智能配電網的故障處理自動化技術

鄧子華

（廣東電網有限責任公司中山供電局，廣東 中山 528400）

0 引 言

隨著我國社會各層經濟體用電量的急劇增加，需要從電力系統方面做出技術改革。全面實現自動化技術是解決用電供給困難的核心途徑，將會提高整個電力系統的安全性與可靠性。

1 智能配電網故障處理自動化技術的特征

1.1 提升安全性能，保障配電網供電質量

顧名思義，智能配電網中的“智能”很大程度上指的是自動化技術。在配網中利用自動化技術進行實時監測，能夠及時發現配電網中存在的隱患。自動化監測到故障后會自動將故障范圍的電網與其他正常運行狀態下的路段采用隔離的方式進行處理，避免故障發生蔓延的情況。自動化技術具備及時精準定位配電中故障的范圍，通過設置隔離區及時恢復供電，降低由于故障問題對廣大用戶造成的影響，在確保供電質量方面有著十分重要的現實意義。

1.2 提升配電網信息化程度

智能配電網自動化技術的監測功能取代了過去人工監測故障的方式。該技術在掌握到異常情況的第一時間將信息反饋至配電網控制中心，控制中心能夠實時掌握智能電網實際的運行狀態，根據實際的運行對配電網系統的調度展開科學安排。

1.3 主動性增強，實現互動

智能電網的故障處理自動化技術在對配電網運行狀態下進行實時監測的過程中，會自動判斷所獲得的數據信息，通過分析預測電網中相關位置極有可能出現的故障。這種主動性預測故障的作用體現在能夠及時為配電網排除故障，降低故障影響程度。同時，自動化系統能夠實現人機互動化操作，根據實際的監測狀態信息得出不同的解決措施，最終按照系統的最優方案對相應故障進行針對性處理。值得關注的是，掌握權限的工作人員可以采取人為方式對系統進行操作。

2 智能配電網相關故障處理技術概述

2.1 分布式智能控制技術

在當前的發展階段，絕大部分配電網廣泛應用集中型故障自愈控制方法，是基于每個配電終端和子站/主站兩者之間的重要通信的角度出發[1]。配電網調度主站根據配電終端故障數據與配電網實際的運行狀態展開故障評估，精準定位故障位置，建立故障隔離區間與故障恢復措施，最終利用遠程遙控的功能執行處理措施，進而發揮故障的自動隔離與非故障范圍的恢復供電作用。但是，該模式存在一定的缺陷，主要是由于過分依賴通信通道與主站，從實現自動控制的角度上分析，可靠性十分有限。

隨著配電網技術的變革，主站與終端之間的數據交互功能將產生大量信息。這種情況下仍然只有主站負責判斷與決策工作，需要耗費大量時間，無法快速切除故障。另外，分布式故障自愈控制模式作為智能配電網建立在廣域與區域保護的角度上的一種就地控制方式，簡單來說是一種有信道的就地控制方式。該控制模式往往不涉及配電網自動化主站與子站的控制，只需要采用配電網智能終端相互通信模式，就可以實現重構轉供、及時故障隔離。該項模式的原理體現在[2]：當配電網中的饋線出現永久性故障時，饋線配電終端與距離最近的配電終端進行通信，將故障檢測信息進行互換、比較后，按照采集到的電流、電壓等電氣量實施故障判斷與定位程序。在成功完成故障定位工作后，再利用配電終端和變電站出口斷路器的保護作用進行配合，重點針對故障點的邊界位置為斷路器或者負荷開關等裝置實現區分，降低上游非故障范圍的用戶就故障問題需要啟動停電模式的幾率，再使用遠程遙控進行故障隔離，同時充分利用自動重合閘為下游非故障停電范圍恢復正常供電。

通常情況下，分布式故障自愈控制模式還有另外一種表現即區域控制[3]。它基于一個或二個以上環網區分為一個區域單位。使用區域控制器實現和區域范圍內的每一個不同類型的終端展開通信，在采集到終端故障信息的同時快速做出處理。智能配電網的分布式控制技術從對等通信模式的角度上出發，通過利用距離最近的配電終端采用信息交互的模式實現故障自動處理功能，而且故障處理相對快捷且靈活，但同時也存在不足，主要體現在面對配電網復雜結構及拓撲的變化方面無法很好地適應。但是，普通集中型故障自愈控制模式是通過主站與配電終端雙向通信推動信息統一采集與控制功能的效果，可以同時兼容網絡拓撲結構相對復雜的配電網。因此，在智能配電網故障處理自動化技術中，應當合理綜合利用這兩種優缺點互補的控制模式。智能配電網故障處理自動化自愈技術的控制范圍，如圖1所示。

圖1 配電網的自愈控制范圍示意圖

2.2 網絡式保護技術

現階段，一般配電網故障延時的長度取決于故障電流的大小。在一些經濟發展較好的城市和地區，用電量越大，故障電流相對會增大，因此會增加故障延時時間。而在面對配電網的故障恢復效率與配電網系統安全性兩者不可兼得的背景下，在相關城市的配電網出現故障后，需要迅速啟動網絡保護技術保障智能配電網保護裝置的安全性，從而為配電網的及時恢復供電提供有利條件。在啟動網絡保護技術后，普通的保護系統需要無條件配合網絡技術發出的任何指令。不同區域電力系統的保護均需要在網絡總系統中出現后統一調配，只有通過統一，才能真正發揮網絡保護機制的作用與效果。

2.3 故障點自動定位技術

目前，在智能配電網主站控制系統內部的通信交換機的軟件系統，可以針對不同的信息展開自動評估與傳輸工作，促進故障區域的定位與查詢工作的時效性。即時通信對自動定位功能的實現意義重大，是決定自動定位功能能否正常工作的核心標準。該技術的工作原理主要體現在數字識別技術上，全部采集器和指示器都具備自身唯一四字節的精準地址，為主站計算機及時分析出故障地址提供了硬性條件。目前，只需要將指示器的過流情況作為故障判定的基本根據。這種情況下，一旦變電站出口發生跳閘現象，可以直接通過主站的相關設置判斷故障的所在區域。通過計算機系統的自動化判斷功能對整個電網系統展開拓撲分析，可以在最短的時間獲取最準確的故障定位，進而選擇最科學的故障處理技術及相關方法。配電網故障自動定位技術的結構，如圖2所示。

圖2 配電網故障自動定位技術示意圖

3 結 論

綜上所述，智能配電網故障的自動化處理技術對供電質量、故障處理率以及及時率等方面具有重要作用。文章結合高效的非故障區域的恢復供電、故障定位、切除與隔離等，進一步研究了目前高新的配電網故障處理技術的相關優勢與缺陷，在已獲得信息的基礎上，優化智能配電網的安全可靠運行路徑。