浅谈复杂配电网条件下的FA策略

肖智敏

【摘 要】馈线自动化（FA）是指通过安装在线路开关上的馈线终端单元（FTU）监测线路的运行状态，当馈线上发生永久性故障时，通过开关设备的顺序动作实现故障区域隔离。当配电网发生故障时，能够迅速确定故障区段并将其隔离，并恢复非故障区的供电，从而减少停电面积。因此，实施FA功能将可以减少停电时间、缩小停电面积，提高配电网的供电可靠性。本文重点对结合分层数思想的复杂配电网负荷转供算法和全自动FA的安全策略进行了深入研究，实现复杂配电网中待转供负荷的极限转供和多电源点之间的均衡转供。

【关键词】复杂配电网 馈线自动化 安全策略

1 馈线自动化（FA）概述

馈线自动化（FA）是指通过安装在线路开关上的馈线终端单元（FTU）监测各线路的运行状态，当馈线上发生永久性故障时，通过开关设备的顺序动作可实现故障区域隔离，主要功能包括正常状态下的数据采集、运行监视，故障情况下的故障定位与故障隔离，网络重构和恢复供电方案制定等。

2 复杂配电网条件下的FA技术

随着城市配电网的一次网架结构日趋复杂，环网中的电源点个数增多，当此类复杂环网上发生馈线故障且存在大容量负荷需要转供时，需要由多个电源点分担负荷，而传统FA的算法研究主要集中于故障定位与隔离方面，在负荷均衡转供、极限转供方面的研究比较薄弱，无法满足城市复杂配电网的负荷转供需求。

本文对复杂配电网负荷转供算法进行了深入研究，在传统的启发式搜索算法的基础上，引入了分层树的思想，对配电馈线上待转供的负荷区段按照其拓扑关系进行层次划分和优先级排序，充分挖掘各供电电源点的转供潜力，实现复杂配电网中待转供负荷的极限转供和多电源点之间的均衡转供。

2.1 分层树思想

我国配电网基本都是闭环设计、开环运行的结构，拓扑结构上可以看成是以电源点为根节点的树状结构，这些树通过树枝尖端的联络开关相连构成了配电网的复杂结构。所以配电网正常运行时，可以分解成多个以电源点为根节点的分层供电树。

取某一供电树分析，以电源端为根节点，正常运行时供电半径最长的馈线为树干，其余馈线为树枝，树枝端点与其他供电树相连且处于断开状态的为联络开关。然后利用深度优先搜索方法对供电树树干进行分层，按每个开关到根节点的电气距离远近进行层号排序，并计算每层所带的负荷。通过上述计算，将每条配电馈线分解成一个个分层供电树。

2.2 结合分层树思想的负荷转供算法

在引入分层树思想后，FA在负荷转供计算时，可以按照每一层的层号和所带负荷大小，进行恢复优先级排序，并在转供负荷时遵循逐层恢复的策略，使每个电源点都可以选择距离较近的负荷进行优先恢复。对于同层负荷的恢复顺序，可以按照系统的设置，选择从大到小进行恢复还是从小到大进行恢复。

3 全自动FA的安全策略

3.1 全自动FA与半自动FA

配电网馈线故障发生后，配电自动化主站系统FA分析软件会对故障进行实时分析，定位出故障点，给出故障隔离恢复方案，由于配电网运行环境复杂，主站系统用于分析的数据可能出现漏报、误报等情况，因此，配电自动化系统在执行FA方案时，大都采用由调度人员审核FA方案，确认无误后再手动执行的半自动方式，这种方式虽然保证了FA方案的正确性，但因为人工干预，降低了FA方案执行的效率，延长了故障停电时间。

为了尽快完成馈线故障的处理，缩短故障停电时间，需要考虑以全自动的方式执行FA方案的可行性，即：FA方案分析完毕后，无需等待人工审核，由系统自动下发执行命令，第一时间完成故障点的隔离和非故障区域的恢复供电，然后再将执行结果告知调度人员，由调度人员进行后续处理。

3.2 安全保障策略

将FA方案的执行方式从半自动改为全自动，从配电自动化主站系统软件技术上来说很好实现，但要保证FA方案的正确无误，确保FA方案自动执行时不会影响配电网的安全稳定運行，就必须考虑FA方案全自动执行时的安全保障策略。这些策略包括：

3.2.1 配电网模型参数分层配置策略

此类策略为配电网模型中的馈线、开关设备分别增加了FA方式、FA投退状态和FA执行方式等参数，只有所属馈线及自身的FA方式设置为主站参与型、FA投退状态设置为FA投入的开关设备，才参与FA分析。举例说明：当某条馈线上发生故障时，系统首先判断该馈线的FA方式是否为主站参与型，FA投退状态是否为FA投入，只有这两个条件均满足，系统才对该馈线进行故障分析；在分析过程中，当故障分析方案需要对该馈线上的开关进行控分或控合操作时，系统需对该开关再次进行参数配置情况的审核，只有此开关也满足上述两个条件时，系统才会将该开关的操作步骤放入FA方案，否则将跳过该开关，沿着馈线的拓扑路径继续扫描其他满足条件的开关，直到整个FA方案分析完毕。

在FA方案自动执行时，系统需提前扫描FA方案中的全部待操作设备，只有这些设备的FA执行方式全部设置为自动执行，系统才自动执行该方案，否则，该方案将转为半自动执行方式，提交给调度人员进行审核并手工执行。

3.2.2 FA方案分析预置策略

在进行FA方案分析时，可以采取不同的优化策略，如：负荷转供的冗余度、负荷转供时是否采用历史电流值进行计算等策略，这些策略可以防止FA方案自动执行后，转供馈线上出现负荷过载的情况，确保配电网络的安全稳定运行。

3.2.3 FA方案自动执行失败应急策略

FA方案自动执行过程中，可能出现遥控失败、开关控合后出现二次故障等异常情况，系统对这些情况制订了应急策略，包括：

（1）开关遥控失败后重新尝试遥控一次；

（2）重新遥控仍然失败时自动闭锁本区段的隔离恢复操作，跳转执行下一区段的操作步骤；

（3）出现二次故障后立即停止后续操作步骤的执行，FA方案转为半自动执行方式，并将二次故障信息提交给调度人员进行判断和处理。

通过上述安全保障策略的制订，将大大提高FA方案全自动执行的安全系数，配合选择网架结构合理、自动化条件较好的区域进行全自动FA的推广应用，将进一步提高配电网的供电可靠性。

参考文献：

[1]王益民.实用型配电自动化技术[M].北京：中国电力出版社，2008.

[2]徐丙垠，李天友，薛永端，等.智能配电网与配电自动化[J].电力系统自动化，2009，33（17）：38-41，55.

[3]刘健，张小庆，赵树仁，等.配电自动化故障处理性能主站注入测试法[J].电力系统自动化，2012，36（18）：67-71.