智能配電網(wǎng)自愈控制技術(shù)的研究

吳飛鵬

摘要：智能配電網(wǎng)自愈控制技術(shù)是在當(dāng)代先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一項新型的電力技術(shù)，經(jīng)過一段時間的探索與發(fā)展，現(xiàn)在已經(jīng)成為我國電力建設(shè)中的一項核心技術(shù)，智能配電網(wǎng)自愈控制技術(shù)的最主要的特點是自我感知與恢復(fù)，它能夠感應(yīng)配電網(wǎng)的運(yùn)行狀況，并就發(fā)生的故障進(jìn)行自主的診斷與恢復(fù)，是一項非常優(yōu)秀的電力技術(shù)，因此下文我們將對其做重點的研究。

關(guān)鍵詞：智能配電網(wǎng);自愈控制;關(guān)鍵技術(shù)

1智能配電網(wǎng)自愈控制技術(shù)淺析

從學(xué)術(shù)層面講，智能配電網(wǎng)自愈控制技術(shù)指的是在配電網(wǎng)的不同區(qū)域以及層次內(nèi)具有自主感知、自主診斷、自主決策以及自主恢復(fù)的能力。從電力建設(shè)的技術(shù)層面講，智能配電網(wǎng)自愈控住技術(shù)包括多種核心的電力建設(shè)技術(shù)，在線智能分析技術(shù)、在線決策技術(shù)、建模與仿真技術(shù)、分析與實驗技術(shù)、故障特性分析技術(shù)、保護(hù)裝置控制保護(hù)技術(shù)、停電恢復(fù)技術(shù)、故障隔離技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)技術(shù)等。智能配電網(wǎng)自愈控制技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對電網(wǎng)的自主感應(yīng)與自主控制，可以根據(jù)電網(wǎng)的運(yùn)行情況，自主診斷出電網(wǎng)運(yùn)行的故障所在，并且通過自主決策以及故障恢復(fù)技術(shù)使電網(wǎng)在短時間內(nèi)自主恢復(fù)運(yùn)行，因此配電網(wǎng)自愈控制技術(shù)能夠有效改善配電網(wǎng)的運(yùn)行情況，提升配電網(wǎng)的運(yùn)行效率，提升配電網(wǎng)的運(yùn)行的安全性與穩(wěn)定性，降低電線的損耗程度，提升電力設(shè)備的使用效率，由此可以看出智能配電網(wǎng)自愈控制技術(shù)在電力建設(shè)工作中有著非常明顯的優(yōu)勢，或者在未來引領(lǐng)電網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，成為電網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展趨勢也未可知。自愈控制技術(shù)屬于高級配電網(wǎng)中的一項核心功能，當(dāng)前我國實際使用的智能配電網(wǎng)自愈控制技術(shù)主要包括自愈控制中的仿真計算、體系架構(gòu)、故障處理以及DG接入等內(nèi)容。

2傳統(tǒng)故障自愈方法

2.1基于狀態(tài)量比較的自愈控制方法

該方法定義了與電網(wǎng)電壓、電流、功率、頻率相關(guān)的系統(tǒng)狀態(tài)函數(shù)f（U，I，P，Q，f），然后將電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)劃分為不同狀態(tài)，比如緊急狀態(tài)、異常狀態(tài)等并對其設(shè)閥值;根據(jù)狀態(tài)函數(shù)計算的狀態(tài)值與閥值比較，得出電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)并進(jìn)行相應(yīng)的恢復(fù)操作，該方法在事故預(yù)防上，可以起到很好的效果。

2.2基于多Agent的電網(wǎng)分層自愈控制方法

通過Agent的特性，將其應(yīng)用到電力系統(tǒng)的自愈控制系統(tǒng)中，建立基于多Agent的電網(wǎng)自愈控制系統(tǒng)。該方法將整個電網(wǎng)自愈控制系統(tǒng)分成控制層、應(yīng)用層和系統(tǒng)層，對電網(wǎng)運(yùn)行中的不同狀態(tài)融合在不同代理層中，但其效率與配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)有很大關(guān)聯(lián)。

3智能配電網(wǎng)自愈控制技術(shù)類型

3.1緊急控制

當(dāng)配電網(wǎng)發(fā)生緊急故障后。系統(tǒng)為了保障持續(xù)的供電以及供電系統(tǒng)的安全運(yùn)行，所以使用了相應(yīng)的施工措施進(jìn)行故障設(shè)備的隔離、電源的確定、切掉負(fù)荷以及主動解列等措施保障系統(tǒng)恢復(fù)常態(tài)、保障系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

3.2恢復(fù)控制

智能配電網(wǎng)在面對系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，為了保障系統(tǒng)能夠平穩(wěn)安全的運(yùn)行，要準(zhǔn)確地隔離故障設(shè)備，將電網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行恢復(fù)，選擇最合適的供電路徑進(jìn)行快速的供電。將電網(wǎng)系統(tǒng)中的孤島運(yùn)行區(qū)域并入網(wǎng)絡(luò)，使電網(wǎng)系統(tǒng)能夠快速供電，保障正常運(yùn)行。

3.3孤島控制

在供電系統(tǒng)不能立刻恢復(fù)工作時，要從系統(tǒng)中解列一個或者多個孤島進(jìn)行獨(dú)立的運(yùn)行，對孤島控制進(jìn)行有效的控制，保障電壓以及功率能夠維持在穩(wěn)定的水平內(nèi)，在孤島重新并網(wǎng)前進(jìn)正常供電，保障系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行。

4智能配電網(wǎng)故障自愈技術(shù)實現(xiàn)的條件

4.1智能化的配電終端設(shè)備

智能化的開關(guān)機(jī)配電重點設(shè)備是配電網(wǎng)故障自愈技術(shù)實現(xiàn)的前提，智能配電重點設(shè)備包括了在線監(jiān)測、自動診斷以及網(wǎng)絡(luò)化的運(yùn)動接口等功能，可以對配電網(wǎng)在運(yùn)行各過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行實時的監(jiān)測，并對異常數(shù)據(jù)進(jìn)行識別與分析。這種設(shè)備在戶外也同相使用，并且具有遠(yuǎn)程監(jiān)控、遠(yuǎn)程診斷與遠(yuǎn)程維護(hù)等功能。

4.2通信網(wǎng)絡(luò)的可靠性

智能配電網(wǎng)故障自愈技術(shù)主要是利用網(wǎng)絡(luò)對配電網(wǎng)在運(yùn)行過程中的數(shù)據(jù)進(jìn)行實時的傳輸工作，保障網(wǎng)絡(luò)的可靠性與安全性是配電網(wǎng)故障自愈技術(shù)的關(guān)鍵。所以要配置安全性較高的通信網(wǎng)絡(luò)，保障數(shù)據(jù)傳輸過程中的安全。

4.3自動化處理系統(tǒng)

自動化的處理系統(tǒng)要將自動化數(shù)據(jù)處理軟件插入到電網(wǎng)中心，提高配電網(wǎng)智能化的整體水平，對配電網(wǎng)進(jìn)行優(yōu)化。對配電網(wǎng)在運(yùn)行過程中的數(shù)據(jù)進(jìn)行及時的監(jiān)控與分析。

5配電網(wǎng)智能自愈控制關(guān)鍵技術(shù)

5.1DG電網(wǎng)分析與試驗技術(shù)

智能配電網(wǎng)數(shù)據(jù)測量與信息采集具備很高的完備性，系統(tǒng)內(nèi)的DG系統(tǒng)、控制器、變流器、儲能元件，能夠為用戶提供整體、優(yōu)質(zhì)的服務(wù)，實時獲取各類運(yùn)行參數(shù)。因此，需要強(qiáng)化DG技術(shù)、參數(shù)辨識技術(shù)、控制技術(shù)的研究，明確智能配電網(wǎng)自愈控制與DG、儲能元件規(guī)劃配置中的不同點，強(qiáng)化數(shù)字-物理混合模擬與試驗方式，以此提升智能配電網(wǎng)自愈控制技術(shù)的規(guī)模擴(kuò)展性，保障智能配電網(wǎng)系統(tǒng)的容錯能力。

5.2在線智能分析與決策技術(shù)

重點關(guān)注預(yù)想事故智能配電網(wǎng)自愈控制方案及匹配技術(shù)，就預(yù)想事故，需要提供有效的保護(hù)方案。深入研究預(yù)想事故，提供最佳的智能配電網(wǎng)自愈控制匹配技術(shù)。由于智能配電網(wǎng)自愈控制技術(shù)的類型較多，且連鎖故障比較常見，只有強(qiáng)化故障演變與預(yù)防、控制，合理學(xué)習(xí)智能化技術(shù)，才可保障智能配電網(wǎng)自愈控制技術(shù)的應(yīng)用價值。自愈控制技術(shù)決策、協(xié)調(diào)，能夠解決其中的沖突，實現(xiàn)在線風(fēng)險評估，優(yōu)化智能配電網(wǎng)，構(gòu)建統(tǒng)一運(yùn)行控制目標(biāo)。與此同時，工作人員需要考慮不同運(yùn)行約束階段的相互沖突，完善控制預(yù)案，促使自愈控制系統(tǒng)能夠自動協(xié)調(diào)，切實解決控制決策對立問題、沖突問題。在實施前，需要分析、對比、評價、優(yōu)化控制預(yù)案，事先估計控制效果，并提供后備控制方案。

5.3DG電網(wǎng)故障特性分析技術(shù)

重點關(guān)注DG、儲能裝置，在電網(wǎng)出現(xiàn)不對稱故障的情況下，需要明確故障特性。在外部故障特性研究階段，還需要明確內(nèi)部故障特性。深入研究DG、儲能裝置、智能配電網(wǎng)的故障特性。明確接地形式，負(fù)荷性質(zhì)與負(fù)荷水平，明確DG與儲能裝置類型與容量的影響，快速、精準(zhǔn)地提出智能配電網(wǎng)故障特性，實現(xiàn)故障識別，故障定位，開發(fā)出最佳的保護(hù)裝置。

5.4智能配電網(wǎng)保護(hù)控制技術(shù)

此階段，需要重點關(guān)注電源閉環(huán)供電配電網(wǎng)，借助局域信息，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)保護(hù)。深入研究網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)后保護(hù)裝置的適應(yīng)性，強(qiáng)化保護(hù)原的控制。經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，在局域信息基礎(chǔ)上，需要明確保護(hù)裝置在全局信息支撐平臺上的作用，更好地協(xié)調(diào)與配合各項技術(shù)。研制智能配電網(wǎng)保護(hù)測控終端，實現(xiàn)故障分支指示，明確各類裝置故障指示。智能配電網(wǎng)再起運(yùn)行階段，需要強(qiáng)化網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)技術(shù)的應(yīng)用，迅速恢復(fù)故障，以此滿足DG要求，增加保護(hù)裝置整定與配合難度。此階段要求治愈系統(tǒng)精準(zhǔn)、及時感知網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，明確DG投切，促使保護(hù)裝置在第一時間完成在線適應(yīng)，促使其與保護(hù)裝置相互配合。

5.5極端條件停電恢復(fù)技術(shù)

此階段，重點關(guān)注智能電網(wǎng)內(nèi)部嚴(yán)重故障解列技術(shù)，深入研究智能配電網(wǎng)外部嚴(yán)重故障解列技術(shù)，明確智能配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)、局部供電恢復(fù)技術(shù);深入研究智能配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)電壓控制技術(shù)。在極端條件下，智能配電網(wǎng)關(guān)鍵負(fù)荷保障技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)故障負(fù)荷分配，均衡功率。極端條件下，DG智能配電網(wǎng)啟動技術(shù)，DG特性與歸屬對自愈控制技術(shù)實施會產(chǎn)生一定的影響，一般是無法調(diào)整峰值與頻率，難以實現(xiàn)運(yùn)行調(diào)度目標(biāo)。用戶端的DG無法保障電網(wǎng)運(yùn)行目標(biāo)的一致性，難以保障各個DG通信、調(diào)度、測量的合理性。在DG嚴(yán)重故障情況下，對配件網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)與電網(wǎng)負(fù)荷保障提出了全新的挑戰(zhàn)。

結(jié)語

綜上所述，由于目前我國對能源的需求量逐漸的增加，配電網(wǎng)的規(guī)模也在不斷的擴(kuò)大，在進(jìn)行配電的過程中智能配電網(wǎng)是配電網(wǎng)發(fā)展的主要趨勢，其中智能配電網(wǎng)的故障自愈技術(shù)是配電網(wǎng)工作的重點內(nèi)容。智能配電網(wǎng)故障自愈技術(shù)能夠準(zhǔn)確地預(yù)測故障信息，對配電網(wǎng)在運(yùn)行過程中的數(shù)據(jù)進(jìn)行實時監(jiān)測，并根據(jù)配電網(wǎng)運(yùn)行的實際情況進(jìn)行故障隔離以及故障恢復(fù)，提高了配電運(yùn)行的質(zhì)量。

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