智能配電線路自愈控制技術

邱垂飛

[摘? ? 要]目前在智能配電線路建設中，自愈控制技術取得了一定的發展成效，但隨著行業對智能電網建設要求的提高，自愈控制技術在當下及未來還有著巨大的發展潛力。文章分析智能配電線路自愈控制技術的發展和應用現狀，對智能電網建設有一定的指導價值。

[關鍵詞]智能配電線路;自愈控制技術;應用

[中圖分類號]TM75 [文獻標志碼]A [文章編號]2095–6487（2021）09–00–02

[Abstract]In the current construction of smart distribution lines， self-healing control technology has achieved certain development results. However， as the industry's requirements for the construction of smart grids increase， self-healing control technology has huge potential for development now and in the future. Based on this， a detailed analysis of the development and application status of the self-healing control technology of smart distribution lines has a certain guiding value for the construction of smart grids.

[Keywords]intelligent distribution line; self-healing control technology; application

1 智能配電網線路自愈控制技術概述

1.1 自愈控制框架

智能配電線路自愈控制，從概念上來看為分布式帶能源配電網中各個區域、層次的利用控制方式，可達到經濟性、技術性和協調性的目標，在將這一技術應用于電網系統以后，也就可以使得在各個區域的配電網中，系統都兼具自我診斷、自我感知和自我恢復的能力，最大程度上提高了電網的安全性與穩定性。

在將智能配電線路自愈控制技術應用到了電力網絡以后，供配電過程受到人為因素的干擾大大降低，即使電網運行中因為有關故障而影響了正常供電，也能夠在智能自愈模塊的輔助下達到故障的快速響應，并可根據對故障信息的掌握來進行自動化處理，在最短的時間內恢復供電。從智能配電網線路自愈控制的技術原理來看，數據信息的采集是基礎，經由對這些采集到數據的分析，也就可以對配電網的自身情況加以自主化判斷，隨后根據其中的智能模塊來開展相應的控制決策。

在電網運行的過程中，智能配電線路即使遇到了異常與正常、緊急與非緊急的問題，都能夠立即由繼電保護和智能技術來實現對控制開關的協調，來達到綜合控制的效果。

1.2 功能定位

針對電力網絡中的配電線路自愈控制技術，其最為基礎的目標就是有效對電網故障的停電故障加以有效預防與控制，使得停電范圍和損失都得以降低，可在智能模塊的輔助下快速恢復供電。

1.3 自愈控制技術特點

（1）功能融合特性。因為自愈控制技術是在常規技術基礎上的創新，多種技術的綜合形成了嶄新的自愈控制技術，有效發揮了其在配電網中的自愈控制作用。

（2）技術創新性。當下智能電網逐步建設的過程中，行業對自愈控制技術提出了新的要求，為使得自愈控制技術可以滿足行業現代化發展的切實要求，各個電力企業都在致力于技術創新，使得自愈控制技術表現出明顯的技術先進性。

2 智能配電線路自愈控制關鍵技術

2.1 DG電網建模與仿真技術

智能配電線路自愈控制技術中包含了多種技術，其中DG電網建模和仿真技術是基礎性的技術。現階段的電力工程領域，專業人員對配電系統元件模型、仿真建模方法等展開了大量的分析，在配電線路、配電變壓器、無功補償設備、DG、儲能裝置等系統元件的前提下，經由穩態和暫態仿真等來對各個元件展開詳細的分析，使得每個模型的表達都更為科學且高效。當重建了相應的電力網絡以后，在故障恢復技術的支持下，也就使得智能配電網的仿真與計算更為便捷。

2.2 DG電網分析與試驗技術

智能配電線路自愈控制功能下，DG電網分析和試驗技術也是其中的關鍵性技術，因為在智能配電網下包含了數據測量的基本功能，這一功能使得在輸配電的過程中可自動進行相應的信息采集，信息采集效率高且準確性強，尤其是在DG系統、控制器和變流器等的綜合輔助下，給電力用戶提供了良好的服務，可實現對輸配電全過程的實時監控。在DG電網分析與試驗技術下，為發揮這一技術的突出優勢，專業人員要對DG技術與參數辨識技術加以靈活應用，快速找到自愈控制與DG、儲能元件配置規劃之間所存在的區別，以構建完善的自愈控制網絡，使得系統具備更高的容錯能力。

2.3 在線智能分析與決策技術

智能配電線路的運行過程中，自愈控制技術為發揮其作用，專業人員在系統的構建過程中應做好事故的全面預想，在此基礎上靈活應用自愈控制技術。智能配電網自愈控制技術存在著不同的技術類型，每一種技術都有其獨特性，在常規的配電網中，因為電網構成的復雜性和要素的多樣性，使得配電網中極易出現各種故障，為有效實現對這些故障的控制，減小故障損失，加強自愈控制技術的應用極為重要。經由決策與協調功能的實現，也就可以利用自愈控制技術來解決智能配電線路運用中的沖突性問題，使得在電網運行的過程中可達到電網風險的在線評估，在原有基礎上進行智能電網的全面升級。

2.4 DG電網故障特性分析技術

自愈控制技術中也包含了DG電網故障特性分析技術，在利用這一技術來有效發揮智能配電線路的自愈控制功能時，相關主體和人員要注重對DG和儲能裝置的研究，一旦在電網運行中出現了不對稱故障后，可有效根據所掌握的信息和數據來進行故障特性的確定，在此基礎上進行DG、儲能裝置、智能配電網故障特點的了解。因為存在著接地模式和負荷特點的區別，在開展DG和儲能設備的配置方面，選擇空間相對較大，不同類型的DG和儲能設備對于容量都有著直接的影響，經由對這些方面的全面掌握，也就可以進行故障點的精準定位。

2.5 智能配電網保護控制技術

自愈控制技術在智能配電線路中的應用，同樣對于智能配電網保護控制技術也有著一定的要求，為達到電網保護和控制的要求，應重視電源閉環的管控。根據相應的調查，只有掌握了全局信息，方可實現對平臺的保護，并進行相應的技術優化。為達到控制保護的整體要求，智能配電網的運行階段應進行網絡重構技術的應用，為使得在智能配電網的運行過程中快速進行相應的故障處理，整定與配合保護裝置之間面臨著更大的技術難題。因此，在開展自愈控制技術應用時，應該滿足配電故障隔離與自愈技術，具備完整的配電主站、配電終端及通信通道。

通過配電主站與配電終端的雙向通信，根據實時采集的配電網和配電設備運行信息及故障信號，由配電主站自動計算或輔以人工方式遠程控制開關設備投切，實現配電網運行方式優化、故障快速隔離與供電恢復。主站集中型主要包括全自動和半自動兩種基本方式。故障發生時，變電站帶電流保護的出線開關與分段斷路器間電流保護配合實現饋線自動化功能。采用這一建設模式時，應充分考慮各級保護的時間配合，保證電流保護的選擇性。一般級差保護僅負責故障定位與隔離。

通過變電站出線開關與線路上的配電自動化開關間的邏輯配合實現線路故障的就地識別、隔離和非故障區域恢復供電。其技術手段包括電壓-時間邏輯配合、電壓-電流-時間邏輯配合等方式。

2.6 極端條線停電恢復技術

極端條線停電恢復技術在智能配電網自愈控制的應用中，應加強對解列智能電網內部故障技術的應用。因為部分配電網處于相對極端的環境條件下，為滿足穩定、安全運行的切實需求，應在智能配電網負荷保障技術的支持下對故障負荷加以科學劃分，以達到功率平衡的整體目標。自愈控制技術應用時，DG智能配電網啟動技術、DG特點和歸屬都可能會對其使用造成一定的影響，因為這些影響因素的存在，導致自愈控制難以有效根據電網安全、穩定運行的切實需求來進行峰值和頻率的科學調節，而極端條線停電恢復技術的應用，恰好可以有效解決這方面的問題。

3 智能自愈控制技術在配電網中的應用

3.1 在線監測

智能自愈控制技術在配電網中的應用，可有效實現對電網運行中各種狀態、參數信息的全過程、全方位監控，達到在線監測的目標。在線監測的重點是對電氣量和非電氣量的監測，在配電網的運行過程中，電網中的運行狀態中就涉及了很多的電氣量，如電壓、電流、功率等，而非電氣量重點針對的是配電網運行中的電氣設備介質，以壓力、氣體成分、流量和溫度為主。經由自愈控制技術的支持，配電網中的相應控制模塊，可自動對電網中的全部狀態都加以實時的運行狀態分析，根據最終的分析結果來掌握關于電網中相關設備的故障信息，及時采取有效的處理措施。

3.2 FSM

FSM指的是快速仿真與模擬技術，在配電網技術的應用過程中，具體為DFMS，經由這一技術在智能配電網自愈控制中的應用，可使得自愈控制技術的預測能力得以提升，給自愈控制功能的實現提供對應的數據參考，在對應的軟件平臺輔助下，開展全面的數據分析，給自愈控制的科學決策提供保障。

3.3 AMI

AMI的全稱是高級量測系統，這一技術是在行業發展基礎上所出現的新技術，是傳統AMR自動抄表技術的創新。對于典型的測量系統而言，其應該包含有數據收集、網絡通信、回程傳輸、數據管理等多方面的功能，為使得AMI可以與當下自愈控制技術的總體發展趨勢相一致，在電力行業的自愈控制技術應用中，應注重AMR與DMS的有效結合，以全面提升電網的運行水平，使得在配電網的運行過程中能夠根據區域內的配電需求，進行相應的資源配置。

3.4 配電網重構

配電網往往包含了開環和閉環，為使得自愈控制技術可以與智能配電網建設的總體要求相一致，提升輸配電整體水平，相關人員在自愈控制技術的應用過程中也需要結合對配電網結構的特點分析，來進行相應的重構。對于配電網而言，其中所涉及的分段開關異常多，但所涉及的聯絡開關卻相對較少，從配電網中的開關特點和功能來分析，分段開關在隔離故障方面非常有效，在一般情況下處于常閉狀態下，而聯絡開關則用于供電路徑選擇方面，處于常開的狀態下。在配電網的重構過程中，要求要滿足特定的條件，其中的節點電壓、容量、網絡輻射等都要達到相應的標準，為實現最終的重構目標，除了要進行開關閉合狀態的調整與控制外，還需要進行網絡拓撲結構的全面優化。

3.5 微網及需求側管理

微網和需求側管理工作的進行，同樣可有效保障智能配電網自愈控制功能的實現。在微網的建設過程中，微電源與負荷是其中的關鍵構成，微電源可給系統提高電源和熱量，具體的實現中，主要是利用電力電子元器件來實現能量的轉換。與一般的分布式電源相比，微電源具有更高的靈活性，系統集成性更強，可最大程度上提升系統運行穩定性，即使配電網處于用電高峰季，微電源也可以有效進行電網壓力的有效控制，使得電力調配更為科學與合理，提升電力能源的綜合利用率。

微電源運行中也呈現出節能性特征，對于環境的危害非常小。在DG中，微電源發揮著不可替代的作用。針對DSMC需求側管理，是在對應的行政和激勵措施等的約束下，來進行相應的資源配置與優化的，經由這一方面的工作開展，使得電網的運行效率更高，運行更具安全性與科學性。

4 結束語

伴隨著我國電力網絡的現代化發展，智能電網建設取得了一定的發展成效，但智能配電網中對于自愈控制功能有著極為嚴苛的標準，為實現對當下電力市場上資源供需不平衡的調節，各個電力企業在智能配電網建設的過程中，都要進行自愈控制技術的創新和優化，提升技術水平。

參考文獻

[1] 吳坤，李穎，邴志鵬.簡析智能配電線路自愈控制技術[J].南方農機，2018，49（17）：236.

[2] 中國南方電網有限責任公司.10 kV配電網故障隔離與自愈功能技術條件（試行）[R].2021.