智能配电线路自愈控制技术

邱垂飞

[摘    要]目前在智能配电线路建设中，自愈控制技术取得了一定的发展成效，但随着行业对智能电网建设要求的提高，自愈控制技术在当下及未来还有着巨大的发展潜力。文章分析智能配电线路自愈控制技术的发展和应用现状，对智能电网建设有一定的指导价值。

[关键词]智能配电线路;自愈控制技术;应用

[中图分类号]TM75 [文献标志码]A [文章编号]2095–6487（2021）09–00–02

[Abstract]In the current construction of smart distribution lines， self-healing control technology has achieved certain development results. However， as the industry's requirements for the construction of smart grids increase， self-healing control technology has huge potential for development now and in the future. Based on this， a detailed analysis of the development and application status of the self-healing control technology of smart distribution lines has a certain guiding value for the construction of smart grids.

[Keywords]intelligent distribution line; self-healing control technology; application

1 智能配电网线路自愈控制技术概述

1.1 自愈控制框架

智能配电线路自愈控制，从概念上来看为分布式带能源配电网中各个区域、层次的利用控制方式，可达到经济性、技术性和协调性的目标，在将这一技术应用于电网系统以后，也就可以使得在各个区域的配电网中，系统都兼具自我诊断、自我感知和自我恢复的能力，最大程度上提高了电网的安全性与稳定性。

在将智能配电线路自愈控制技术应用到了电力网络以后，供配电过程受到人为因素的干扰大大降低，即使电网运行中因为有关故障而影响了正常供电，也能够在智能自愈模块的辅助下达到故障的快速响应，并可根据对故障信息的掌握来进行自动化处理，在最短的时间内恢复供电。从智能配电网线路自愈控制的技术原理来看，数据信息的采集是基础，经由对这些采集到数据的分析，也就可以对配电网的自身情况加以自主化判断，随后根据其中的智能模块来开展相应的控制决策。

在电网运行的过程中，智能配电线路即使遇到了异常与正常、紧急与非紧急的问题，都能够立即由继电保护和智能技术来实现对控制开关的协调，来达到综合控制的效果。

1.2 功能定位

针对电力网络中的配电线路自愈控制技术，其最为基础的目标就是有效对电网故障的停电故障加以有效预防与控制，使得停电范围和损失都得以降低，可在智能模块的辅助下快速恢复供电。

1.3 自愈控制技术特点

（1）功能融合特性。因为自愈控制技术是在常规技术基础上的创新，多种技术的综合形成了崭新的自愈控制技术，有效发挥了其在配电网中的自愈控制作用。

（2）技术创新性。当下智能电网逐步建设的过程中，行业对自愈控制技术提出了新的要求，为使得自愈控制技术可以满足行业现代化发展的切实要求，各个电力企业都在致力于技术创新，使得自愈控制技术表现出明显的技术先进性。

2 智能配电线路自愈控制关键技术

2.1 DG電网建模与仿真技术

智能配电线路自愈控制技术中包含了多种技术，其中DG电网建模和仿真技术是基础性的技术。现阶段的电力工程领域，专业人员对配电系统元件模型、仿真建模方法等展开了大量的分析，在配电线路、配电变压器、无功补偿设备、DG、储能装置等系统元件的前提下，经由稳态和暂态仿真等来对各个元件展开详细的分析，使得每个模型的表达都更为科学且高效。当重建了相应的电力网络以后，在故障恢复技术的支持下，也就使得智能配电网的仿真与计算更为便捷。

2.2 DG电网分析与试验技术

智能配电线路自愈控制功能下，DG电网分析和试验技术也是其中的关键性技术，因为在智能配电网下包含了数据测量的基本功能，这一功能使得在输配电的过程中可自动进行相应的信息采集，信息采集效率高且准确性强，尤其是在DG系统、控制器和变流器等的综合辅助下，给电力用户提供了良好的服务，可实现对输配电全过程的实时监控。在DG电网分析与试验技术下，为发挥这一技术的突出优势，专业人员要对DG技术与参数辨识技术加以灵活应用，快速找到自愈控制与DG、储能元件配置规划之间所存在的区别，以构建完善的自愈控制网络，使得系统具备更高的容错能力。

2.3 在线智能分析与决策技术

智能配电线路的运行过程中，自愈控制技术为发挥其作用，专业人员在系统的构建过程中应做好事故的全面预想，在此基础上灵活应用自愈控制技术。智能配电网自愈控制技术存在着不同的技术类型，每一种技术都有其独特性，在常规的配电网中，因为电网构成的复杂性和要素的多样性，使得配电网中极易出现各种故障，为有效实现对这些故障的控制，减小故障损失，加强自愈控制技术的应用极为重要。经由决策与协调功能的实现，也就可以利用自愈控制技术来解决智能配电线路运用中的冲突性问题，使得在电网运行的过程中可达到电网风险的在线评估，在原有基础上进行智能电网的全面升级。

2.4 DG电网故障特性分析技术

自愈控制技术中也包含了DG电网故障特性分析技术，在利用这一技术来有效发挥智能配电线路的自愈控制功能时，相关主体和人员要注重對DG和储能装置的研究，一旦在电网运行中出现了不对称故障后，可有效根据所掌握的信息和数据来进行故障特性的确定，在此基础上进行DG、储能装置、智能配电网故障特点的了解。因为存在着接地模式和负荷特点的区别，在开展DG和储能设备的配置方面，选择空间相对较大，不同类型的DG和储能设备对于容量都有着直接的影响，经由对这些方面的全面掌握，也就可以进行故障点的精准定位。

2.5 智能配电网保护控制技术

自愈控制技术在智能配电线路中的应用，同样对于智能配电网保护控制技术也有着一定的要求，为达到电网保护和控制的要求，应重视电源闭环的管控。根据相应的调查，只有掌握了全局信息，方可实现对平台的保护，并进行相应的技术优化。为达到控制保护的整体要求，智能配电网的运行阶段应进行网络重构技术的应用，为使得在智能配电网的运行过程中快速进行相应的故障处理，整定与配合保护装置之间面临着更大的技术难题。因此，在开展自愈控制技术应用时，应该满足配电故障隔离与自愈技术，具备完整的配电主站、配电终端及通信通道。

通过配电主站与配电终端的双向通信，根据实时采集的配电网和配电设备运行信息及故障信号，由配电主站自动计算或辅以人工方式远程控制开关设备投切，实现配电网运行方式优化、故障快速隔离与供电恢复。主站集中型主要包括全自动和半自动两种基本方式。故障发生时，变电站带电流保护的出线开关与分段断路器间电流保护配合实现馈线自动化功能。采用这一建设模式时，应充分考虑各级保护的时间配合，保证电流保护的选择性。一般级差保护仅负责故障定位与隔离。

通过变电站出线开关与线路上的配电自动化开关间的逻辑配合实现线路故障的就地识别、隔离和非故障区域恢复供电。其技术手段包括电压-时间逻辑配合、电压-电流-时间逻辑配合等方式。

2.6 极端条线停电恢复技术

极端条线停电恢复技术在智能配电网自愈控制的应用中，应加强对解列智能电网内部故障技术的应用。因为部分配电网处于相对极端的环境条件下，为满足稳定、安全运行的切实需求，应在智能配电网负荷保障技术的支持下对故障负荷加以科学划分，以达到功率平衡的整体目标。自愈控制技术应用时，DG智能配电网启动技术、DG特点和归属都可能会对其使用造成一定的影响，因为这些影响因素的存在，导致自愈控制难以有效根据电网安全、稳定运行的切实需求来进行峰值和频率的科学调节，而极端条线停电恢复技术的应用，恰好可以有效解决这方面的问题。

3 智能自愈控制技术在配电网中的应用

3.1 在线监测

智能自愈控制技术在配电网中的应用，可有效实现对电网运行中各种状态、参数信息的全过程、全方位监控，达到在线监测的目标。在线监测的重点是对电气量和非电气量的监测，在配电网的运行过程中，电网中的运行状态中就涉及了很多的电气量，如电压、电流、功率等，而非电气量重点针对的是配电网运行中的电气设备介质，以压力、气体成分、流量和温度为主。经由自愈控制技术的支持，配电网中的相应控制模块，可自动对电网中的全部状态都加以实时的运行状态分析，根据最终的分析结果来掌握关于电网中相关设备的故障信息，及时采取有效的处理措施。

3.2 FSM

FSM指的是快速仿真与模拟技术，在配电网技术的应用过程中，具体为DFMS，经由这一技术在智能配电网自愈控制中的应用，可使得自愈控制技术的预测能力得以提升，给自愈控制功能的实现提供对应的数据参考，在对应的软件平台辅助下，开展全面的数据分析，给自愈控制的科学决策提供保障。

3.3 AMI

AMI的全称是高级量测系统，这一技术是在行业发展基础上所出现的新技术，是传统AMR自动抄表技术的创新。对于典型的测量系统而言，其应该包含有数据收集、网络通信、回程传输、数据管理等多方面的功能，为使得AMI可以与当下自愈控制技术的总体发展趋势相一致，在电力行业的自愈控制技术应用中，应注重AMR与DMS的有效结合，以全面提升电网的运行水平，使得在配电网的运行过程中能够根据区域内的配电需求，进行相应的资源配置。

3.4 配电网重构

配电网往往包含了开环和闭环，为使得自愈控制技术可以与智能配电网建设的总体要求相一致，提升输配电整体水平，相关人员在自愈控制技术的应用过程中也需要结合对配电网结构的特点分析，来进行相应的重构。对于配电网而言，其中所涉及的分段开关异常多，但所涉及的联络开关却相对较少，从配电网中的开关特点和功能来分析，分段开关在隔离故障方面非常有效，在一般情况下处于常闭状态下，而联络开关则用于供电路径选择方面，处于常开的状态下。在配电网的重构过程中，要求要满足特定的条件，其中的节点电压、容量、网络辐射等都要达到相应的标准，为实现最终的重构目标，除了要进行开关闭合状态的调整与控制外，还需要进行网络拓扑结构的全面优化。

3.5 微网及需求侧管理

微网和需求侧管理工作的进行，同样可有效保障智能配电网自愈控制功能的实现。在微网的建设过程中，微电源与负荷是其中的关键构成，微电源可给系统提高电源和热量，具体的实现中，主要是利用电力电子元器件来实现能量的转换。与一般的分布式电源相比，微电源具有更高的灵活性，系统集成性更强，可最大程度上提升系统运行稳定性，即使配电网处于用电高峰季，微电源也可以有效进行电网压力的有效控制，使得电力调配更为科学与合理，提升电力能源的综合利用率。

微电源运行中也呈现出节能性特征，对于环境的危害非常小。在DG中，微电源发挥着不可替代的作用。针对DSMC需求侧管理，是在对应的行政和激励措施等的约束下，来进行相应的资源配置与优化的，经由这一方面的工作开展，使得电网的运行效率更高，运行更具安全性与科学性。

4 结束语

伴随着我国电力网络的现代化发展，智能电网建设取得了一定的发展成效，但智能配电网中对于自愈控制功能有着极为严苛的标准，为实现对当下电力市场上资源供需不平衡的调节，各个电力企业在智能配电网建设的过程中，都要进行自愈控制技术的创新和优化，提升技术水平。

参考文献

[1] 吴坤，李颖，邴志鹏.简析智能配电线路自愈控制技术[J].南方农机，2018，49（17）：236.

[2] 中国南方电网有限责任公司.10 kV配电网故障隔离与自愈功能技术条件（试行）[R].2021.