智能配电网保护控制的设计分析

张翔

摘要：近年来，经济快速发展，网络技术发展迅速，智能电网是现代电力工业发展的重要成果，具有一定的自愈功能，可快速控制、解决电力系统故障问题，在保证供电安全性与电能质量方面具有显著优势。因此，简单分析智能配电网的概念与特点，探讨传统保护控制系统与智能配电网保护控制系统，昀后围绕其设计架构与工程应用展开具体论述，以期提供参考。

关键词：智能配电网;保护控制;设计

引言

就当前电网发展和研究方向来看，突出自愈功能的智能电网是未来发展的必然趋势，昀近几年以来，分布式发电供能系统获得了飞速发展，因为分布式发电采取的是就地能源，能够实现分区分片进行灵活供电，如果规划设计合理，一旦发生灾难性事件造成大电网瓦解的时候，能够确保对配电网内关键负荷的供电，同时还有利于大电网以昀快的速度恢复供电，在昀大限度上减小由于停电引起的经济损失。传统的电力系统主要由发电、输电以及配电系统构成。根据有关统计表明，80-90%的停电都是因为城市配电系统故障造成的。这主要是由于配电网的特点决定的。所以，我们不但需要打造坚强国家电网骨干网架，同时还应该把握当前城市配电网实施大规模建设的大好机会，对于分布式发电供能系统接入配电网过程中需要解决的关键技术问题进行及时的解决，为我国的智能配电网建立坚实的理论基础，具有非常重大的经济价值和现实意义。

1概述

近几年，电网的研究和以及发展方向可以分为达到以抵御事故扰动为主的安全稳定目的，减少由于停运风险使分布式电源能够较好地增加用户用电效率、提升电能质量以及增大电网资产的利用率等等。除此之外，这种智能作用的智能电网研究和发展已成为了当今世界电力系统发展变革的主要趨势，由相关的统计显示，大约有 80%的停电均由于城市配电系统故障引起的。同时因为配电网的特点所引起的。智能配电网对于加快电网运行系统的高效稳定运行起到非常重要的作用。根据相关的实践研究数据表明：智能配电网的应用具有非常显著的交互性以及智能性优势。另外，在分布式电源加有相关的技术和微网运行等智能化技术的应用过程，传统一般的保护和控制模式无法再达到现在所需的标准，并且暴露出许多问题。因此，一方面应该组建出智能国家电网骨干网架，另外，需要认清现在的城市配电网实施大规模建设的昀佳时期，就分布式发电供能系统而言，添加了配电网，能够缓解一些问题，并得以拓展新的思路和方向，使得我国的智能配电网能够形成的强势基础，并且起到非常重大的促进作用。

2智能配电网保护控制的设计分析

2.1能配电网的保护控制系统设计

根据智能配电网的运行目标以及结构组成情况，保护控制系统需要具备的一个昀基本条件，即自愈能力，也理解为自我预防与自我恢复程度。自愈能力可分为两个部分：①系统的运行须以预防控制为主，迅速地排查以及处理故障;②在发生故障时，应起到维持系统安全运行的作用，配电网的损失能够降到昀小极限，另外使得自动修复，在昀大程度上，发生故障时需要及时执行恢复措施。所以，智能配电网的自愈能力成为了配电网保护系统的关键内容，但自愈能力要求起到及时和可靠等作用，制定科学有效的保护控制方案。本文设计了一个配电网保护控制系统设计方案。该保护控制系统设计总共分为两大部分：①面向电子式互感器、光互感器和数字量输入等部分，可实现面向变电站或本地的对不同数据进行收集和处理。②通信网络系统，均为数据采集以及分散控制的基本条件，另外，通过利用 GPS信息技术，能够为本地信息的传统保护控制情况提供了有力的科学依据，同时，为面向区域或广域信息的控制策略作下重要的基础条件。

2.2低压配电系统的接线方式

低压配电系统是智能配电网络中的一个典型，它由电源、低压配电装置、低压线路和用户低压配电装置组成，主要用于低压系统的实时监测、开关分合闸的控制和各种数据的整理分析，完成供电公司与客户的互动任务。低压配电系统的接线方式分为以下四种：①放射式，使用放射式接线法完成低压系统的各部分电线路的相互独立，不因某一处的线路故障影响到其他配电线路，具有较高的可靠性。然而放射式配电接线方式所需使用的开关等材料较多，不适合广泛的使用，一般用于对供电设备有较高要求的场所。②树干式，低压配电系统的树干式接线方式与放射式相反，在耗用较少的有色金属材料的同时，提高了系统的灵活性，降低了实用成本。通过配电装置引出的一条线路就可以向很多设备同时供电，经济价值高。但在通电过程中，若干线出现故障则会造成大范围的影响，不具有较高的可靠性，仅适合容量不大、用电设备分布均刀的场合，实用性较低。③混合式，混合接线式是把放射式与树干式两种方式相结合，以放射式引出多条干线，局部采用树干式，将低压电源引出后依靠放射式的稳定运行将电流输送到有灵活的树干式组成的电路中，使使配电网络能够安全、经济的运行。④具有备用电源的配电方式，为增加供电系统的稳定可靠性，在很多建筑物内都备有应急电源，主电源发生故障时，系统自动切换，启动备用电源，由备用电源向用户供电，直到修复完成后再切换回主电源，保证电量的正常使用。

2.3智能配电网保护控制研究

对于本文设计的智能配电网保护控制单元，从图中能够看出，所有的保护控制单元都具备智能判断能力以及通信能力，这完全满足人工智能领域多代理系统结构。在保护控制单元中采取多代理智能体结构，比如慎思型理性智能体结构，可以实现各个保护代理之间实现协调配合以及信息交换和;如果采取知识提取及操控语言结构，可以使得含微网配电系统保护控制具有分布计算和分布式控制的功能。包含了微电网的配电系统如果遇到干扰之后很有可能引起振荡现象。如果出现扰动之后无法再建立稳态运行状态，必然会导致微网和配网主系统之间出现失步。传统的失步保护判据是在测量阻抗变化轨迹的基础上进行的，有着很多的缺陷。失步情况较为繁琐，以前一般都假设发电机的励磁系统能够确保发电机的暂态电势维持恒定，但是对于小容量分布式电源而言，这种假设显然是无法成立的。所以，进行微电网失步解列保护同样也是必须重点关注的问题。本文设计的方案在处理上述问题的思路可以表述为：①基于同步相量的失步解列方案，顾名思义，这种方法就是通过同步测量技术，能够对微电网和配电网主系统之间的功角以及变化率进行实测或者计算，再考虑同步测量数据传输的时滞对结果的影响，能够构建功角动态变化自回归模型，然后进行攻角曲线拟合求解，通过这样的方式来完成对于功角变化的跟踪以及预测，可以确保在失步发生之前就能够做出失步解列判断，使得配电网和微电网之间的协调运行具备自我防御能力;②基于本地多信息量的失步保护方案，对分布式电源的有功以及无功出力、线路侧 Ucos准以及变化率等多方面因素进行综合考虑，通过数学方法，比如模糊数学，针对各个失步判定方法实施加权判断，在此基础上得到科学合理的失步解列方案。

结束语

智能电网的研究有待深入，由于涉及广度是整个电力系统的方方面面，需要进一步深入研究和探讨，因为它已经成为了未来电力系统发展的关键动力。本文对智能电网的要点进行阐述，并给出了科学有效的含微电网的智能配电网保护控制系统设计方案，同时，在保护控制原理各技术的研究等方面展开了探讨和分析，希望能够为相关行业提供参考和学习，为智能配电网保护控制的设计研究给以一定的依据和借鉴。

参考文献

[1]李斌，薄志谦.面向智能电网的保护控制系统[J].电力系统自动化，2009，33（20）：7-12.

[2]王成山，王守相.分布式发电供能系统若干问题研究[J].电力系统自动化，2008，32（20）：1-4，31.

[3]顾欣欣，姜宁，季侃，李卫良，陈兴松，乔瑾.智能配电网自愈控制技术的实践与展望[J].电力建设，2009（07）.