發電有著成本低、污染少、利用率高、耗能少等優點，這都是傳統供電系統無法比擬的優勢。為了能夠充分發揮分布式發電的積極作用，提高分布式發電配電網規劃的合理性與科學性，必須要以政策和法律作為基礎、先進技術作為核心、實際標準作為方向，從而制定出更加有效的配電網規劃方案，推動我國電力行業發展。

【參考文獻】：

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