配電自動化在自愈式電網中的應用

劉鎮球

摘要：“自我修復”是現代電網中的主要特征，可以說現代電網能夠在配電的過程中持續完成自我修復，通過檢測、分析、響應等環節可以恢復電網的組件功能，配電網自動化能夠基于先進軟件的基礎上設置設備的開關，可以進一步實現這些目標。故障定位隔離與FLISR的應用可以在保障系統安全的前提下，使其運行穩定性得到顯著提升。本文從自愈式電網中饋線故障進行分析，研究了配電自動化在自愈式電網中的主要應用及發展趨勢，并對需要解決的問題加以詳細的研究，旨在為今后電力行業的發展提供建議。

關鍵詞：配電自動化;自愈式電網;FLISR應用;線路故障

引言：

多數停電的情況都是由電力系統發生故障所導致的，電網中個別輸電線路中的單一形式的故障，都不會導致用戶長時間的出現電力損失，而網絡化的傳輸線路配置，則會讓用戶享受到多個獨立的輸電線路供電，如果其中一條輸電線路出現故障，電力系統也可以從其他網絡路徑對用戶進行配電?，F代電網中部分變電站受到輻射式網絡供電的影響，分接頭的故障可能會中斷客戶的服務功能，如果變電站的規模很小，那么多條輸電線路供電就難以成為可能，或者其中一條供電線路出現故障，也會導致供電轉移，就是用于控制電路的電線會迅速轉移到備用電源供電中。

一、配電自動化在自愈式電網中饋線故障的性質

配電饋線故障會使電網在短時間內失去電力服務的功能，基本上配電饋線的本質都是電源輻射式供電的，在既定的時間內只能與一個電源進行連接，只要備用電源儲存了足夠的容量，就可以將故障饋線中的荷載轉移到備用電源上，再由現場的工作人員以手動執行的方式，切換服務的饋線，添加新的控制設施可以使這些過程變成自動化的處理方式。在配電線路發生永久性的故障時，保護裝置檢測出故障并觸發了相應的故障斷路器跳閘的情況，配電饋線上也容易出現諸多故障，比如在配電線路與動植物發生接觸時，線路中發生短路電流，就會使故障燃燒干凈，在達到整定的延遲時間翼虎，斷路器出現跳閘的情況，會消除此過程中產生的自由空氣弧，完全排除原始故障且配電設備沒有因為短路電流而出現損壞時，技術人員可以使用自動重合閘系統，將其短暫的終端，在成功恢復以后重新為用戶提供電能服務。此外，還可能才能在一些特殊的情況，在這些情況中，自動重合閘可能會重復多次開關，如果其中的故障始終沒有自行清除，則有可能會因為長期的故障電流，對電力設備造成永久性的損傷，現場的工作人員就要采取手動的形式，恢復電網的正常供電功能。工作人員需要注意的是，手動恢復電網服務功能的過程中，要連接到配電饋線并未受損的用戶，也需要經歷幾個小時的檢查過程，因為技術人員要到達現場，對相關饋線做出檢查，以便于快速的找到需要維修的區域，通過手動的方式隔離損壞的設備，一旦受損的區域被物理隔離以外，采取相應的保護措施以后，手動恢復饋線正常部分的電源，在這一過程中需要達到45-75分鐘的時間才能處理完，如果在山區等地，可能需要更長的時間。其中，配電自動化的應用為其提供了一種保護機制，可以對饋線未受損部分的用戶提供電能，在一分鐘之內實現供電，以減少停電的時間[1]。

二、基于FLISR的服務配電自動恢復功能

（一）故障檢測

FLISR可以應用在饋線發生短路故障以后，如果因為手動開關操作或者接觸低頻低壓減負荷操作出現斷電，FLISR就不會再運行。為滿足這樣的要求，通常需要一個或者多個故障檢測器來出發FLISR的相關操作，在變電站中使用繼電保護器中的智能電子裝置，與帶有獨立保護設施的線路重合閘來確定配電饋線的故障情況，并通過信號來觸發FLISR的操作。

（二）故障定位

為確定發生故障的饋線區間，FLISR中用于遠程控制開關的部分，包括故障指示器FCI，可以檢驗近期是否存在故障電流通過開關。FLISR使用故障的指示器狀態指示及運行饋線的拓撲結構，就可以確定究竟是哪一部分出現了故障，從故障的區段中可以看到FCL與其他故障情況。

（三）故障隔離

FLISR中發出的控制指令，需要打開開關處理隔離饋線的受損部分，一般來說，FLISR可以將這些控制動作推遲到標準自動重合閘程序中，確保這些永久性的故障能夠通過FLISR的重新配置饋線。如果故障屬于能夠自主清除的臨時性故障，則不應該重新配置饋線[2]。

（四）服務恢復

如果受損的部分被隔離，FLISR將嘗試應用電源恢復饋線中盡可能的健康部分提供供電服務，其中可用電源包括正常的電源與其他的備用電源，FLISR與每一個比較正常的饋線部分，都可以做出比較，再將負荷與備用

電源上的容量進行比較，如果沒有充足的容量，則可以關閉聯絡開關使之恢復之前的服務用度，沒有充足的容量時，會一直持續斷電狀態到人員的到達現場。

三、配電自動化在行業發展趨勢及問題

（一）在FLISR開關中使用重合閘與負載斷路開關

FLISR可以通過故障中斷重合閘機無故障中斷能力的斷路器來實現應用，所以一旦發生故障，則整體的電源都會發生中斷，除了故障發生在饋電線路的首端以外，只有部分區段會出現停電情況[3]。

（二）配電自動化運行中安全事項

現場負責維護工作的人員要以FLISR來維護安全，禁止在帶電作業中開展FLISR操作，另一項安全的措施要保證在FLISR開關關閉的情況下活動，并且在2-3分鐘之內完成。

（三）自愈式電網的集中式與分散式體系結構

多種產品都可以實施FLISR，也包括集中式架構與分散式架構的FLISR系統，分散式的方法可以不需要配置配電系統模型，適合應用于中小型饋線，而集中式方法則通常會用于高滲透分布式的能源饋線，可以為保持負載平衡而重新配置饋線。

四、配電自動化在自愈式電網中的應用措施

（一）配電業務恢復的閉環控制

在多數情況下，故障檢測與隔離的工作都是在自動的狀態下完成的，而服務恢復則需要在咨詢的模式下完成。在這種模式下，操作員則可以根據FLISR的建議完成切換，可以防止運行過載或者重新配置以后引發的不良后果。多數的分散安裝都是使用全自動的方法，集中系統則采用半自動或者手動。

（二）配電自動化饋線重構后的操作

智能電網的建設升級使重新配置饋線的情況得到全面的升級，比如ONR的優化就包括了改變互連配電饋線的拓撲結構，如果饋線處于異常的狀態，則FLISR的相關方案會被禁用，需要在新的設計以后調整電網狀態，再進行進一步的工作，使FLISR與ONR之間達到集成化的應用，并能夠與外界應用保持一致[4]。

（三）減少需求技術在重負荷饋線恢復中的應用

多數地區的饋線負荷都在持續增加，重負載的備用饋線供電也越來越難，正是因為負載和欠壓的問題，服務恢復會受到阻礙，解決問題的方式就是安裝更多的遠程控制開關，以尋求對更多負載塊的有效控制，但是這種方式也可能會增加更多的開關容量，進而導致配電網建設的成本偏高，或者通過儲能裝置，可以對動作加以有效的控制，以此來降低電網的負載率。

結束語：

在FLISR的自愈式電網中，FLISR雖然還有一些需要改進的技術內容，其作用卻非常明顯，能夠有效的縮短配電網事故的停電時間，并且快速的恢復非故障線路供電，以此來提升供電的可靠性，并對運檢人員的工作壓力形成調度安排，減輕其工作負擔，可見FLISR的應用是自愈式電網建設中所需要的，并且能夠在電網的運行中發揮更大的價值，被廣泛應用于配電網的故障檢測及故障維修中，是推進我國現代電網智能化、高效化建設的核心技術，具有較高的研究價值。

參考文獻：

[1]姜鵬.配電自動化在自愈式電網中的應用[J].林業科技情報，2021，53（03）：119-121.

[2]SG智能配電網絡重構系統——具有超強自愈能力的智能電網產品[J].電氣技術，2015（11）：25.

[3]康洪波，龐福.基于Multi-agent的智能電網自動化自愈控制系統的研究[J].電源技術，2014，38（07）：1365-1366.

[4]基于自愈控制技術的城市電網自動化系統.江蘇省，國網電力科學研究院，2009-05-15.