智能配电网自愈控制技术及其实现方法

施耐德电气智能电网方案与战略经理李中有关于智能配电网自愈控制技术及其实现方法有以下看法

一、智能配电网自愈关键技术

自愈功能的实现，涉及多项技术的综合应用。首先一次网架的设计应该更加灵活、合理，并应用快速断路器、故障电流限制器等新设备;在二次系统中，应用广域保护、自适应保护就地快速故障隔离，以及实时在线检测故障并快速自愈操作。同时集先进的通信、遥感、仿真分析等技术都是自愈技术的基础要素。在此基础上，有关键技术如下：

1、馈线自动化技术

目前的馈线自动化技术依赖主站远方遥控来实现，故障隔离与自动恢复供电的时间在30S-60S之间;

智能配电网采用广域IP通信技术，馈线终端之间能够实时交换故障检测数据与控制命令，可将自愈的速度提高至“几秒级”

2、配网闭环运行故障隔离技术

配电网闭环运行且分段开关采用断路器，并配备差动保护，则可在线路出现故障时快速(200ms之内)切除故障，而使非故障线路的供电基本不受影响。

3、配网广域测控技术

支持同步相量测量、设备在线监测、记录故障与电能质量扰动数据，提供配网运行数据采集、数据传输、分析与管理服务、与用户端的AMI一起，构成智能配电网的信息交换与集成的基础设施。

4、微网技术

微网是指接有分布电源的配电子系统，按预先设计好的供电孤岛，可在主网脱离后孤立正常运行。

5、柔性配电技术

这是柔性交流输电技术在配电网的延伸。其设备包括静止无功发生器、静止同步补偿器、有源电力滤波器、动态不停电电源、动态电压恢复器、固态断路器、固态负荷转移开关等。

应用SSCB、SSTS可以提高故障切除与负荷转移切换速度，提高自愈速度;而利用UPS与DVR可以补偿配电网故障切除、隔离期间短时供电中断与电压骤降，实现无缝自愈，保证重要敏感负荷供电不受影响。此外，作为配电网自愈能力的一部分，应用SVC、STATECOM、APF可以消除谐波、电压波动的影响，改善电能质量。

二、智能配电网自愈能力的评价

1、科学、量化地评价配电网的自愈能力，是智能配电网自愈功能研究的重要内容，目前国内外还没有这方面的标准。

2、研究建立一套评价智能配电网自愈能力的指标体系，是十分必要的，该指标体系也将是智能配电网运行管理指标的重要内容。

3、配电网的自愈能力，可从自愈速度与自愈率两方面来评价。

自愈速度指标

根据电质量波动对用电对象的影响严重程度，将电力负荷分为如下三类：

(1)普通负荷，即基本不受供电质量波动的影响或者所造成的损失较小的电力负荷。如一般照明设备、电加热等。

(2)敏感负荷，指几个周波的供电质量波动对其造成影响和危害的电力负荷，如可编程控制器、变频调速装置等。

(3)严格负荷，指对供电能质量要求非常严格，出现一周波以上的波动即会对其造成影响和危害的负荷，如集成电路芯片制造流水线、银行与证券中心的计算机系统等。

可见，自愈速度的快慢直接关系到对用户的影响，综合考虑对用户的影响及其所需要的缓解控制技术，可将自愈速度分为四级：

(1)一级自愈速度，也称为毫秒级自愈，指供电质量波动时间在一周波(50HZ电网是20毫秒)以内的自愈恢复，其作用是让用户没有“感觉”，因此可称为“无缝自愈”。

(2)二级自愈速度，也称为周波级自愈，指供电质量波动时间在一周波以上、几十毫秒以内的自愈恢复，对普通负荷和一般敏感负荷基本无影响。

(3)三级自愈速度，也称为秒级自愈，指供电质量波动时间在几秒钟内的自愈恢复，对敏感负荷有一定的影响，但对普通负荷无影响。

(4)四级自愈速度，也称为分钟级自愈，指供电质量波动时间在3分钟内即自愈恢复，虽用户都“感觉”到停电，但短时间恢复，会影响敏感负荷的正常运行，但对普通负荷基本无影响。

对于停电时间超过3分钟的，则为不自愈。

自愈速度也是一个技术经济指标，自愈速度越快，就意味着电网装备投入越大，因此针对具体的配电网，要从满足用户负荷要求实际出发，选择适中的自愈速度。

自愈速度指标也作为评价智能配电网某一馈线或者某一小区配电网络的自愈能力指标。

供电自愈率指标

用于描述一个区域至一个城市的配电网对事故隐患与供电故障的自愈恢复能力。

在实际工程中，难以对故障隐患进行准确的监测与统计，因此，将供电自愈率指标限定为描述故障自愈恢复能力的指标。

与供电可靠性关系

供电可靠性是指对用户连续供电的可靠程度，其指标是对用户停电时间和次数的统计，直接体现了配电网对用户连续供电的能力。

我国能源部的【1991】63号文《供电系统用户供电可靠性统计办法》中明确规定，“对供电系统停电时间不超过3分钟的各类操作(如调电操作、开关跳闸后试送成功等)不应视为对用户停电”。后来颁布的DL/T836-2003号文《供电系统用户供电可靠性评价规程》虽然删去了这条款，但在实际操作中，还是不把短时停电纳入可靠性统计中。

英国等国家也是将3分钟以内的停电不纳入统计。

三、配网自愈技术研究建议

在我国，电力用户遭受停电的时间有95%以上是配电网造成的(扣除发电不足的原因);造成电能质量问题的主要因素也在配电网。

智能配电网代表着未来配电网的发展方向，其自愈功能在于减少停电、提高供电质量、提供优质电力从而带来显著的社会经济效益。因此，结合我国实际开展智能配电网自愈能力的技术研究和应用，具有十分重要的作用和意义!