智能配电网广域测控系统及其保护控制应用技术

李勇++张国武++陈益++徐宇

摘 要

现阶段，伴随着大量分布式电源的接入以及对供电运行效率和质量要求的不断提高，配电网保护控制工作也迎来了一全新的挑战。基于新形势，传统的控制与保护技术逐渐暴露出了愈来愈多的缺陷及不足，基于此，也就迫切需要实现配电网测控系统及其保护控制技术的有效革新，从而更好的满足时代发展需求，推动我国配电事业的良好发展。本文主要提出了一套广域测控系统，并对其相关技术进行了简要的分析，以希望能够对后期的相关工作有所指导。

【关键词】分布式电源 供电效率 配电 测控系统 保护控制

1 广域测控系统的支撑平台技术

1.1 智能终端技术

该技术主要由应用软件、STU由硬件以及支撑软件三大部分组成，其主要功能如下所述：

（1）完成对监控站点运行数据的采集和处理，并实现同主站以及STU数据的交换；

（2）通过运行DI控制应用软件以及就地控制软件，实现系统保护控制功能的有效集成；

（3）在STU硬件设计过程中所应用到的高性能的RISC微处理器以及数字信号处理器和大规模现场可编程逻辑阵列等，都具有着一种强大的数据存储与处理功能。

1.2 主站技术

在主站设计过程中主要采用了一种软总线，并对相关应用进行了模块化处理，由此有效的保证了系统的可扩展性和一致性要求，同时还实现了同其他系统接口的方便连接，彻底打破了信息孤岛限制，实现了一种良好的信息无缝化集成。

1.3 DI控制技术

DI 控制技术就是一种能够有效解决STU自适应、自组织、可拓展技术以及不同技术之间的有效合作、协调的技术。在其应用过程中主要通过具体以下2种形式来实现DI的控制；

1.3.1 协同控制

当地的一些实地测量数据和其他相关STU所传递的测量和控制数据，均由STU来完成处理，并进行决策，从而实现了对当地设备的良好控制。

1.3.2 区域代理控制

该形式同常规的配电子站控制形式相似，通过选取一个适当的STU作为代理，来完成各控制关联点测量数据的实时获取，进而更好的进行控制决策，并将具体的控制命令发送至相关的STU。两种不同的实现形式，有着各自的优缺点，协同控制模式适用于一些控制速度要求高以及涉及站点较少的场合，而趋于代理控制则主要应用于一些控制较为复杂和涉及站点较多的场合。

2 基于对等通信网络的广域测控系统（WAMCS）的保护控制技术

2.1 DG并网控制技术

2.1.1 孤岛保护技术

传统控制模式下，单纯的利用DG并网点电压与频率的测量信息的孤岛保护法，对于在灵敏度与可靠性两者之间的保护很难取得平衡，总是存在一种突出的保护拒动或误动的情况，而基于WAMCS的DI控制法的实施，则有效的缓解了这一问题。

2.1.2 电压无功控制

由于DG并网的运行会对馈线电压分布带来重要的影响，因而为更好的保证电压质量，对并网DG的容量，现行的并网导则提出了一明确的限制，同时还责令其不允许参与电压的调整工作。而在WAMCS中，通过利用DG并网点以及DI控制综合处理母线等相关站点的电压及电流信息，实现对无功补偿电容装置的协调控制，而且能够在保证电压质量满足要求的情况下，促使DG作用得以高效的发挥，从而实现了无功功率的最优化分布，同时也有效地降低损耗。

2.2 广域保护技术

2.2.1 闭锁广域电流保护

一般情况下，传统模式下的配电网电流保护，都是通过时间的配合来实现动作的选择性，当系统保护级数过多时，就会出现最后一级保护动作时间的过长，进而导致出现一种持续存在的短路电流或致使电压骤降，对于电网设备的安全运行产生重要的影响。而利用WAMCS的DI控制技术，则有效的解决了系统中上下级之间的保护配合问题，并实现了保护动作速度的显著提升。

2.2.2 闭环环网广域电流差动保护

对于一些供电质量要求较为敏感的场合，可采取一种闭环运行形式的电缆环网供电；此方法的实施，在线路出现故障时，促使系统能够快速将故障线路进行切除，但不会导致用户供电的中断，实现了一种良好的故障自愈。闭环环网广域电流差动保护可通过采用传统形式的光纤或导引线电流差动保护，但前提是需要对每一区段进行一专用保护通道的建设，由此也就存在了高成本和维护管理工作量大等诸多问题。而基于DI控制的广域电流差动保护法的有效实施，则圆满的解决了上述问题。

2.3 小电流接地故障自愈控制技术

在中性点通过采取有效地接地方式，能够有效的缓解由于故障所引发的停电问题。小电流接地故障自愈控制技术主要涵盖了基础的接地故障暂态分析、接地故障的定位、选线和电子设备控制技术以及实现故障无缝自愈的绝缘在线监测与接地电流自动跟踪补偿等多项技术，该技术的应用，促使自适应保护以及过电压抑制技术等所受到的接地故障影响得到了明显的降低。

3 结语

现阶段，对于配电网广域测控系统及其保护控制应用技术的研究，还只是处在一种初级发展阶段，在后期相信随着研究力度的不断加大以及科学技术水平的不断提高，在这方面的研究也必定会形成一套完善的技术体系，进而为智能配电网建设工作的高校实施提供一套坚实的技术支撑。

参考文献

[1]马其燕.智能配电网运行方式优化和自愈控制研究[D].华北电力大学（北京），2010.

[2]张宏波.基于ADSP-BF518的配电网测控装置平台设计[D].华北电力大学，2012.