含分布式电源的配电网故障诊断方法

任凯

【摘要】：随着我国城市建设进程不断推进，人们对电力能源的需求量越来越高。大部分供电企业都是采用的单一、集中式的供电系统进行供电。随着电力行业不断发展，这种供电系统的弊端也日益凸显，影响了电力行业的发展进程。分布式发电技术能够有效降低电力传输损耗，提高传输效率，近些年来已经成为我国电力行业的重点发展对象。

【关键词】：配电网；分布式电源；故障诊断

引言

随着电力系统的快速发展，越来越多的分布式电源接入配电系统，因此，配电网结构越来越复杂。当配电网发生故障时，准确高效地找出故障点或区域是快速隔离和尽快恢复供电的前提条件，对提高配电系统可靠性具有重要意义。

1、分布式发电对供电企业的积极作用

1.1降低配电网损耗

从目前使用情况分析，我国分布式发电模式的应用范围愈加广泛，并取得了初步的成效。目前，我国大部分供电企业采用环网结构或放射结构，能量在配电系统中是单向流动的，供电网络中存在着大量分散的配电系统，在正常运行中会出现很大的损耗，从而造成电力能源的浪费。分布式发电是对大电网的有益补充，有效降低了能源在配电网中流动的损失，并且可以补充大电网在负荷高峰时期的供电能力，提高了电能质量及可靠性。

1.2推動企业优化升级

由于分布式发电与传统发电模式有着很大的差异，总体而言含有分布式发电的配电网一是能够提高电力传输效率、降低传输损耗；二是能够降低企业运行成本、分布式发电的合理出现可以推迟或减缓对电网的扩展投资，比如，为满足新增负荷用电需求，投资建设分布式发电的成本远比升级现有配电系统引进相同电量的成本要低很多。我国绿色城市建设进程不断推进，低耗、清洁能源作为发展趋势，在保障电力系统稳定的前提下，逐步扩大清洁能源的占比，从而实现企业的优化升级，推动企业健康发展。

2、故障分析

2.1单一故障

当线路区段L4发生故障F1时，终端CB1和Sn上传信号，故障诊断时可将配电网分为4个部分，分别为主线路、DG1、DG2、DG3馈线部分。区段L4发生故障，CB1动作，因为系统电源作用，S1、S3上传功率方向为正方向，因为DG1存在，S4、S5、S6上传功率方向为反方向，因为未发生故障，其他部分处于正常状况，功率方向都为正方向。利用故障功率方向判据分配初始标志向量，满意条件的变迁触发，托肯向下传递直至达到安稳状况，最后库所L4存在托肯，即区段L4发生故障，模型故障诊断结果正确。

2.2多重故障

当线路区段L4和L12一起发生故障F1和F2时，各终端CB1和Sn上传信息，并依据故障功率方向判据分配初始标志向量，DG1部分剖析同单一故障，不再赘述。DG2和DG3部分，区段L12发生故障，DG2和DG3提供功率，S13、S14因为DG2效果，S15、S16、S17因为DG3及S12由DG2、DG3共同效果，因而，S12—S17上传故障功率方向与正方向相反，经过Petri网模型推理，满足条件变迁触发，托肯传递，直至模型达到稳定状态，库所L4和L12存在托肯，其他库所Ln不存在托肯，即区段L4和L12一起故障，确诊结果正确。

3、诊断方法性能分析

3.1容错性

假定数据传输过程中信号发生畸变或许丢失现象，使用实际测量故障功率方向对信号进行纠正，实测信号S^i独有的对变迁ti的按捺弧，一旦实际测量故障功率方向为正方向时，则按捺变迁发生，避免因为上传信息畸变或丢失导致故障诊断过错，提高了电网故障诊断的容错性。除此之外，当区段L13发生故障时，CB1跳闸，S1上传信息，故障功率方向为正方向，S2发生信息丢失，S12上传故障功率方向为正，S13、S14上传故障功率方向为反方向，依据上传信息判别，S2丢失信息为故障功率方向正方向，S12和S13之间前后功率方向相反，区段L13发生故障，信息丢失不影响故障诊断。

3.2诊断速度

模型进行故障确诊时，S1上传故障功率方向为正方向，L1未发生故障，则Part取得托肯，变迁t8满意条件触发，库所Part1和Part2一起取得托肯，Part1代表DG1部分，Part2代表剩下部分，此刻确诊一起在Part1和Part2进行，充分利用了Petri网并行处理的优势，大大提高了故障确诊的速度。

4、分布式发电配电网规划的建议

4.1加强国家的政策与法律支持力度

在传统供电系统政策指导下，我国电力行业获得了空前的发展。但由于能源储备逐渐降低，环境污染也愈加严重。这就要求电力企业能够加强新技术开发，保障电力应用的合理性，实现“绿色用电”的理念。在分布式发电应用中，能够将分散的能源利用起来，从而提高了我国电力能源利用效率，降低传统发电企业对环境的污染。政府相关部门与电力企业必须要联合合作，根据分布式发电实际应用状况出台一些优惠政策和制度标准，例如降低税收额度等，从而提高分布式发电的利用率，保护生态环境，提高能源利用率。

4.2根据当地电网分布情况，制定合理规划方案

为了能够避免配电网系统出现事故，工作人员必须要将配电网相关内容摸索透，也就是在应用中做到的十全十美。在分布式发电实际应用中，需要针对当地配电网实际情况，并制定出相应的规划方案，保障整个配电网络能够相互联系，通过相应的检测设备，对整个系统的稳定性与耗能性进行检测，如果系统耗能过大，要针对问题领域进行二次检测，并分析出其中的原因，继而加以整治。由此可见，配电网规划必须要做到实事求是，也就是根据实际情况开展规划，从而提高整个配电网的稳定性、节能性、环保性。

结语

分布式发电有着成本低、污染少、利用率高、耗能少等优点，这都是传统供电系统无法比拟的优势。为了能够充分发挥分布式发电的积极作用，提高分布式发电配电网规划的合理性与科学性，必须要以政策和法律作为基础、先进技术作为核心、实际标准作为方向，从而制定出更加有效的配电网规划方案，推动我国电力行业发展。

【参考文献】：

[1]麻秀范，崔换君.改进遗传算法在含分布式电源的配电网规划中的应用[J].电工技术学报，2011（03）：101-102.

[2]刘培，汪沨，陈春.和声算法在含DG配电网故障定位中的应用[J].电工技术学报，2013，28（5）：280-283.endprint