分布式电源接入下配电网故障定位和恢复技术

国网太原供电公司 李 剑

1 引言

随着电力系统的发展进步，配电网作为连接输电网和用户的桥梁受到了更多的关注，为确保供电系统能提供优质安全的电能，要对分布式电网接入后的故障定位工作进行综合管理，并及时优化故障恢复工作，缩短停电时间且快速实现停电区域恢复供电。

2 分布式电源接入对配电网故障定位和恢复产生的影响

分布式电源接入电网后会增加电力系统运行的复杂程度，相较于传统配电网网络结构的辐射状网络，分布式电源接入电网后会形成多源网络模式，这就会对系统潮流方向形成改变作用，使得原有的故障约束条件和目标函数计算方式发生改变，增加了故障定位的难度。

在分布式电源接入后，其本身具有固定的调节频率和电压控制能力，并网运行过程中往往会呈现出孤岛运行模式。因此，一旦整个配电网系统出现故障问题后，利用分布式电源接入形成的孤岛能为停电负荷供电，这就能更好地优化供电效果。

分布式电源接入存在很多不同的类型、容量，甚至对应的接入位置不同都会对其运行效果产生影响，为此，在配电网故障定位和恢复工作中，要充分考量分布式电源接入的特点，并且要综合关注发电间歇性以及波动性等问题，才能有效建立相应的故障定位和恢复方案[1]。

正是因为传统能源存在消耗量大、环境污染严重等问题，所以分布式电源被广泛应用在配电网运行体系中，基于此，依据全额接纳分布式能源上网电量的基础上，就要依据实际情况适当优化分布式电源恢复负荷供电的处理工作，

分布式电源接入对配电网故障定位和恢复供电都会产生不同程度的影响，要在落实相关工作的过程中综合分析分布式电源接入的特点以及情况，从而保证相关工作规范落实。

3 基于和声算法的分布式电源接入下配电网故障定位

3.1 改进和声算法理论基础

在配电网故障定位工作中，为更好地提高阶段性作业的质量水平，要确保相应评估分析流程的可控性和合理性，并严格执行具体流程，确保应用控制效果最优化。具体流程如图1所示。

图1 故障定位基本流程

借助改进和声算法进行相应工作，要充分结合故障定位的具体需求，主要是对配电自动化系统和馈线中FTU 检测点进行管理，结合故障分析标准完成信息编码工作，借助定义开关函数就能及时了解故障发生后过流信息和线路开断状态的关系，更好地确保整体解集空间运行的质量。在定义符合实际特征的适应度函数后，就能准确定位故障位置。只有准确定位故障位置，才能更好地缩短停电时间，减少停电问题造成的经济损失。

3.2 具体内容

应用和声算法能有效提高处理效果，需要优化的参数数量较少，且具备全局搜索的能力，但是算法处理环节中容易收敛于局部最优，这就对其实际应用情况和范围产生了一定的限制，为更好地维护其应用效果，采取增强寻优的方式能提高处理效率。

一是输入对应的网络基础数据信息，信息包括系统在整个运行体系中的拓扑结构、开关状态等，依据相关信息内容，就能建构完整的评估控制模式，从而确保开关处于正确的方向范围内，整合整体资源管理模式。

二是对初始问题予以优化，并且，配合适应度函数计算、开关函数计算等过程获取期望值以及修正系数，依据整体分析方案，更好地保证算法评估控制环节的科学性，提高故障定位分析的基本水平[2]。

三是要对系统的解集库予以初始化处理，结合开关的运行状态以及期望值参数、适应度函数公式等进行计算分析，依据标准参数评估体系进行函数集的评估处理。

四是结合动态修改参数以及和声记忆库选择概率就能进行微调，形成新的和声参数，确保能将其作为后续评估的基本依据，有效判定配网故障的具体位置，更好地维系故障处理工作的科学性。

五是结合排序方法更新初始解集库和评价解集，依据实际管理控制要求，按照规范化流程维系配电网故障定位工作的科学性，实现多元评估工作的控制目标[3]。

六是比较评价解集的内容，输出最优解后将其和上一级最优解进行比较，判定结果是否满足收敛条件，满足收敛条件则结束搜索，并且输出最优解和相应的评价数值，准确判定故障位置。若是不满足收敛条件则要进行最大迭代次数的检验，结合检验结果判定是否符合要求，完成搜索处理工作，以保证能最后确定故障问题。

在分布式电源接入下配电网故障定位控制环节中，要按照具体分析要求和规范，发挥改进和声算法的优势作用，更好地建立完整的评估模式，确保能更好地建立完整且规范的应用管理机制，维持配电网运行的安全性和稳定性。

4 基于改进蚁群算法的分布式电源接入下配电网故障恢复

在多类型分布式电源接入的情况下，难免会对系统故障定位以及故障恢复造成影响，为减少安全隐患问题的留存，要整合具体的分析管理控制模式，确保相应的处理工序和控制模式都能满足规范，在充分考量配电系统恢复方案运行可行性的基础上，秉持尽快完成停电区域恢复供电的原则，建立完整的控制模式，保证相应的恢复措施更加可控合理。

4.1 恢复阶段划分

在配电网管理分析环节中，为更好地提升配电网故障恢复工作的实效性，要全面分析恢复阶段的相关情况，保证具体工作得以落实，最大程度上提高阶段性作业质量。针对配电系统，故障恢复过程要在满足约束条件下对目标函数进行优化处理，从而更好地维系整个系统运行控制的科学性水平。在进行故障定位后依据故障定位信息进行隔离，要结合实际标准维系相关工作流程的科学性[4]。具体阶段见表1。

表1 配电网故障恢复阶段划分一览表

与此同时，在恢复阶段，还要充分满足减少网损的具体要求，整合综合评估过程，更好地实现统一分析目标，提高恢复阶段控制的合理性和科学性。

4.2 骨干通道恢复

依据配电系统运行情况和具体安全管理要求，基础拓扑结构的特征为辐射状和树状，利用广度优先搜索的方式能对树状图进行全面、准确、科学地评估处理，更好地维系相应分析环节的合理性。并且，在使用相应处理机制的同时，还能对停电区域、重要失电负荷、重要负荷等进行综合分析，与此同时，搜索具备黑启动能力的分布式电源以及分布式电源相连馈线余量，就能对系统进行综合管理，并且确保系统内重要用户能尽快恢复供电[5]。

一是启动广度优先搜索程序，对含有具备黑启动的分布式电源予以搜索。二是若是存在相应的电源，判定分布式电源容量是否大于重要用户的失电量，若是正好大于，则对电压越限情况、调节变压器分接头、电压是否满足条件等进行评估，按照规范要求恢复供电。三是若是没有具备黑启动功能的分布式电源，则搜索与重要用户相连的馈线容量，判定馈线容量是否大于重要用户的失电量，并且评估馈线与分布式电源总容量是否超出失电负荷，一旦失效，则需要牺牲部分非重要负荷恢复重要负荷完成供电。

在应用广度优先搜索控制机制进行相应工作的过程中，要保证故障点到所有节点的评估分析工作都能落实，以便于能最直观地分析重要负荷节点情况，更好地简化系统分析过程，为潮流计算节点分布顺序的判定和评估工作顺利开展提供保障，也能最大程度上提高骨干通道恢复工作的时效性，维持整体配电网运行安全管理效果。

4.3 剩余负荷恢复

在完成骨干网络恢复供电工作后，要对未恢复负荷量和拓扑结构展开更新管理，确保相应环节控制的合理性，执行对应的控制流程，就能更好地提高阶段性工作的基本水平，为整个系统运行质量的全面优化提供保障。

4.3.1 蚁群算法优化

主要是在传统蚁群算法上进行多组蚁群同时寻优过程予以优化处理，建立相应解空间的同时，强化算法运行的效率，配合仿真分析过程更好地维系整体系统的安全水平。基本流程就是将原有蚁群进行分组，然后引导各个蚁群进行数据的单独寻优，在所有蚁群寻优工作结束后汇总最优解。

4.3.2 具体流程

结合配电网故障恢复工作的具体要求，为更好地发挥相应技术应用的优势作用，就要整合相关资源模式，建立相匹配的控制机制，按照规范流程维系具体环节之间的合理性，保证配电网故障定位和恢复工作都能顺利开展。剩余负荷判定过程中，要按照式（1）进行分析。

式中，N1、N2为故障直接导致失电区域集合和故障间接导致失电区域集合；Si为节点i 对应电荷；Sj为节点j 对应的电荷，带电取值为0、不带电则取值为1。

一是要进行初始化参数的分析和汇总，并且及时更新剩余负荷恢复量和拓扑结构，确保相应的处理控制模式可控合理。二是闭合相关联的具有黑启动功能的分布式电源，确保能为剩余负荷完成供电处理。三是判定剩余负荷是否恢复供电，若是恢复供电，则进行节点电压越限评估，并对调节变压器的分接头进行判定，评估电压是否恢复正常状态。最后判定剩余负荷恢复供电情况，输出恢复方案和最小网损参数，保证恢复处理环节的可控性和规范性。四是在判定剩余负荷是否恢复供电环节中，若是没有恢复供电，则借助改进蚁群算法判定开关分合情况，计算最优恢复方案，待处理后判定全部负荷是否恢复供电，若是没有则要切除负荷。结合实际应用控制要求，要实时关注故障恢复状态下有载变压器分接头的调整情况，保证节点电压在正常的偏移范围内，才能更好地维系整个配电网运行管理的水平，避免安全故障问题留存对整个系统控制管理造成的不良影响，打造运行稳定的配电网管理体系。

5 结语

在分布式电源接入配电网后，要结合实际情况全面分析故障定位和恢复处理方式，发挥和声算法和改进蚁群算法的优势作用，建构更加规范的评估过程，为配电网安全可持续发展奠定基础。