智能配電網自愈控制技術及其實現(xiàn)方法

施耐德電氣智能電網方案與戰(zhàn)略經理李中有關于智能配電網自愈控制技術及其實現(xiàn)方法有以下看法

一、智能配電網自愈關鍵技術

自愈功能的實現(xiàn)，涉及多項技術的綜合應用。首先一次網架的設計應該更加靈活、合理，并應用快速斷路器、故障電流限制器等新設備;在二次系統(tǒng)中，應用廣域保護、自適應保護就地快速故障隔離，以及實時在線檢測故障并快速自愈操作。同時集先進的通信、遙感、仿真分析等技術都是自愈技術的基礎要素。在此基礎上，有關鍵技術如下：

1、饋線自動化技術

目前的饋線自動化技術依賴主站遠方遙控來實現(xiàn)，故障隔離與自動恢復供電的時間在30S-60S之間;

智能配電網采用廣域IP通信技術，饋線終端之間能夠實時交換故障檢測數(shù)據(jù)與控制命令，可將自愈的速度提高至“幾秒級”

2、配網閉環(huán)運行故障隔離技術

配電網閉環(huán)運行且分段開關采用斷路器，并配備差動保護，則可在線路出現(xiàn)故障時快速(200ms之內)切除故障，而使非故障線路的供電基本不受影響。

3、配網廣域測控技術

支持同步相量測量、設備在線監(jiān)測、記錄故障與電能質量擾動數(shù)據(jù)，提供配網運行數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸、分析與管理服務、與用戶端的AMI一起，構成智能配電網的信息交換與集成的基礎設施。

4、微網技術

微網是指接有分布電源的配電子系統(tǒng)，按預先設計好的供電孤島，可在主網脫離后孤立正常運行。

5、柔性配電技術

這是柔性交流輸電技術在配電網的延伸。其設備包括靜止無功發(fā)生器、靜止同步補償器、有源電力濾波器、動態(tài)不停電電源、動態(tài)電壓恢復器、固態(tài)斷路器、固態(tài)負荷轉移開關等。

應用SSCB、SSTS可以提高故障切除與負荷轉移切換速度，提高自愈速度;而利用UPS與DVR可以補償配電網故障切除、隔離期間短時供電中斷與電壓驟降，實現(xiàn)無縫自愈，保證重要敏感負荷供電不受影響。此外，作為配電網自愈能力的一部分，應用SVC、STATECOM、APF可以消除諧波、電壓波動的影響，改善電能質量。

二、智能配電網自愈能力的評價

1、科學、量化地評價配電網的自愈能力，是智能配電網自愈功能研究的重要內容，目前國內外還沒有這方面的標準。

2、研究建立一套評價智能配電網自愈能力的指標體系，是十分必要的，該指標體系也將是智能配電網運行管理指標的重要內容。

3、配電網的自愈能力，可從自愈速度與自愈率兩方面來評價。

自愈速度指標

根據(jù)電質量波動對用電對象的影響嚴重程度，將電力負荷分為如下三類：

(1)普通負荷，即基本不受供電質量波動的影響或者所造成的損失較小的電力負荷。如一般照明設備、電加熱等。

(2)敏感負荷，指幾個周波的供電質量波動對其造成影響和危害的電力負荷，如可編程控制器、變頻調速裝置等。

(3)嚴格負荷，指對供電能質量要求非常嚴格，出現(xiàn)一周波以上的波動即會對其造成影響和危害的負荷，如集成電路芯片制造流水線、銀行與證券中心的計算機系統(tǒng)等。

可見，自愈速度的快慢直接關系到對用戶的影響，綜合考慮對用戶的影響及其所需要的緩解控制技術，可將自愈速度分為四級：

(1)一級自愈速度，也稱為毫秒級自愈，指供電質量波動時間在一周波(50HZ電網是20毫秒)以內的自愈恢復，其作用是讓用戶沒有“感覺”，因此可稱為“無縫自愈”。

(2)二級自愈速度，也稱為周波級自愈，指供電質量波動時間在一周波以上、幾十毫秒以內的自愈恢復，對普通負荷和一般敏感負荷基本無影響。

(3)三級自愈速度，也稱為秒級自愈，指供電質量波動時間在幾秒鐘內的自愈恢復，對敏感負荷有一定的影響，但對普通負荷無影響。

(4)四級自愈速度，也稱為分鐘級自愈，指供電質量波動時間在3分鐘內即自愈恢復，雖用戶都“感覺”到停電，但短時間恢復，會影響敏感負荷的正常運行，但對普通負荷基本無影響。

對于停電時間超過3分鐘的，則為不自愈。

自愈速度也是一個技術經濟指標，自愈速度越快，就意味著電網裝備投入越大，因此針對具體的配電網，要從滿足用戶負荷要求實際出發(fā)，選擇適中的自愈速度。

自愈速度指標也作為評價智能配電網某一饋線或者某一小區(qū)配電網絡的自愈能力指標。

供電自愈率指標

用于描述一個區(qū)域至一個城市的配電網對事故隱患與供電故障的自愈恢復能力。

在實際工程中，難以對故障隱患進行準確的監(jiān)測與統(tǒng)計，因此，將供電自愈率指標限定為描述故障自愈恢復能力的指標。

與供電可靠性關系

供電可靠性是指對用戶連續(xù)供電的可靠程度，其指標是對用戶停電時間和次數(shù)的統(tǒng)計，直接體現(xiàn)了配電網對用戶連續(xù)供電的能力。

我國能源部的【1991】63號文《供電系統(tǒng)用戶供電可靠性統(tǒng)計辦法》中明確規(guī)定，“對供電系統(tǒng)停電時間不超過3分鐘的各類操作(如調電操作、開關跳閘后試送成功等)不應視為對用戶停電”。后來頒布的DL/T836-2003號文《供電系統(tǒng)用戶供電可靠性評價規(guī)程》雖然刪去了這條款，但在實際操作中，還是不把短時停電納入可靠性統(tǒng)計中。

英國等國家也是將3分鐘以內的停電不納入統(tǒng)計。

三、配網自愈技術研究建議

在我國，電力用戶遭受停電的時間有95%以上是配電網造成的(扣除發(fā)電不足的原因);造成電能質量問題的主要因素也在配電網。

智能配電網代表著未來配電網的發(fā)展方向，其自愈功能在于減少停電、提高供電質量、提供優(yōu)質電力從而帶來顯著的社會經濟效益。因此，結合我國實際開展智能配電網自愈能力的技術研究和應用，具有十分重要的作用和意義!