实用化高可靠配网自愈技术及策略
摘要
关键词
实用化高可靠配网;自愈技术;策略
正文
引言
配电网作为电力系统的末端,承担着电能分配和使用的功能,其安全可靠运行直接关系到社会生产和生活用电的稳定供应。随着城市建设发展,配电网规模不断扩大,对配电网的安全性、可靠性、经济性提出了更高的要求。为了保障城市电力供应,配电网运行人员除了要具备扎实的配电专业知识外,还需具备丰富的操作经验、成熟的应急处理方案以及对故障分析判断能力。
一、配网的故障类型
配网故障主要有两种:一是配电线路或设备发生故障导致停电;二是因供电设备或用户用电设备故障引起停电。通常情况下,当发生一种或多种配电线路或设备故障时,通过人工巡视和分析,难以在短时间内恢复供电[1]。
二、实用化高可靠配网自愈技术优势
配电网自愈技术是在配电网中实现故障后快速定位故障,恢复正常供电,并在故障期间保证用户可靠供电的技术。配网自愈技术是配电网发展的必然趋势,也是当前世界各国电力企业和研究机构的研究热点。随着我国配电网建设规模的不断扩大,其供电可靠性的要求也不断提高,越来越多的配电网区域内发生故障。现有的配电自动化系统主要是在故障发生后对故障区域进行隔离、恢复供电,无法对配电网故障进行实时监测和控制,无法满足实际中快速、可靠、灵活地恢复供电的要求,不能完全满足客户对供电可靠性的要求。
如何在配电网故障发生后迅速恢复正常供电,对于提高电力系统运行效率,降低运行成本,确保人民生活和社会经济活动正常进行具有重要意义。实用化高可靠配网自愈技术是实现配电网故障自诊断、自隔离、自恢复等功能的有效技术手段,具有以下优势:
(1)供电可靠性高:配网自愈技术能在故障发生后快速定位故障区域,并对故障进行有效隔离,在故障期间保证用户可靠供电[2];
(2)供电连续性高:配网自愈技术能有效控制和管理配网运行状态,保证供电连续性;
(3)供电管理自动化水平高:配网自愈技术能在故障发生后对配电网进行实时监测和控制,确保配电运行管理的自动化水平,实现配网自愈;
(4)提高了供电可靠性:配网自愈技术能在故障发生后对配电网进行有效隔离,减少停电范围和时间,提高供电可靠性。同时,在故障期间保证用户可靠供电,提高了电力系统的运行效率和经济效益。
三、实用化高可靠配网自愈技术策略
(一)就地恢复控制策略
就地恢复控制策略是指当发生故障时,由调度中心或故障检测设备首先判断出故障区域,然后根据线路保护、开断设备动作情况和故障处理方式,在确定的最短时间内尽快切除故障区域,恢复非故障区域供电的过程。就地恢复控制策略分为开关就地保护、开关本地动作等几种方式。
(1)开关就地保护:当线路发生断路器合闸时,开关向调度中心发出跳闸指令,调度中心根据故障判断结果,将最短停电时间内的最小停电区域切除,同时发出恢复供电指令。
(2)开关本地动作:当线路发生断路器合闸时,开关向调度中心发出跳闸指令,调度中心根据故障判断结果,将最短停电时间内的最小停电区域切除,同时发出恢复供电指令[3]。
(3)跳闸/跳开关:当线路发生断路器合闸时,开关向调度中心发出不跳闸/跳开关指令。
(二)馈线自动化策略
馈线自动化是指在故障发生后,配电自动化系统迅速判断出故障区域并启动相应的开关,通过通信网络向其他非故障区域供电的过程。馈线自动化功能由馈线终端设备和馈线自动化系统构成。馈线终端设备分为电流互感器、电压互感器和光纤电流差动保护三种。
(1)电流互感器:具有检测短路电流、测量线路上电流和电压等功能,能将故障电流转换为电信号,通过通信网络传送给上级保护装置。
(2)光纤电流差动保护:采用光纤传输信息,实现多点电流采样和差动保护,能快速、准确地判断出故障区域并启动相应开关,向故障区域供电,无需对非故障区域进行停电。
(3)电压互感器:将高压侧和低压侧电压转换为数字信号,送到馈线自动化终端中。电压互感器的输入信号为交流信号,输出信号为直流信号。
馈线自动化系统由通信网络和配电自动化系统两部分构成。馈线自动化系统的主要功能是:实现配电线路故障定位和隔离;实现对故障区域的供电恢复;实现对非故障区域的供电恢复。馈线自动化系统还包括信息采集、存储、管理、分析和显示等功能。
(三)配电网重构策略
配电网重构是指当发生故障时,调度中心或故障检测设备根据线路保护和开关开断情况,在确定的最短停电时间内尽快切除故障区域,以恢复非故障区域的供电。
配电网重构策略的基本思想是:利用配电网中开关、负荷、电源之间的相互关系,通过分析短路电流、电压以及负荷电流、电源电压等信息,对配电网进行重构。配电网重构策略的主要功能包括:
(1)判断故障区域和确定停电时间;
(2)启动开关切除故障区域,恢复非故障区域供电;
(3)防止非故障区域再次停电;
(4)根据故障信息不断调整重构策略,直至恢复正常供电。
四、结束语
随着我国社会经济的快速发展,人民对电力需求的不断增加,以及社会对能源利用效率和节能环保的要求,配电网将朝着更加智能、绿色、安全、可靠的方向发展。智能配电网是基于电力电子技术、计算机技术等现代信息技术和现代通信技术,实现电网与用户之间信息交换和能量传递的新一代配电网。其中,配电自动化系统是实现智能配电网的核心部分,在提高供电可靠性、减轻运行维护人员工作量等方面发挥着重要作用。配电自动化系统建设与运维,是一个复杂的系统工程,需要与各相关专业密切配合、协同实施,才能确保其高效可靠运行。
参考文献:
[1]吕立平,杨霖,谷君,许冲冲,刘漫雨.实用化高可靠配网自愈技术研究[J].电气应用,2015,34(S2):308-312.
[2]刘克虎.高可靠的配网自动化终端电源设计[J].电子元器件与信息技术,2020,4(11):78-80.
...