分布式電源接入對(duì)基于DMS系統(tǒng)的配網(wǎng)故障研判功能的影響及措施

魏正瀾

摘要：分布式電源指的是靠近用戶(hù)側(cè)安裝的中小型發(fā)電裝置，常見(jiàn)的分布式電源包括光伏發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、生物質(zhì)發(fā)電裝置等。分布式電源可以由用戶(hù)自發(fā)自用，也可接入配電網(wǎng)絡(luò)，多余電量上網(wǎng)。接入配網(wǎng)后，分布式電源將給配電網(wǎng)的運(yùn)行方式和潮流走向帶來(lái)很大影響，對(duì)保護(hù)等基于配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)一次電氣值的裝置功能正常運(yùn)行帶來(lái)挑戰(zhàn)。本文所探討的就是基于分布式電源接入配網(wǎng)對(duì)基于DMS系統(tǒng)的配網(wǎng)故障研判功能帶來(lái)的影響及應(yīng)對(duì)方法。

關(guān)鍵詞：分布式電源 配網(wǎng)自動(dòng)化 配網(wǎng)故障研判

一、配網(wǎng)故障研判

配網(wǎng)故障研判是指依據(jù)系統(tǒng)采集的多源信息，利用網(wǎng)絡(luò)拓?fù)潢P(guān)系和營(yíng)配調(diào)貫通結(jié)果，通過(guò)綜合分析，判斷故障位置、故障類(lèi)型及停電范圍。[1]目前在用的配網(wǎng)故障研判系統(tǒng)主要模式如下：

①獨(dú)立模式：指獨(dú)立于其他系統(tǒng)自行建設(shè)的模式。

②基于配電管理系統(tǒng)（DMS）建設(shè)模式：在DMS中擴(kuò)增配電網(wǎng)故障研判功能。

③基于調(diào)度運(yùn)行管理系統(tǒng)（OMS）建設(shè)模式：在OMS中擴(kuò)增配電網(wǎng)故障研判功能。[2]

二、基于DMS系統(tǒng)的配網(wǎng)故障研判功能工作原理

xx公司在用的基于DMS系統(tǒng)的配網(wǎng)故障研判功能可由FA事件（指出現(xiàn)變電站10kV饋線開(kāi)關(guān)保護(hù)動(dòng)作跳閘信號(hào)）、停電事件（指系統(tǒng)基于配變實(shí)時(shí)電壓、電流信號(hào)判斷出的停電配變）、故障事件（指安裝在線路上的故障指示器動(dòng)作，或自動(dòng)化站房三遙開(kāi)關(guān)出現(xiàn)過(guò)流信號(hào)）所觸發(fā)。該功能通過(guò)推送人機(jī)展示來(lái)達(dá)到輔助調(diào)度員處理故障的目的。

推送人機(jī)展示指的是系統(tǒng)判斷出跳閘點(diǎn)后彈出的用于發(fā)布停電信息、提供研判服務(wù)及調(diào)度員后續(xù)進(jìn)行故障處理的頁(yè)面。對(duì)于存在有FA事件的情況，即最靠近電源的跳閘點(diǎn)已確認(rèn)，可以直接推送人機(jī)展示。而對(duì)于沒(méi)有FA事件的情況（僅有停電事件、故指事件），跳閘點(diǎn)未知，則需要首先判斷出跳閘點(diǎn)才可推送人機(jī)展示。下面詳細(xì)介紹該兩種事件判斷跳閘點(diǎn)的過(guò)程。

系統(tǒng)首先對(duì)各類(lèi)事件進(jìn)行獲取饋線ID的操作，之后根據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)獲得該饋線上所有配變進(jìn)行召測(cè)。這些配變要經(jīng)過(guò)兩次分類(lèi)。第一次分類(lèi)是系統(tǒng)從實(shí)時(shí)服務(wù)獲得配變前三個(gè)時(shí)刻點(diǎn)的數(shù)據(jù)，與召測(cè)返回的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)將配變初始分類(lèi)成剛剛停電、早已停電、可疑停電和帶電。第二次分類(lèi)是系統(tǒng)根據(jù)是否存在停電事件（存在則將可疑停電中的停電事件配變升級(jí)為剛剛停電）、故指事件（末端動(dòng)作故指供電范圍內(nèi)配變帶電比例不超過(guò)30%則將末端故指下游配變從非剛剛停電上升為剛剛停電。）進(jìn)行分類(lèi)。兩次分類(lèi)結(jié)束后，系統(tǒng)針對(duì)其中一個(gè)“剛剛停電”配變，逐個(gè)查詢(xún)其供電路徑上的開(kāi)關(guān)，根據(jù)開(kāi)關(guān)電流、開(kāi)關(guān)實(shí)時(shí)狀態(tài)及其供電范圍中的配變信息來(lái)綜合判斷該開(kāi)關(guān)的“具有帶電配變屬性”。若為Y，且該開(kāi)關(guān)為最靠近停電配變的開(kāi)關(guān)，則不再分析此配變。若為Y，且該開(kāi)關(guān)非最靠近停電配變的開(kāi)關(guān)，則往負(fù)荷側(cè)推一個(gè)開(kāi)關(guān)作為跳閘點(diǎn)記錄，隨后不再分析該跳閘點(diǎn)下的停電配變。若“具有帶電配變屬性”為N，則需判斷目前分析的開(kāi)關(guān)供電范圍內(nèi)配變和上一個(gè)開(kāi)關(guān)的供電范圍內(nèi)配變個(gè)數(shù)是否一致。若一致，則將靠近電源側(cè)的上一個(gè)開(kāi)關(guān)記錄入可疑跳閘點(diǎn)中;如果不一致，則記錄該開(kāi)關(guān)為跳閘點(diǎn)，并將停電區(qū)域中剔除掉此跳閘點(diǎn)。一臺(tái)停電配變的供電路徑上的所有開(kāi)關(guān)分析完畢后，判斷是否發(fā)現(xiàn)過(guò)帶電配變，如果沒(méi)有發(fā)現(xiàn)過(guò)帶電配變，則將出線開(kāi)關(guān)選定為跳閘開(kāi)關(guān)，并不再分析剩余的停電配變;如果發(fā)現(xiàn)過(guò)帶電配變，則繼續(xù)分析剩余的剛剛停電配變。待所有“剛剛停電”配變都經(jīng)歷了此流程后，系統(tǒng)進(jìn)行合并跳閘點(diǎn)的操作，查找剩余全部跳閘點(diǎn)的公共供電路徑，并計(jì)算選定跳閘點(diǎn)供電范圍內(nèi)帶電配變比例，與設(shè)定的合并比例進(jìn)行比較，若未超比例，則合并成功。若超過(guò)比例，則多跳閘點(diǎn)合并失敗研判終止。

確定跳閘點(diǎn)后系統(tǒng)將推送人機(jī)展示，并根據(jù)動(dòng)作故障指示器及過(guò)流信號(hào)確定故障區(qū)間（故障在最后一個(gè)動(dòng)作的故障指示器/過(guò)流信號(hào)與第一個(gè)顯示正常的故障指示器/三遙開(kāi)關(guān)之間），并根據(jù)拓?fù)浣o出隔離、復(fù)電操作建議供調(diào)度員參考。

三、分布式電源接入給基于DMS系統(tǒng)的配網(wǎng)故障研判功能的影響

分布式電源接入配電網(wǎng)絡(luò)后，配電網(wǎng)絡(luò)將由傳統(tǒng)的單電源模型變?yōu)槎嚯娫茨Ｐ汀７植际诫娫唇尤牒螅潆娋W(wǎng)絡(luò)開(kāi)始有潮流分布出現(xiàn)。當(dāng)故障點(diǎn)發(fā)生故障時(shí)，配網(wǎng)故障研判系統(tǒng)的兩個(gè)功能都受到了影響：1、線路開(kāi)關(guān)跳閘后分布式電源仍在給故障點(diǎn)供電，影響研判功能對(duì)跳閘點(diǎn)的判斷;2、饋線開(kāi)關(guān)或線路開(kāi)關(guān)跳閘后分布式電源向故障點(diǎn)所提供的電流會(huì)引起過(guò)流信號(hào)從而影響研判功能對(duì)故障區(qū)間的判斷。

四、應(yīng)對(duì)方法：

1.修改判斷配變帶電屬性的判斷依據(jù)。

現(xiàn)有的判斷依據(jù)無(wú)法適應(yīng)分布式電源接入配網(wǎng)的情況，需將電網(wǎng)實(shí)時(shí)潮流考慮在內(nèi)重新構(gòu)造足以判斷精確判斷配變是否帶電的依據(jù)。

2.以動(dòng)作時(shí)間點(diǎn)（精確到毫秒）將過(guò)流信號(hào)、故障指示器分出不同批次，以不同顏色展示。

不同類(lèi)型的分布式電源有不同的故障特性，體現(xiàn)在所能提供的短路電流大小及衰減周期等各方面，可通過(guò)電網(wǎng)異常信號(hào)的出現(xiàn)時(shí)刻來(lái)區(qū)分供電點(diǎn)是分布式電源還是主網(wǎng)電源。

3.在故障指示器和三遙開(kāi)關(guān)加裝方向元件。

根據(jù)方向元件可確認(rèn)超限電流是來(lái)自主網(wǎng)電源或分布式電源。

五、結(jié)論

近年來(lái)，隨著配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)水平的提升和供電公司對(duì)配網(wǎng)重視程度的提升，國(guó)內(nèi)的配電網(wǎng)有了很大的發(fā)展。與此同時(shí)，隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，以環(huán)保、高效為特征的分布式電源在配電網(wǎng)中扮演的角色也越來(lái)越重要。本文詳細(xì)介紹樂(lè)基于DMS系統(tǒng)配網(wǎng)研判功能的工作原理和流程，通過(guò)建模仿真提出了分布式電源接入情況下會(huì)給研判功能帶來(lái)的障礙，并提出了初步的應(yīng)對(duì)方法。

本文提出的應(yīng)對(duì)方法僅僅是大致想法，在后續(xù)的實(shí)踐中將提煉出精確的對(duì)策。

參考文獻(xiàn)

[1] 游大寧， 瞿寒冰， 霍健， 等. 配網(wǎng)搶修指揮故障研判策略研究[J]. 電力系統(tǒng)保護(hù)與控制， 2018 （13）： 12.

[2] 譚蘇君. 基于多維數(shù)據(jù)的配網(wǎng)搶修指揮故障研判體系研究[D]. 山東大學(xué)， 2019.

[3] 林文欽， 陳力， 鄧正文. 分布式電源接入情況下 DMS 系統(tǒng)適應(yīng)性研究[J]. 通訊世界， 2017 （8）： 169-170.

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