供用电第27卷第1期2010年2月
#本刊特约撰稿#
智能配电网讲座
徐丙垠1,3,李天友2,5,薛永端3,金文龙4
(1.山东理工大学,山东淄博255031;2.福建省电力公司,福建福州350003;
3.山东科汇电力自动化公司,山东济南250100;
4.中国电机工程学会,北京100044;
5.华北电力大学,北京102206)
第五讲柔性配电与故障电流限制技术
由变压器、机械开关、导线组成的传统配电系统存在一些难以克服的技术问题,如短路引起的过电流与电压骤降危害、重合闸或倒闸操作引起的供电短时中断、电压与功率不能连续调节等,而柔性配电技术、故障电流限制技术的发展则为解决这些问题提供了技术手段,将使配电系统的构成与运行方式发生革命性的变化。这两项技术对提高供电质量与配电网运行效率至关重要,也是智能配电网的重要技术内容。
1柔性配电技术概述
柔性配电技术是柔性交流输电(Flexible AC T ransmission System,FACTS)技术在配电网的延伸,简称为DFACTS(Distribution FACTS)。FACTS是利用电力电子技术和控制技术对交流输电系统的阻抗、电压、相位等基本参数进行灵活快速地调节,进而对系统的有功和无功潮流进行灵活地控制,以提高输电系统的输送能力与稳定水平。作为提高电力系统安全稳定水平与运行效率的重要技术手段,FA CT S技术已在电力系统中获得广泛应用。
智能配电网的一个重要特征是具有很高的电能质量,能够为用户提供定制电力(Custom Pow2 er)技术或定质电力。所谓/定制0,是指用户根据其负荷运行需要向供电企业提出的对供电质量的特殊要求,如要求供电一刻都不能中断,没有电压骤降、谐波、电压波动的影响等。而依赖传统的供电技术难以满足用户的这些特殊要求,这就需要应用DFA CT S技术对各种电能质量问题进行有效地控制。电能质量控制是DFA CT S技术的一种主要的应用领域,鉴于此,有人将其称为定制电力技术。
DFACTS技术在智能配电网中的另一个应用领域是解决分布式电源(DER)并网问题。一是提供动态无功补偿,克服风力发电、太阳能发电功率输出间歇性的影响,使配电网在最大程度地接纳风电、太阳能发电功率的同时,保证电压质量与稳定性;二是对有源配电网(指分布式电源高度渗透的配电网,见本讲座第二讲)的潮流进行调节与控制,优化配电网潮流分布,提高配电网运行可靠性,减少损耗。
随着电力电子技术的迅猛发展,电力电子器件容量不断增大,成本逐步降低,DFACTS技术更加成熟可靠。而DFACT S设备的推广应用,将极大地推动智能配电网技术的发展。可以预见,将来DFA CT S设备会象如今的变压器、开关设备一样,遍布智能配电网的各个环节。
2柔性配电设备及其应用
本节介绍目前几种主要的DFACT S设备及其应用。
2.1固态开关
固态开关是应用电力电子器件构成的开关设备,分为固态转换开关(Solid State T ransfer Switch,SSTS)与固态断路器(Solid State Cir cuit Breaker,SSCB)两种。它们利用电力电子器件导通与截止速度快的特点,解决传统机械开关动作时间长(达数个周波)带来的问题。
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徐丙垠,等:智能配电网讲座 第五讲 柔性配电与故障电流限制技术
1)SSTS 是由晶闸管(SCR)构成的负荷开关,可在接到控制命令后数个微秒内接(导)通,在半个周波内关断(截止);如果用绝缘栅双极晶体管(IGBT)代替SCR,其关断时间也可缩短至几个微秒以内。SSTS 用于双电源供电回路的切换,可避免采用机械开关倒闸操作引起的较长时间供电中断,使敏感负荷的供电不受影响。如图1所示的双电源供电回路,正常运行时,固态转换开关A 接通,固态转换开关B 关断,敏感负荷由电源A 供电,电源B 处于备用状态。在控制系统检测到电源A 停电时,在半个周波内将固态转换开关A 关断、固态转换开关B 接通,负荷在一个周波内转为由电源B 供电,实现供电回路的/无缝0转换。
目前,SST S
已有商业化的产品。
图1 应用SST S 的双电源供电回路
2)SSCB 由门极可关断晶闸管(GTO)回路和晶闸管(SCR)加限流电抗器(或电阻器)回路两部分并联而成,如图2所示。正常运行时,电流流经GT O 支路。电力系统故障时,流经GT O 支路的电流迅速超过限额,GT O 在半个周波之内关断,故障随之流经SCR 和限流电抗器相串联的支路,达到限制故障电流的目的。然后SCR 关断,
完全切断故障电流。
图2 固态断路器构成原理图
目前,对SSCB 的研究还处在低电压、小电流断路器的试验探讨阶段,将其实用化还需进行大量的研究工作。
2.2 静态无功补偿装置(SVC)
SVC 包括晶闸管控制的电抗器(T hyrisator Switch Reactor,T SR)与晶闸管控制的电容器
(T hyrisator Switch Capacitor,TSC)两种装置。实际应用中,也可将两者结合使用,称为混合式SVC 。SVC 通过控制晶闸管的导通时刻来改变流过电抗器或电容器的电流,从而调节从系统中吸取或向系统注入的无功电流,可以平滑、无级地调节容性或感性无功功率,且具有较好的动态响应特性。而常规的无功功率补偿装置采用机械开关投切电容器,响应速度慢,且不能满足对波动较频繁的无功负荷进行连续补偿的要求。
SVC 广泛用于抑制轧钢机、电弧炉等冲击性负荷引起的电压闪变;用于电气化铁路等场合,补偿不对称负载引起的电压不平衡;用于自动消弧线圈接地装置,动态补偿中性点非有效接地系统的接地电容电流;用于风力发电并网控制,为风电场提供快速、连续地的无功补偿。2.3 静止同步补偿器(STATCOM)
STA TCOM 又称静止无功发生装置(Static Var Generator,SVG)。它是一个基于脉宽调制(PWM)技术的无功功率发生器,通过自动调节注
入到系统中去的无功电流,实现对瞬时无功功率控制,从而达到抑制电压波动、闪变与谐波的目的。STA TCOM 克服了SVC 仍然需要配置大容量的电容或电感元件、仍然难以适应无功功率的急剧变化这两个缺点,特别适用于冲击性负荷的无功补偿;用于风电场的无功补偿时,能够很好抑制风力发电机并网或切机瞬间引起的电压波动,并且在系统故障时,能够提高机端电压恢复速度,维持风力发电机在故障期间继续平稳运行,为系统提供功率支撑。
STA TCOM 在国内外都有一定的应用。我国已开发出?50Mvar 的STA TCOM 并投入实际系统运行。但是,其控制复杂,造价较高,这限制了它的推广应用。
2.4 动态不间断电源(DUPS)
DU PS(Dynamic Uninterrupted Power Sup 2
ply)由ST ATCOM 和一个直流储能系统构成,其
中ST AT COM 作为一个信号发生装置使用,在供电中断时将储存的直流能量转换成有功电流,维持一段时间的供电。
DU PS 作为应急后备电源使用,可防止敏感负荷因短暂的供电中断出现不正常。图3所示为应用DU PS 的配电系统。母线I 上馈线出线
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采用固态断路器SSCB1,其余馈线仍采用常规机械断路器。DUPS 通过固态断路器SSCB2(正常情况下处于断开状态)给敏感负荷供电。当负荷上游任一点发生故障引起供电中断时,在半个周波时间内SSCB1断开、SSCB2投入,DU PS 给敏感负荷供电,直至常规的机械断路器切除故障并恢复正常供电或者将负荷转移到无
故障的馈线上去。
图3 应用DUPS 的配电系统
2.5 动态电压恢复器(DVR)
DVR(Dynamic Voltage Restorer)由直流储
能电路、功率逆变器(PWM)和串接在供电线路中的变压器组成,如图4所示。DVR 在测出电压瞬时降低后,立即直流电源通过PWM 输出交流电压,与系统电源电压相加(串联),使负载上的电压维持在合格的范围内,直至系统电压恢复到正常值。DVR 输出波形能够维持一段时间,可以补偿系统电压的瞬时下降,防止电压骤降给一些敏感负荷带来危害。这种补偿方式仅补偿电压的差值,需要的补偿容量小,且具有补偿效果与系统阻抗、
负荷功率因数无关等优点。
图4 DVR 构成原理图
DVR 和ST ATCOM 都是能够发出有功功率的电压补偿装置。DVR 是一种串联补偿装置,主要用于解决电压骤降的补偿问题,目前已用于化工厂、半导体制造等企业解决电压骤降问题;而STA TCOM 是一种并联补偿装置,用于解决供电中断问题。
2.6 智能通用变压器(IUT)
IUT (Intelligent U niversal T ransfor mer)又称为电力电子变压器或固态变压器,是含有电力电子变换器且通过高频变压器实现磁耦合的配电装置,不仅实现传统变压器的变压、电隔离和传递能量,还可以控制潮流、电压质量。作为一种集潮流与电能质量控制为一体的DFACTS 设备,IU T 的推广应用,对于建设智能配电网具有十分重要的意义。
图5为采用高频变换器的一种IUT 的构成原理图。IUT 在原边先将工频交流电或直流电通过电力电子变换器转换成高频信号,然后通过中间高频变换器耦合至副边,再利用电力电子变换器还原成工频交流电或直流电,或其他形式的电能。由于采用高频变换器,这种IUT 体积远小于常规变压器并且损耗也显著减小。通过对两边电力电子交
换器的控制,可根据需要调整IUT 电压与功率输出,使输出电压、波形稳定,
提高电能质量。
图5 采用高频变换器的IU T 构成原理图
目前对IUT 研究还处在理论探讨、技术研发
与试验阶段,随着电力电子技术的发展,相信不久能有IU T 投入实际运行。
2.7 轻型直流输电(HVDC)系统
轻型H VDC 系统采用可关断电力电子器件(如IGBT )构成电压源型换流站(Voltage Sourced Converters,VSC)进行直流传输(如图6所示)。它具有一系列传统直流输电所不具备的优点,一是它可以同时而且独立地控制有功功率与无功功率输出,不仅不需要交流侧提供无功功率,而且还能够动态补偿交流母线的无功功率;二是电流能够自关断,可以工作在无源逆变方式,
不需要外加的换相电压,其受端系统可以是无源网络;三是其交流侧的电流可控,不会增加交流系统的短路容量。
轻型H VDC 系统特别适用于远离电网的风电、太阳能、小水电等分布式电源(DER)的并网联络,如用于海上风电场并网。此外,还适用于远离电网的海上钻井平台、小岛等孤立负荷供电。
受电力电子器件功率的限制,轻型H VDC 系
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柔性配电与故障电流限制技术
图6轻型直流输电系统的构成
统容量还相对较小,随着电力电子技术的发展,轻型H VDC系统的设计容量会进一步提高,获得更为广泛的应用。
3故障电流限制技术概述
故障电流限制技术是智能电网的另一项重要技术。一般情况下,配电网短路会产生很大的故障电流,除可能造成相关的配电设备因发热、机械应力损害外,还会引起母线电压骤降,使同一母线供电的敏感用电设备受影响,带来严重的后果。配电设备、导线的设计也因此要留有足够的耐短路电流冲击的裕度,这都使配电设备、导线的制造成本大幅增加,而应用故障电流限制技术,将短路电流降低到一个合理的水平上,则可以解决这些问题。对于智能配电网,由于DER大量接入,这将造成配电网短路容量增加,使之超过配电设备与导线允许的设计值。如果因此而更换配电设备与导线,将造成极大的浪费,而安装故障电流限制设备来防止短路容量超标则是一个比较经济的解决方案。因此,故障电流限制技术对于提高供电质量、减少配电网造价与DER并网投资都具有十分重要的意义,是建设智能配电网的一项关键技术。
限制故障电流的措施分为系统级措施与设备级措施两类。系统级措施有电网解列运行、母线分列运行、提高电压等级等;设备级措施则是应用故障电流限制器(Fault Current Limiter,FCL)。因受可靠性、电压质量、损耗等因素的限制,系统级限流措施发挥的作用有限,必须配合使用FCL,才能把短路电流降到一个较低的水平。
FCL是一种串接在线路中的电气设备,未来的智能配电网,FCL将获得普遍应用,短路电流甚至可限制至2倍额定电流以下,使配电系统摆脱短路电流的危害,传统的遮断大电流的断路器或许从系统中消失,配电网面貌、性能与保护控制方式将发生根本性的变化。4故障电流限制器(FCL)及其应用
FCL分为被动型与主动型两种。被动型FCL在正常运行与故障状态下,均增加系统阻抗,构成简单,易于实现,但在正常运行状态下会产生电压降,增加系统损耗。目前在系统中获得广泛应用的FCL是串联电抗器,是一种传统的被动型FCL。
主动型FCL只是在故障状态下快速增加系统阻抗,既限制了故障电流,又不影响系统的正常运行,是理想的故障电流限制设备。目前应用或正在研发的主动型FCL有高压限流熔丝、可控串补装置、超导型故障电流限制器等。因其原理、造价或其他一些因素的影响,主动型FCL的应用受到了限制。随着电力电子技术与新材料技术的发展,主动型FCL技术会更加成熟,其性能将进一步改进,成本也会逐渐降低,将成为主流的FCL。
以下介绍已应用于配电网中的几种主要的FCL(均为主动型)及其在配电网中的应用情况。
4.1谐振FCL
谐振FCL分串联谐振与并联谐振两种类型。
1)串联谐振FCL利用电力电子器件,使正常工作时处于串联谐振(阻抗接近零)状态下的电路在出现短路故障时脱谐,使阻抗增大而达到限制短路电流的目的。图7为串联谐振FCL构成原理图,正常运行时晶闸管(SCR)不导通,电感L与电容C发生串联谐振,装置阻抗为零。在系统出现短路时,SCR 导通,电抗器串入电路起到限流作用。串联谐振FCL简单、可靠,已在中压配电网中获得应用
。
图7串联谐振FCL构成原理图
2)并联谐振FCL在电力电子器件控制下正常工作时处于非谐振状态,阻抗较小,而在系统出现短路故障时进入并联谐振(阻抗)状态,使线路阻抗增大而限制短路电流。这种FCL容量有限,实际系统中应用较少。
4.2超导FCL
超导FCL简称SFCL(Superconductor FCL),
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是利用超导体在由超导转换为正常状态后阻抗增大来限制故障电流。它有多种实现方式。
1)电阻型SFCL 由高温超导(H igh T emper 2ature Superconductor,H T S)线圈与并联的普通线圈构成。正常运行时,线路电流全部通过处于超导状态的H T S 。在出现短路故障时,H T S 线圈因流过它的电流超过临界值而呈现高电阻,电流被转移到普通线圈上去,达到限流目的。
2)桥路型SFCL 构成原理如图8所示,它由二极管V1~V4、H T S 线圈和直流偏压源G b 组成。调节G b 的值,使流过H TS 线圈的电流大于线路额定电流峰值。正常运行时,桥路始终导通,H T S 线圈两端电压为零。一旦发生短路故障,H T S
线圈失超转变为高阻状态串入线路中限流。
图8 桥路式SFCL 构成原理图
3)变压器型SFCL 由通过线路电流的原边常规绕组、副边短接的高温超导线圈和铁芯组成。正常运行时,超导线圈阻抗为零,变压器因副边被短接而呈现低阻抗。故障时,超导线圈因变压器副边电流很快超过临界值而失超,副边电阻瞬间变大,导致变压器原边的等效阻抗很快增大,从而限制故障电流的增加。
4)饱和型SFCL 是一种非失超型的限流器,由铁芯、一次交流绕组、二次直流H TS 绕组及直流偏置电源等构成(见图9)。当额定交流电流通过一次绕组时,选择合适的直流偏置电源使两个铁芯均处于深度饱和状态。而当出现故障时,瞬间增大的电流使交流线圈在铁芯中产生的磁动势接近于直流磁动势,使两个铁芯分别在正负半波退出饱和,
系统呈现高阻抗而起到限流的作用。
图9 饱和型SFCL 构成原理图
5)磁屏蔽型SFCL 由外层的铜线圈、中间的
H TS 线圈和内侧的铁芯或空心电抗器组成,铜线圈接入线路。正常运行时,H TS 线圈感应磁通可抵消(屏蔽)铜线圈产生的磁通,整个装置呈现很小的电抗值。当电流超过一定值后,HTS 线圈失超,磁屏蔽作用消失,SFCL 呈现较大阻抗而限流。
总之,SFCL 能在较高电压下运行,可在极短时间(百微秒级)内有效地限制故障电流,是FCL 发展的重要方向。目前SFCL 技术尚不够成熟,还需要解决电流整定困难、失超后的散热维护等问题。由于SFCL 失超后恢复时间过长,不适于需要快速重合闸的场合。4.3 热敏电阻FCL
热敏电阻(PT C)是一种非线性电阻,室温时电阻值非常低,当故障电流流过时,材料发热升温,在温度升高到一定值时,电阻值在微秒时间内提高8~10个数量级,从而起到限制故障电流的作用。热敏电阻FCL 已在低压(380V)系统中获得应用。由于单个PT C 元件的电压与电流额定值不高,且存在电阻受外界因素影响大、电阻恢复时间长等缺陷,限制了其在高压系统中的应用。4.4 固态FCL
固态FCL 由半导体器件构成,能够在达到峰值电流之前的电流上升阶段就中断故障电流。图10给出了一种固态FCL 的结构,正常工作时,半导体开关(GTO1与GTO2)导通流过负荷电流,对系统运行无影响。当检测到故障电流后,半导体开关被关断,电流转移到电抗器上,从而限制了
故障电流。
图10 固态限流器原理图
固态FCL 也是一种DFACTS 设备。随着电力电子技术的发展,固态FCL 技术愈来愈成熟,目前已在中低压配电设备中获得应用。
5 讲座总结语
智能配电网是人们对未来配电网的愿景,具有更高安全性、更高的供电质量、更高资产利用效率,可大量接入可再生能源发电,能够与用户互
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徐丙垠,等:智能配电网讲座第五讲柔性配电与故障电流限制技术
动,适应电动汽车的发展等。本系列讲座共分5讲。介绍了智能配电网的定义、提出的背景、智能配电网的功能特征与主要技术内容,着重分专题介绍了智能配电网的几项核心技术内容,即分布式电源并网技术、高级配电自动化技术、互动功能与高级量侧体系(AMI)、柔性交流配电与故障电流限制技术。讲座力求使读者对智能配电网有一较全面的认识,共同推进我国智能配电网的研究与建设。
建设智能电网要特别关注配电网。
1)建设智能电网,首先要解决用户供电可靠性低的问题。供电可靠性是衡量电网性能优劣、先进与否的根本指标。目前,我国供电可靠性与国际先进水平还有相当的差距,城市地区每年平均每个用户的停电时间长达十几个小时,而美国是90min左右,欧洲的发达国家用户年停电时间平均为1h左右,韩国与我国香港地区仅为十几分钟,新加坡、日本甚至不到10min。目前我国用户的停电时间(扣除缺电因素)95%以上都是由配电网引起的,因此,我们要提高供电可靠性,必须在配电网上狠下功夫,切实把配电网技术装备与管理水平搞上去。
2)智能电网应是一个高效电网。目前,在我国电力系统的损耗中,配电网的损耗占比最大,其中的中低压配电网的线损占50%以上。提高电网的经济运行水平,配电网显然是一个关键环节。
3)智能电网能够引起全社会的关注,甚至上升到国家战略,关键就是要解决可再生能源发电的并网问题。我国除了少数地区的风能、太阳能可大规模集中开发外,大多可再生能源的特点是能量密度低、分布广,采用小容量的分布式发电形式就地接入配电网,向附近用户供电。这些分布式发电装置接入配电网,功率双向流动,对传统配电网是功率单向流动的辐射型网络是个很大的挑战。通过建设智能配电网,可以从配电网的规划设计和保护控制等方面解决分布式电源接入的问题。
4)建设智能配电网适应了电动汽车发展的需要。通过电价杠杆,合理地调整电动汽车充电时间,可以显著地减少电网峰谷负荷差,提高电网的容量利用率,同时还可以很好地补偿可再生能源发电的间歇性;此外,利用电动汽车的储能逆变后上网,进一步减少对系统备用容量的需求。由此来看,不管是分布式发电并网还是电动汽车推广应用,着眼点都在配电网。
综上所述,建设智能电网必须高度关注配电网。当然,建设智能配电网是一个长期的过程。我国配电网的投资长期相对不足,自动化水平低,总体运行水平相对不高,目前停电多、损耗高、低电压、超负荷的现象依然存在,而分布式电源、电动汽车应用也刚起步,因此,智能配电网工作的重点主要还是应放在完善配电网结构、提高供电质量与资产运行效率上。在条件较为成熟的城市,在重点抓好配电自动化技术、智能电表技术应用的基础上,可进行一些分布式电源并网、柔性配电技术、电动汽车充电站(桩)等试点工作,不断总结推广,推进我国智能配电网技术的发展。
本系列讲座的撰写过程中承蒙朱良镭老师的全程指导,本讲的插图由山东理工大学硕士生翟红英帮助绘制,在此表示感谢!
参考文献
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收修改稿日期:2010年1月
徐丙垠(1961-),山东理工大学教授,科汇电力自动化公司董事长
李天友(1963-),高级工程师,福建省电力公司副总工程师
薛永端(1970-),教授级高级工程师,科汇电力自动化公司总工程师
金文龙(1941-),教授级高级工程师,国家电网公司原发输电部处长
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中国石油大学（华东）现代远程教育 毕业设计（论文） 题目：配电网单相接地故障的仿真分析学习中心：天津滨海奥鹏学习中心 年级专业：网络10春电气工程及其自动化 学生姓名：吴燕燕学号： 18 指导教师：郑淑慧职称：教授 导师单位：中国石油大学（华东） 中国石油大学（华东）远程与继续教育学院 论文完成时间： 2011 年 12 月 23日 摘要
为了提取配电网单相接地故障选线和故障测距的暂态故障特征量，基于Matlab的Simulink仿真环境，搭建了小电流接地系统的配电网络仿真模型并综合考虑不同短路时刻、不同接地电弧电阻、不同故障距离和线路长度等多个因素，对配电网小电流接地系统的单相接地故障进行了大量仿真。在配电网单相接地短路故障后的第1个工频周波(O～O．02 s)内故障线路的零序电流包络线的变化速度比非故障线路变化缓慢，包络面积大，但与非故障线路首半波极性相反。仿真分析表明此暂态特性不受短路时刻、电弧电阻、故障距离和消弧线圈被偿度的影响，为单相接地故障选线和故障测距的研究提供了理论依据。 关键词：配电网；仿真模型零序电流；单相接地故障；补偿度；故障相电压
第一章引言 我国35 kV、10 kV(6 kV)配电网中性点运行方式一般为不接地或经消弧线圈接地。当发生单相接地故障时允许继续运行1～2 h，及时查找故障线路和故障点是提高供电可靠性的保证。基于稳态分量的单相接地选线方法有5次谐波电流的幅值方向法【1,2】，注入信号源法【3】，零序电流有功分量法【4,5】等，由于稳态零序电流幅值较小，基于稳态分量的单相接地选线准确率不高；消弧线圈短时并联电阻【6,7】，可提高接地选线的可靠性，但不能很好发挥消弧线圈的作用。近年来，以小波变换为理论研究工具，分别提出了应用零序电流小波变换系数模值大小与极性【8-13】零序电流小波变换系数模值的积分【14】、零序电压流的小波变换系数之比【15】作为选线判据，但受短路时刻、网络结构、线路长度、接地点的位置、电弧电阻及被分析信号的数据长度、小波基的选取等多因素的影响较大。研究小电流接地系统单相接地暂态过程特点是单相接地故障选线和测距方法的理论基础，目前关于这方面的文献很少。
图片简介: 本技术介绍了一种含光储系统的柔性直流配电网可靠性评估方法，它包括：建立IGBT的失效模式，选择RC热网络法建立IGBT的电热耦合模型并得到工作时的结温，最后采用Coffin Manson Arrhenius广延指数模型对IGBT 进行可靠性评估；选择部件计数法对直流配电网关键设备进行可靠性预测；通过冗余方法分析后分别对三种不同结构的MMC型换流器、ISOP型直流变压器以及光伏储能并网用的AC/DC变流器和DC/DC变流器进行可靠性建模；对直流配电系统可靠性评估；对交直流互联配电系统可靠性评估；解决了对含光储系统的交直流混合电网的可靠性评估采用现有技术的评估方法存在准确性较差等技术问题。 技术要求 1.一种含光储系统的柔性直流配电网可靠性评估方法，它包括： 步骤S1：建立IGBT的失效模式，选择RC热网络法建立IGBT的电热耦合模型并得到工作时的结温，最后采用Coffin-Manson-Arrhenius广延指数模型对IGBT进行可靠性评估； 步骤S2：选择部件计数法对直流配电网关键设备进行可靠性预测；通过冗余方法分析后分别对三种不同结构的MMC型换流器、ISOP型直流变压器以及光伏储能并网用的AC/DC变流器和DC/DC变流器进行可靠性建模； 步骤S3：根据步骤S1和S2建立的模型对直流配电系统可靠性评估； 步骤S4、根据步骤S1和S2建立的模型对交直流互联配电系统进行可靠性评估。
2.根据权利要求1所述的一种含光储系统的柔性直流配电网可靠性评估方法，其特征在于：步骤S1具体包括： 步骤S11：对IGBT和二极管进行损耗计算，包括通态损耗、开关损耗以及截止损耗； 步骤S12：建立IGBT的电热耦合模型并得到工作时的结温；将IGBT内部温度的运算转化为由Foster模型等效的电流源、电阻和电容串联的一阶电路运算，IGBT和二极管的功率损耗分别作为对应的电流源输入，IGBT 和二极管的热阻热容作为对应的电阻电容，则IGBT和二极管芯片到壳之间的电压即为结温； 步骤S13：采用Coffin-Manson-Arrhenius广延指数模型对IGBT进行可靠性评估，下式所示： 式中，ΔTj是IGBT的结温差，α、β是模型参数，根据功率循环曲线通过函数拟合得到；Tm为平均结温。Ea是激活能，数值为9.89×10-20J，kB是玻尔兹曼常数。 3.根据权利要求1所述的一种含光储系统的柔性直流配电网可靠性评估方法，其特征在于：步骤S2包括以下步骤： 步骤S21：冗余方法分析，不同冗余设计可靠性计算公式如下： 主动冗余：当单元系统的冗余设计为主动冗余时，n个子模块中至少有k个子模块投入运行可以保证单元系统的正常运行，假设子模块数量为n，当单元系统正常运行时需要k个子模块正常工作，子模块的故障率为 λSM，可靠度可表示为： 则单元系统的故障率为： 式中Rs(t)为系统可靠度，i为流过系统的电流大小； 被动冗余：当单元系统的冗余设计为被动冗余时，有n-k个备用子模块，它们服从尺度参数为λSM、形状参数为n-k+1的伽马分布，可靠度可表示为：
探讨智能配电网自愈控制关键技术 发表时间：2020-01-16T15:01:49.500Z 来源：《当代电力文化》2019年 18期作者：何祥德 [导读] 本文主要从智能配电网自愈控制技术出发， 摘要：本文主要从智能配电网自愈控制技术出发，对在线监测、状态评估、故障诊断三部分内容进行研究。结合工作经验，进行智能配电网自愈控制目标和控制系统的构建，完善系统综合化管理、智能化监测等工作，望在一定程度上提升智能配电网运行的安全性、稳定性和可靠性，为我国电网建设提供相应的参考。 关键词：自愈控制；关键技术；目标分析；系统构建 自愈控制能够从电网运行状态出发，实现智能监测、智能评估和实时控制，减少了人工处理的时间，为配电网安全稳定运行奠定了良好的基础。我国智能配电网建设过程中对自愈控制技术非常重视，依照配电网运行需求合理安装自愈控制装置，对线路、设备、零部件等进行“综合”管理，有效提升了配电网故障“自愈”处理成效，实现了我国智能配电网综合化管理、高效化防控功能的升级。 1 智能配电网自愈控制技术概述 智能配电网自愈控制主要从在线监测、状态评估和故障诊断三方面实现，借助综合系统实现全周期风险管控和实时化故障处理，以提升智能配电网的安全效益和经济效益，其具体状况见表1。 2 智能配电网自愈控制系统的构建 2.1 目标分析 智能配电网构建的过程中需要从可靠性、经济性指标出发实现针对性控制和调整，提升其自愈效果，保证其能够高质量、高效益运行。 一般情况下智能配电网可以选用环网结构，结合具体运行需求做好开环设计，以提升其能够满足各区域的用电负荷。尤其是在稳定性设计时，要对经济指标、可靠系数、安全系数进行综合考虑，确保智能配电网能够实现实时保护、故障分析和快速恢复，使智能配电网在出现故障后能够第一时间进行自我防治、自我愈合、自我免疫，保证区域正常供配电。与此同时，在配电网自愈控制工作开展过程中还需要做好经济性设计，依照实际运行需求对设备性能、经济参数等进行分析，形成符合区域供电实际和区域供电价值的自愈控制体系，在保证自愈控制指标的基础上最大限度降低成本投入，减少不必要的人力、物力，全面优化智能配电网输配电经济效益。 2.2 系统构建 智能配电网自愈控制系统构建时要对物理架构和逻辑架构两部分进行强调。物理架构主要线路设备、控制系统等，逻辑架构主要为自我感知、自我诊断、自我决策等逻辑设定。本次研究过程中主要以某区域智能配电网为例，对其自愈控制系统设计情况进行分析，具体内容如下： （1）物理架构。该区域智能配电网自愈控制体系主要包括技术层、应用层和关键层三部分（见图1）。 关键层主要涉及无线装置、采集装置、输配电装置等，依照区域线路、设备设计状况对用户用电数据进行采集，并将其传输到应用平台层； 应用层主要对采集到的数据进行处理，确定智能配电网运行的安全性、稳定性和可靠性，结合馈线自动化和故障指示迅速形成综合处理结果； 技术层在上述数据基础上响应不同场景的业务需求，形成最优的停电方案和处理体系，保证该区域智能配电网能够安全、稳定运行。
配电自动化开关技术在智能配电网建设中的应用 发表时间：2019-04-29T13:35:24.623Z 来源：《河南电力》2018年20期作者：邓健灏 [导读] 自动化开关在智能配电网中的应用，有助于提高智能配电网故障诊断能力，减少智能配电网故障发生率。在智能配电网络运作过程中常见的故障类型主要有故障的自动诊断、非故障区域的自动送电以及故障区域的自动隔离等，在进行自动化开关的设置中也应当以此为目的，选择相应的控制方式。 邓健灏 （广东电网公司中山供电局沙溪供电分局） 摘要：自动化开关在智能配电网中的应用，有助于提高智能配电网故障诊断能力，减少智能配电网故障发生率。在智能配电网络运作过程中常见的故障类型主要有故障的自动诊断、非故障区域的自动送电以及故障区域的自动隔离等，在进行自动化开关的设置中也应当以此为目的，选择相应的控制方式。 关键词：智能配电网；自动化；开关；技术 一、中国配电自动化技术的发展现状 智能配电网已经成为国内外重点发展的领域。而由于我国智能配电网中总体结构设计、分布以及自动化配电技术还不都够成熟，导致我国的智能电网发展相对落后，下面对这几点的现状进行分析。 1.智能电网总体结构设计缺乏严谨性 智能电网合理化、科学化设计在电网建设中起到非常重要的作用，直接影响电网建设规划与调整效果。如果在设计过程中没有有效地对智能电网进行全方面的分析与考虑，包括智能电网的环境、设备、系统等任何一处被忽略，都会影响到电力电网在某一个环节处应用不足，这就是一种严重缺乏严谨性设计的结果，粗略的设计会给智能电网带来运行困难的现象，例如：电力负载的运行在没有科学合理的研究与分析下进行设计，就会使其出现误差，影响智能电网不能正常运行。 2.智能电网分布不均衡 据调查，我国中部地区以及西部地区的智能电网分布存在不合理现象，严重影响到了全国电力电网发展的脚步，主要原因是因为智能电网的分布过于分散、疏远，导致光纤覆盖率不稳定，进而使电力电网运行不断出现障碍。 3.自动化配电技术发展不完善 自动化配电技术是推动智能电网快速发展的重要手段，而由于我国的配电自动化技术相比其他国家较为落后，使我国的智能电网发展滞后。只有具备极强的自动配电装置技术，才可以对电力大小进行有效地调整与控制，进而推动配电自动化技术的发展，而我国正是在这一点上还没有取得有效的成绩，所以影响到智能电网在运行中出现不稳定状况。 二、智能配电网的自动化开关应用策略 （一）关于隔离开关 隔离开关的设置目的在于隔离电源，对于无负荷电流的电路进行断开，没有设置灭弧装置，在分闸状态下具有明显的断开点，从而能够有效保证其他电气设置的安全检修。同时在合闸状态下能够对于短路故障电流以及正常负荷电流有效通过，但是对于短路电源以及负荷电流不能有效切断，因此在运作过程中只能在断路器断开的情况下运用。进行隔离开关直接操作的前提条件是电流低于5A，励磁电流、电压互感器以及避雷器等低于2A。 （二）关于负荷开关 目前我国电力系统中运用到的开关类型主要有真空负荷开关以及产气式负荷开关两种类型，结构组成上包括敞开式与箱式。其中箱式开关使用的是SF6气体绝缘，在SF6气体箱内主要包括了操作机构、真空灭弧剂以及隔离刀闸等，运用过程中比较耐腐蚀，受到外界气候的影响比较低。敞开式负荷开关的布置与隔离刀闸比较相似，在分合闸中加入了灭弧装置，操作上具有真空式灭弧室与产气式灭弧室两种，目前采用的主要方式是真空式灭弧室。敞开式负荷开关的很大部分元件是直接裸露在户外的，一旦金属元件使用中受到了腐蚀，在开关的运作过程中就容易出现机构卡涩以及锈蚀等问题，在外部环境比较恶劣的条件不适宜使用。 （三）关于断路器 配电网架空线上运行着柱上断路器这一设备，在重合器上也包含了断路器与控制器，其中分段器的组成上包括了控制器与负荷开关，因此应当有效分析应对柱上的设备。目前架空线柱上一般具有比较多的断路器，很多负荷开关也是以断路器的形式展现，不同类型的断路器往往具有不同的结构与特性。为了有效提升分断能力在柱上断路器的设置上运用真空开关的形式，SF6气体的使用能够对于相间绝缘现象进行有效解决，促进体积的缩小。在零表压的情况下应当有效解决密封问题，在价格上断路器开关与真空负荷开关比较类似，其他结构上相差也比较少。由此目前已经基本上使用真空断路器来替代真空负荷开关。 （四）开关设备线路故障处理 在配电自动化技术快速发展的前提下，配电网络具有很复杂的结构，但是在小电流接地系统中在运行过程中依然面临着很多问题。目前电力设备中的10kV配网设备在运用中一般是由人员进行登杆近距离操作，在人员的人身安全上不够安全，同时也容易受到环境以及气候的影响。由于个别线路损坏现象比较严重，也发生了比较多的窃电现象，在窃电的查找上也比较困难。为此可以采用的故障处理方法有单相接地故障区域定位、故障区域隔离以及非故障区域恢复供电等。 目前线路自动化方案中具有两种智能开关设备，分别是主干线路以及分支线路。针对不同的智能开关应当采取不同的故障处理方式，从而把相间短路故障以及单相接地进行有效切除。 三、配电自动化三遥功能的研究分析 3.1 环网模型 环网开关为手动负荷开关，将现有的开关改为电动操作开关。将雅香小区采用普通的三遥系统，汇鑫源小区采用网络式的三遥系统，
浅析智能配电网故障自愈控制技术 李兰哲 （广东电网公司深圳供电局广东省深圳市 518106） 摘要：智能配电网是智能电网的重要组成部分，自愈控制作为智能配电网的“免疫 系统”，是保证智能配电网实现智能化运行的重要环节。本文通过介绍智能配电网自愈控制技术的特点、类型、支撑技术等，分析研究应用智能配电网自愈控制技术将使电网降低故障停电概率，提升供电质量。特别是在较为恶劣的电网环境中，配电网将充分发挥它的主动预防、自我恢复地能力，快速而准确地隔离故障区域，优先保障人民群众的生活用电。 关键词：智能配电网故障自愈控制 0 引言 进入本世纪，伴随着社会的进步，节能减排、绿色能源、可持续发展已成为我们追求的目标，也成为电力行业实现转型发展的核心驱动力。目前，智能电网已经逐渐成为世界各国电力行业应对未来挑战的正确选择。智能电网的特点是能够实现电力系统安全稳定、优质可靠、经济环保的目标，具有优化电网结构、融合设备差异、分布式供电、主动预警缺陷、故障自愈等功能。智能配电网在整个智能电网系统中承担着衔接主网供电端与用户受电测的重要任务。智能配电网有助于提高电网供电可靠性、系统运行效率以及终端电能质量；有助于实现分布式发电、储能与微网的并网与优化运行，实现高效互动的需求侧管理；有助于结合先进的现代管理理念，构建集成与优化的配电资产运行、维护与管理系统。智能配电网与传统配电网相比，具有更为合理、坚强的网络结构，并具有更强的“免疫力”，能够有效抵御设备异常、自然灾害及外力破坏等突发事件给电力系统造成的破坏作用，而且具有强大的“自愈”能力，快速恢复正常运行。所以说，自愈控制是智能配电网的“免疫系统”。 1 智能配电网自愈控制技术的概述 构建智能配电网是为了实现电力系统运行安全稳定、优质可靠、经济环保的需要。深入发展具有优化结构、融合差异、协调预警、分布供电、故障自愈、互动交流等功能的智能配电网，对实施可持续供电战略有着极其重要的意义。智能配电网的“自愈”能力是指智能配电网可以准确预测缺陷状态和及时警报已经发生的故障状态，并实施对应的可靠措施，使配电网不会大范围停止正常供电或将其停电范围降到最低程度。自愈控制技术主要是解决一个问题，即“不间断供电”，通过信息系统及辅助设备实时监测电网的运行状态，及时预测设备缺陷情况，快速消除安全隐患和自主排除电网故障。在可以预见的将来，拥有自愈能力的智能配电网将为我们提供具有更高供电可靠性和更优电能质量的电力服务，同时支持大量清洁的分布式电源接入系统，方便用户进行能源管理，也让供电企业对配电网设备进行基于GIS系统的图像化、信息化管理，从而实现配电网的设备管理、生产管理智能化。 2 智能配电网自愈控制技术的特点 信息技术的革命和配电新技术的应用推动了配电网智能化的进程，智能配电网是将各种配电新技术进行有机的集成、融合，使系统性能发生革命性的变化。“主动”自愈技术是智能配电网自愈的突出特点，其特点如下：
配电网单相接地故障原因分析 发表时间：2018-08-17T13:40:38.403Z 来源：《河南电力》2018年4期作者：赵明露 [导读] 当故障发生时，应该灵活运用技术进行分析处理，更好更稳定地管理好电网。 （新疆光源电力勘察设计院有限责任公司新疆乌鲁木齐 830000） 摘要：配电网在电网中使用广泛，其运行的可靠性和安全性对促进社会的发展和提高人民的生活质量有着很大的作用。但是配电网也常出现单相接地故障，对社会经济发展和人民生活质量造成很大的影响。因此本文主要对配电网单相接地故障及处理进行探析，重点分析配电网单相接地故障原因及对电网的影响，同时也提出针对故障处理的一些措施及方法。通过对配电网单相接地故障定位及应用实例的探析指出，当故障发生时，应该灵活运用技术进行分析处理，更好更稳定地管理好电网。 关键词：配电网；单相接地故障；原因分析 导言 针对小电流接地系统过电压等弊端，特别是故障线路选择、故障点定位、测距的困难性，有专家建议我国配电网改用小电阻接地方式。但这样不仅要花费巨额的设备改造费，还丧失了小电流接地系统供电可靠性高的优点。随着社会的发展，对供电质量的要求越来越高，小电流接地方式无疑具有独特的优点。如果能够解决小电流接地故障的可靠检测问题，及时发现接地故障线路，找到故障点，并采取相应的处理措施，减少甚至避免接地故障带来的不良影响，小电流接地方式将是一种理想的模式。因此，研究中低压配电网的单相接地故障特征很有必要。 1配电网单项接地故障的影响 1.1线路影响 配电网发生单项接地故障时，故障点的位置会出现弧光接地，在附近的线路中形成谐振过电压，与正常配电网运行时相比，过电压要高出几倍，超出线路的承载范围，直接烧毁线路，或者是击穿绝缘子引起短路。单项接地故障对配电网线路的影响是直接性的，线路多次处于电压升高的状态，就会加速绝缘老化，配电网线路运行期间，有可能发生短路、断电的情况。 1.2设备影响 单项接地故障产生零序电流，容易在变电设备周围形成零序电压，不仅增加设备内的励磁电流，也会引起过电压的现象，导致设备面临着被烧毁的危害。例如：某室外配电网发生单项接地故障后，击穿变电设备的绝缘子，此时单项接地故障对变电设备的影响较大，导致该地区停电一天，引起了较大的经济损失，更是增加了设备维护的压力。 1.3人为因素造成单相接地故障 由于部分线路沿公路侧架设，道路车流量大，部分驾驶员违章驾驶，造成车辆撞倒、撞断杆塔的事件时有发生。城市转型升级建设步伐加快，伴随着三旧改造，大量的市政施工及基建项目不断涌现，基面开挖伤及地下敷设的电缆，施工机械碰触线路带电部位。因为不法分子这些贪图私利的窃盗行为引发电网故障，造成大规模大范围停电，给社会发展和人们生活带来了极大的影响。 2配电网系统单相接地故障的检测技术应用分析 在对单相接地故障进行检测过程中，传统的故障检测方法因为自身的局限性比较多，因此，需要全新的检测技术开展故障检测。本次研究过程中主要提出了S型注入法和TY型小电流接地系统单性接地选线和定位装置在配电网单项接地故障检测中的应用。 在实际故障检测过程中，首先将处于运行状态下的TV向接地线中注入相应的信号，并通过信号追踪和定位原理直接检查到故障点。设备和技术在实际应用过程中，该装置的原理和传统的故障检测方法存在很大的区别，在具备选线功能的前提下，还应该具备故障定位功能，这项技术在单相接地故障中有着广泛的应用前景。从这种故障诊断装置的组成分析，主要包括了主机、信号电流检测器等几个部分。在检测过程中，主机在信号发出之后，利用TV二次端子接入到故障线路中，从而通过自身的接地点达到回流的目的，主机内部要安装好信号检测器，当配电网系统中出现了接地故障之后，主机中的信号检测器就会自动启动，并向着故障相中输入特殊的故障信号，此时工作人员可以根据这个信号判断出故障点在哪一个位置上。如果配电网系统中某一个线路存在单相接地故障，变电站母线TV二次开口三角绕组输出电压将装置启动，这时装置就会对存在单相接地故障故障点进行自动判断，同时，在与之相对应的TB二次端口中注入220Hz的特殊信号，并利用TV将其转变转化后体现在整个配电网系统中。故障相和大地形成一个完成的回路，并使用无线检测设备对这种信号进行跟踪检测，从而就能实现对故障位置的精确定位。 3处理方法 3.1精准快速查找出故障区间 当发生单相接地故障后，工作人员第一时间要做的是精准快速查找出故障区间，以便后面故障处理行动的开展。因此，如何能精准快速查找出成了重要的问题。针对传统方法很难精准快速查找出故障区间的问题，本文提出的是一种小电流接地系统单相接地故障定位的方法。在供电线路干线和分支线路的出口处均布置零序电流测点，编号各个测点，测量数据。当某条出线线路发生单相接地时，故障相线对地的电压将降低，若是金属性的完全接地甚至能降为0kV，非故障相线对地电压将升高，若是金属性的完全接地甚至能升为线电压。此时利用小电流接地系统单相接地时所产生的零序电流，能准确判断出发生故障的线路及故障区间。利用测点确定故障支路，为后面故障处理工作提供依据。 3.2做好管理层面的预防工作 3.2.1在日常做好线路检修和巡视工作，采用定期和不定期的巡视方式，及时排出线路中可能存在的隐患，尤其是要注意高大建筑物、树木和线路之间的安全距离，做好绝缘子加固、更换工作，保证线路达到标准化程度，做好防雷击保护工作。 3.2.2在不同的运行环境应该采用合适的运行和维修措施，尤其是在容易受到污染的区域，要保证绝缘设备的绝缘能力，提高绝缘子的抗电压水平，这样才能更好地促进整个电网绝缘性能的提升。 3.3严谨快速抢修 当工作人员找出精准故障区间后，在天气晴朗条件允许的情况下，供电部门应及时派出有经验的工作人员快速到达故障地进行抢修。
智能配电网自愈控制技术的内涵及其应用 【摘要】文章中主要描述了自愈控制技术的相关研究，仅供同行研究工程技术参考之用，希望可以促进智能配电网自愈控制技术的发展与应用。 【关键词】运行监视；控制技术；智能配电网 前言 智能配电网自愈控制，就是用先进的、技术化的方法控制不同层次和地区的配电网络，目的是让配电网可以自己感知、自己辨别、自己做主、自己复原，确保配电网能够在不同的情况下安全运行。配电网自愈技术能够不依靠人为力量或很少依靠人为力量的情况下准确迅速的判断故障、修复，尽量降低供电中段的时间，减少损失。 1 自愈控制的技术内涵与特征 智能配电网自愈控制技术不仅包含了以往普通的配电自动化技术，最重要的是在原来技术的基础上完成了对自动化技术的改革与扩展。主要体现在下面几方面：首先，此技术的使用对象由普通的配电网升级为智能配电网，这就说明了新型配电系统中必须有分布式电源、储能、电动汽车充放电装置等，这些配置能够帮助系统更好的实现自愈控制，但是在一定程度上也提升了控制的难度；其次，此技术最突出的特点是能够在系统发生故障之前进行预防措施，不是简单的处理故障。这要求配电系统必须具有一定的“智能”，这使得配电快速仿真与模拟（DFSM）成为自愈控制功能实现的基础与核心，它为配电网的运行和控制提供计算方法和依据。对智能配电网自愈控制技术的研究要特别重视DFSM，主要是因为： （1）未来智能配电系统的接线结构和运行模式将愈来愈灵活多样。DFSM 将成为智能配电网运行控制的“大脑”，并使其具有像人一样的“智慧”以应付不断变化的系统结构与需求； （2）智能配电系统自愈控制对快速仿真与模拟的要求越来越高。对DFSM 将不仅仅需要一些基本的仿真和计算功能，更迫切地希望其能在诸多可行方案中快速地给出的最佳运行方案，也即要求DFSM 具有优化计算功能； （3）预测仿真能力（即安全分析），能够避免可能对系统造成较大影响的预想事故发生，若事故发生，通过自愈能力尽量减少损失，恢复正常运行； （4）支持多馈线网络重构、电压与无功控制、故障定位与各类、自适应保护方案等配电网自愈控制功能。 2 自愈控制目标
YF-ED-J1584 可按资料类型定义编号 配电网接地故障原因分析及处理对策实用版 Management Of Personal, Equipment And Product Safety In Daily Work, So The Labor Process Can Be Carried Out Under Material Conditions And Work Order That Meet Safety Requirements. （示范文稿） 二零XX年XX月XX日
配电网接地故障原因分析及处理 对策实用版 提示：该安全管理文档适合使用于日常工作中人身安全、设备和产品安全，以及交通运输安全等方面的管理，使劳动过程在符合安全要求的物质条件和工作秩序下进行，防止伤亡事故、设备事故及各种灾害的发生。下载后可以对文件进行定制修改，请根据实际需要调整使用。 1 引言 在10～35kV电网中，各类接地故障相对较 多，使电网供电的可*性降低，对工农业生产及 人民生活造成很大影响，所以必须认真分析故 障原因，采取有效的防护措施。 2 故障原因 (1) 雷害事故。10～35kV系统网络覆盖面 较大，遭受雷击的概率相对增多，不仅直击雷 造成危害，而且由于防雷设施不够完善，绝缘 水平和耐雷水平较低，地闪、云闪形成的感应
过电压也能造成相当大的危害，导致设备损坏，危及电网安全。 (2) 污闪故障。10～35kV配电网络中因绝缘子污秽闪络，使线路多点接地的故障也经常发生。据对10kV配电线路的检查发现，因表面积污而放电烧伤的绝缘子不少。绝缘子污秽放电，是造成线路单相接地和引起跳闸的主要原因。 (3) 铁磁谐振过电压。10～35kV系统属于中性点不接地系统，随着其规模的扩大，网络对地电容越来越大，在该网络中电磁式电压互感器和空载变压器的非线性电感相对较大，感抗比容抗大得多，而且电磁式电压互感器一次线圈中性点直接接地，受雷击、单相地和倒闸操作等的激发，往往能形成铁磁谐振，谐振产
浅谈智能配电网自愈控制技术体系框架 发表时间：2018-04-13T10:31:04.260Z 来源：《电力设备》2017年第31期作者：孙亮 [导读] 摘要：智能配电网是智能电网的重要组成部分，其中智能配电网有一个被称作免疫防御的体系，那就是自愈控制技术体系，这是智能配电网同传统电网的基本特征。 (国网山东省电力公司龙口市供电公司山东龙口 265700) 摘要：智能配电网是智能电网的重要组成部分，其中智能配电网有一个被称作免疫防御的体系，那就是自愈控制技术体系，这是智能配电网同传统电网的基本特征。可以将传统模式下配电网存在的问题于有效地进行解决，避免出现线路可靠性低和线损率过大的问题。本文简要谈论了智能配电网自愈控制技术体系的框架。 关键词：智能配电网；自愈控制技术；体系；框架 电网从当前的安全控制到自愈电网理念的提出、研发和实施，是一个历史性发展。可以说是以世纪为单位，进行积累和发展的过程，智能配电网的“自愈”能力是指智能配电网能够及时检测出已经发生或正在发生的故障，并进行相应的纠正性操作，使其不影响对用户的正常供电或将其影响降至最小，可见这一技术体系对于电网是多么重要。 1、智能配电网自愈控制概述 电网从当前的安全控制到自愈电网理念的提出、研发和实施，是一个历史性发展。自愈控制主要是解决“供电不间断的问题”，也就是在无需或仅需少量人为干预情况下，监测电网的实时运行状态，预测电网运行状态，及时发现、快速诊断和消除故障隐患。具有自愈能力的智能配电网将具有更高的供电可靠性、更高的电能质量、支持大量的分布式电源的接人、支持用户能源管理（需求侧管理）、提高电网资产利用率、对配电网及其设备进行可视化管理、实现配网设备管理、生产管理的自动化、信息化。智能配电网的自愈控制技术体系包括了三个车次，分别为基础层、支撑层、应用层。 2、基础层 自愈控制技术构成框架的基础层包括了电网以及其设备，实体电网作为智能电网的物理载体，是实现智能电网的基础，也是实现自愈控制的基础。但是，与国外先进国家相比，我国配电网整体供电能力和可靠性水平偏低，管理手段相对落后；配电自动化系统覆盖范围小，远远低于先进国家水平；因为技术不成熟、网架结构调整频繁、运行维护力量不足等原因，配电自动化实用化水平较低，部分装置处于闲置状态；部分地区城市配电变压器经济运行水平不高，配网节能降耗技术应用不足。 鉴于这样的原因，我国智能配电网应该以可靠性建设为核心，以配电网高效运行为目标，同时提高负荷管理水平和用户参与水平。而且，未来将有大量的分布式清洁能源发电及其他形式发电接人电网，要求配电网具备灵活重构、潮流优化、清洁能源接纳能力。同时，随着用户侧、配网侧分布式电源增多，特别是随着屋顶太阳能发电、电动汽车大量使用，电网中电力流和信息流的双向互动会逐步增多，对电网运行和管理将产生重大影响。因此，在实体配电网的建设过程中，必须进行前瞻性的探索、规划和构建，以长远的眼光来研究我国配电网的发展，大力推进先进技术创新，积极采用成熟先进技术，使实体电网在架构、技术、装备等方面，都能满足未来智能电网的需求。 3、支撑层 支撑层主要表现在两个方面，数据、通信。覆盖整个电网的信息交互是实现电力传输和使用高效性、可靠性和安全性的基础。而且，自愈控制需要采集大量设备（包括一次、二次设备）的状态数据和表计计量数据，对于这种数量大、采集点多而且分散的情况，就需要在开放的通信架构、统一的技术标准、完备的安全防护措施下建认高速、双向、实时、集成的通信系统。高速、双向、实时、集成的通信系统是实现智能配电网的基础，也是迈向配电网自我预防、自我恢复的关键步骤。这样的通信系统建成后，电网通过连续不断地自我监测和校正，应用先进的信息技术，实现其自愈能力，提高对电网的驾驭能力和优质服务的水平，它还可以监测各种扰动，进行补偿，重新分配潮流，避免事故的扩大。 4、应用层 自愈电网各项功能的实现，有赖于在完善电网、电力设备以及数据通信的基础上，应用监测、评估、预警或者分析、决策、控制、恢复等技术，实现电网的自我预防，自我恢复。各功能模块的关系如图一所示。具有自愈能力的智能配电网将电网运行状态分为正常状态、预警状态、临界状态、紧急状态和恢复状态。 图一智能配电网自愈控制应用层各模块关系 4.1监测 智能配电网是一个复杂的系统，按照现代控制理论的观点，要对一个系统实施有效控制，必须首先能够观测这个系统四。智能配电网自愈控制重点在于提高电网所有元件的可观测性和可控制性，增强对电力设备参数、电网运行状态以及分布式能源的监测作用，这就对传感与量测技术提出了更高的要求。 4.2评估 传统配电网评估方法多是从配电网供电能力和网架结构方面进行评估，由于智能配电网的复杂性，其评估需在传统配电网评估的基础上，电网安全评估、设备状态评估、电网脆弱性评估、电网风险评估以及上网电价适应性评估，以尽可能的反映电网的实际情况，为电网预警或者分析以及自愈决策提供参考。 4.3预警（分析） 智能配电网规模庞大，运行机理复杂，但是电网运行实践表明，除少数突发故障以外，大多数故障发生是有一个渐进过程的，如果早期发现，及时采取恰当的措施是完全可以防止的。为了及时发现电网安全隐患，提高电网自愈能力，根据电网运行信息、环境变化信息，
配电网自愈控制研究与设计 苏标龙1，杜红卫1，韩韬1，时金媛1，王明磊1，陈国亮1，陈楷2，刘健3（1.国电南瑞科技股份有限公司，江苏南京210061；2.南京供电公司,江苏省南京市210019; 3.陕西电力科学研究院,陕西省西安市710054） 摘要：本文根据配电网结构和运行特点，建立配电网风险评估模型，分别从控制逻辑、 控制结构和控制环节等方面入手，探讨配电网自愈控制的基本智能化框架，明确该框架 各层面各环节的内部逻辑和协调关系。本文探讨配电网在正常、紧急、故障、恢复等状 态下的相关理论与应对控制手段。以连续在线评估优化为手段，以实现配电网的快速故 障恢复、优化配电运行为目标。文中针对非健全信息条件下配电网容错故障定位，配电 网大面积断电快速恢复技术以及批量负荷转移做出深入的研究。提出了配电网故障信息 融合方法在配电网容错故障定位中的使用，研究考虑开关拒动情况的自适应故障自愈情 况；提出配电网大面积断电快速恢复方法，明确自愈控制的风险并给出防范措施，为配 电网的自愈功能提供方法和技术支持。 依据本文提出的配电网风险评估模型及容错控制原理，在OPEN-3200配电自动化管理系 统进行了仿真验证，结果表明，建模方法正确、控制原理可行。 关键词：配电网，风险评估，自愈控制，智能电网 Distribution Network Self-healing Control Research and Design KEY WORDS：Distribution network ，Risk Assessment ，Self-healing control ，Smart Grid 0 引言 智能电网是为实现电力系统安全稳定、优质可靠、经济环保要求而提出的未来电网的发展方向。建设智能配电网是实现智能电网中必不可少的环节，其主要特征是融合、分布、互动和自愈。 配电网自愈是指对配电网的运行状态进行分层控制，使配电网具备自我预防、自动恢复的能力，有效的应对极端灾害和大电网紧急事故，提高配电网供电可靠性。 目前，国内外学者都对电网自愈展开了深入的研究，并根据自己的研究领域对自愈的内涵给出了不同的定义，包括从高电压等级电网自愈[1]、城市电网自愈[2]等角度来描述。 1 配电网自愈控制的基本概念 1.1 配电网自愈控制 自愈是指自我预防和自我恢复的能力。自愈控制的目的为：1、及时发现、诊断和消除潜在隐患，阻止系统的恶化；2、发生故障情况下快速切除故障，维持系统持续运行，避免扩大损失；3、通过优化分析，提高配电网运行安全裕度，降低损耗。 配电网自愈控制涵盖常态监视、事前评估预警、事中诊断决策、事后恢复优化4个连续性过
配电网发生单相接地故障解决方法 发表时间：2017-07-04T16:01:00.710Z 来源：《电力设备》2017年第7期作者：王海燕 [导读] 由于树障、配电线路上绝缘子单相击穿、单相断线以及小动物危害等诸多因素引起的。单相接地不仅影响了用户的正常供电，而且可能产生过电压，烧坏设备，甚至引起相间短路而扩大事故。 （云南电网公司楚雄鹿城区供电局云南省楚雄市 675000） 单相接地是10kV通常是指小电流接地系统单相接地，单相接地故障是配电系统最常见的故障，多发生在潮湿、多雨天气。由于树障、配电线路上绝缘子单相击穿、单相断线以及小动物危害等诸多因素引起的。单相接地不仅影响了用户的正常供电，而且可能产生过电压，烧坏设备，甚至引起相间短路而扩大事故。熟悉接地故障的处理方法对值班人员十分重要。 随着优质服务要求的不断提高，减少停电时间，提高供电可靠性显得愈加重要。变电站发生单相接地故障时，《调规》中允许继续运行不超过120分钟，但这对于用户的用电质量有很大影响，甚至拉路时会扩大停电范围，不满足优质服务的需要 一、分析接地故障处理情况 （1）公司整合近三年来接地故障排除和处理记录，统计发生接地故障的原因，主要有：线路单相故障、瓷瓶炸裂、引线烧断、断线故障、绝缘损坏、保险遭雷击等。 （2）分析总结接地故障处理情况，主要流程如下： 通过对上表统计得出结论，在本次故障中查找故障点所用时最长，这也是配网线路接地故障处理时间长的主要原因。 综上，影响配电网接地线路查找时间的原因，主要为以下四点： （1）不能缩小故障查找范围； （2）未实现配网自动化； （3）未与用户建立良好的沟通机制； （4）接地选线信号可靠性差。 二、针对措施，变电站安装KC-XDL综合判据小电流接地选线装置 （1）分析以往母线接地故障的原因，往往是因为断线故障，或是引线烧断、瓷瓶炸裂、绝缘损坏等。因此可以在EMS系统中，通过查看接地时负荷的变化情况来分析判断； （2）若是接地线路绝缘损坏，故障处会产生放电，此时反映到负荷曲线上就是该线路负荷突然增高，如图5所示，与正常运行时负荷相比，接地时负荷突然升高；
智能配电网建设中的继电保护问题贺强胜 发表时间：2019-01-08T16:54:44.747Z 来源：《电力设备》2018年第24期作者：贺强胜[导读] 摘要：智能配电网保护可以有效的减少故障影响，是我们现阶段提高供电质量的最根本措施。 (国网内蒙古东部电力有限公司科尔沁区供电分公司内蒙古通辽 028000) 摘要：智能配电网保护可以有效的减少故障影响，是我们现阶段提高供电质量的最根本措施。在制定保护方案时，电力工作人员一定要在保证配电网安全的同时，采取最有效的保护措施，最终达到以小投资获得大收益的目的。 关键词：智能配电网；继电保护问题；研究引言 随着低碳环保、节能减排、实现可持续发政策的不断深入，我国电网建设逐渐走上智能化、现代化、节能环保的道路，其中配电网的智能化是推动我国电网朝着科技化发展的重要力量。在智能配电网建设中，继电保护是保障其运行可靠性和稳定性的重要工作。所以，应当分析智能配电网建设中继电保护的现存问题，并针对问题采取相应的措施，完善继电保护工作，进而保障智能配电网建设的质量和发展。 1 智能配电网继电保护的特征和存在的问题 1.1 智能配电网保护的特征 （1）配电保护原理与配置较为简单。相对于输电网故障对电力元件的损坏而言，配电网故障的损坏程度较小，一般不会产生电力系统的稳定问题。配电网的保护不过于强调超高速的动作，它的供电方式一般为辐射性供电方式，最大的优点是不用判断故障方向，也不用考虑线路对测电源的故障电流影响。所以，配电保护对技术的要求相对较低，保护原理和配置都较为简单。 （2）配电保护的配置和动作结果直接影响供电质量。配电网直接面对每一位用户，一般为单电源供电，它产生的故障会直接造成用户停电，故障期间发生的电压骤降也是会威胁到设备的正常运转工作，因此配电保护的配置及运动结果对供电质量有着密切且直接的影响。 （3）采用大量的熔断器和重合器。配电网有着故障电流较小的特点，针对这一特点为了减少投资和占地面积，减少维护管理的工作量，会采用大量的熔断器与重合器作为简易的保护装置。熔断器有着反时限的保护特性，重合器与之基本相同，它们的反时限特性可以很好的与电力元件的发热特性相互匹配。 1.2 智能配电网保护存在的问题 （1）对“如何减少因故障造成的用户损失”方面缺少充分考虑。长久以来，我们在制定配电网保护方案时看重强调的都是“如何保证配电网的安全”，“如何简化配电网的保护装置”，但是对“如何减少因故障造成的用户损失”方面却没有进行深入的研究。例如：我们通常只在变电站出线断路器处配备保护，却忽略了支线或者用户侧的保护措施，即使我们在支线或者用户侧安装了熔断器等保护装置，但是如果没有认真考虑保护装置与变电站出现保护之间的相互配合，也是会造成支线上或者用户侧产生故障，最终导致停电。 （2）配电网保护对小电流接地故障选线和高阻故障保护都没有很好的解决方案。小电流接地故障选线是配电网保护中的一个典型问题，长时间以来都没有得到一个成熟且可靠地选线技术，这一问题就导致供电企业只能逐一拉线路来选择出故障线路。另外，由于配电网的故障电流小并且不稳定也造成了高阻故障，它的保护在近年来也变成了一个难题。虽然随着电力技术的发展，对于小电流接地故障选线和高阻故障保护的技术有所突破，但现实生活中的实际应用还是有所限制的。 （3）继电保护与配电网自动化不能高度配合。目前配电网自动化作为一种供电举措的应用越来越多，这也就意味着我们要根据供电可靠性的要求，全面综合的考虑继电保护与配电网自动化的总体配合，制定出最佳部署方案。可是在一些配电网自动化的项目实施中，却忽略了与继电保护的配合。比如，有时工作人员在保护配置和整定不够合理的状况下建设自动化系统，虽然投入了大量的财力，却没有得到相对应的稳定效果，产生“脱节”现象。 （4）不能适应大量的DER接入。以往传统的配电网络是一个向负荷单方向分配电力的无源网络，它的保护配置忽略了网络中会有DER 接入。现阶段为了保证现有的保护正确动作，DER并网技术对接入的DER容量有着严格限制，这就对DER的作用有所限制，也是我们现今需要解决的问题之一。 2智能配电网建设中继电保护问题的对应措施 2.1借助智能配电网的信息化，提升继电保护性能 继电保护的性能在很大程度上取决于互感器的传输性能，因此，保障互感器的运行可靠性，提升互感器的传输性能，对于保障继电保护工作的质量有着重要意义。随着配电网的智能化，继电保护工作已经完全不同于以往，在信息技术下，继电保护工作可以更加大胆，不用担心互感器过饱和、二次回路短路等问题。不仅如此，配电网的智能化还可以实时、精准地监测配电网电能的传输量，为继电保护的提供重要参数。 2.2积极应用新技术和新思想，保障高继电保护质量 在智能配电网建设过程中，积极应用风能、太阳能等新技术对于提高继电保护质量也有着重要意义。在智能配电网下，各项新技术的能够被灵活应用，配电网的智能化改变了以往线路出现故障会停止运行的弊端，且为各项新技术的应用提供了重要基础。 除了新技术的应用，新思想的应用也必不可少。例如目前在继电保护中应用越来越广泛的自适应保护思想，这种思想在以往的配电网中，只能分析和调控线路的运行情况，作用单调且适应范围小、灵活度不够高。由于传统配电网没有智能化，整个配电网的信息和状态得不到实时的精准监测，获取到的信息存在延迟且精准度不够高，不能为继电保护的自适应思想提供重要的参考依据。而智能配电网下，借助其信息化、数字化的优势，自适应保护能够充分发挥其作用和价值。通过信息化技术，整个配电网的信息和状态都可以被精准、实时监控，为继电保护自适应思想优势的充分展现提供了重要的数据基础，从而实现通过网络对线路的运行状况进行分析和调控，保障高继电保护质量。 2.3加强组织制度的建设，提高管理的可靠性 有了严格科学的组织管理，才能保证后续工作的进行。因此对于配电网的保护管理方面，我们要做的第一步就是加强组织制度的建设，科学采集、分析、运用数据，及时反馈，做到实事求是，以便于有效提高日后管理工作的可靠性。 2.4定期对配电网线路进行检测与维修
智能配电网故障自愈技术分析 ：我国社会经济的不断发展，人们生活水平的提升以及工农业生产的不断进步，在很大程度上增加了能源的需求量。现阶段，发展智能电网，是适应当前社会对于全球能源、气候以及可持续发展等各方面要求而提出的一项重要解决方案，在未来电网发展期间有着相当重要的作用。在智能电网中，智能配电网是其重要的组成部分，故障自愈技术的有效应用能够使配电网故障自我预防与修复的能力得以切实提升。在本文中，首先对智能配电网故障自愈技术的类型进行了简要概述，并在此基础上，对其自愈技术流程以及具体应用进行了研究与探讨，仅供同行借鉴与参考。 标签：：智能配电网;故障自愈技术;应用 1.引言 我国经济发展水平的不断提升，在很大程度上促进了配电网建设规模的扩大。对于配电网而言，其是直接面向用户供电的。在实际运行期间，倘若配电网存在问题，将能够影响到整体供电的质量，并对用电用户的切身体验产生直接性影响。对此，人们在配电网质量方面提出了更高的要求。在此背景之下，应用故障自愈技术，能够实现配电网基于故障的自我预防与修复，最大限度评估智能配电实际运行期间产生的实时数据，自我检测与隔离相关的故障问题，从而实现供电的快速性，提升供电稳定性。 2.智能配电网自愈技术的类型 2.1紧急控制 在配电网中，当有紧急故障发生之后，为了能够使供电的持续性得以保证，因此，采取了一系列的措施，譬如，隔离故障设备、对负荷进行切断、确定电源、主动解列等来使系统能够恢复常态，使系统的可靠、稳定运行得以确保。 2.2恢复控制 在系统有故障发生的时候，为了能够使配电网运行正常性得以保证，应该对故障设备进行准确隔离，采取有效措施恢复电网系统，同时，为了保证供电快速性，应该对供电的最佳路径进行选取。在网络中，并入电网系统中的孤岛运行区域，实现供电的快速性，使电网运行稳定性得以保证。 2.3孤岛控制 在供电系统中，倘若无法实现工作的马上恢复，则需要从系统中将一个或者是多个孤岛进行解列，使其能够独立运行，切实控制好孤岛，使电压及功率能够在正常的范围内，在孤岛重新并网前实现供电正常性，使整个系统的运行正常性