文/邱丹驊　譚　乾

分布式行波測距系統(tǒng)在廣東電網(wǎng)的應(yīng)用

文/邱丹驊譚乾

分布式行波測距系統(tǒng)，又叫輸電線路智能故障診斷系統(tǒng)，是基于分布式監(jiān)測技術(shù)和無線通訊技術(shù)的新型輸電線路故障自動定位系統(tǒng)。相比于傳統(tǒng)的兩端式行波測距裝置，分布式行波測距系統(tǒng)具有較高的定位精度，且分布式安裝使得該系統(tǒng)對于T接及混架等復(fù)雜結(jié)構(gòu)的線路具有較強(qiáng)的適應(yīng)性。同時，分布式行波測距系統(tǒng)還可以通過對故障時刻行波電流波形數(shù)據(jù)分析，實(shí)現(xiàn)雷擊（繞擊與反擊）與非雷擊故障的辨識。基于以上眾多優(yōu)點(diǎn)，該系統(tǒng)在廣東電網(wǎng)高壓網(wǎng)絡(luò)中已經(jīng)得到了較為廣泛的應(yīng)用。

1　分布式行波測距系統(tǒng)原理及結(jié)構(gòu)

1.1系統(tǒng)原理

分布式行波測距系統(tǒng)的工作原理及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不同于傳統(tǒng)行波定位裝置，系統(tǒng)由現(xiàn)場測距終端和遠(yuǎn)程中心系統(tǒng)主站兩部分組成?，F(xiàn)場測距終端分布安裝于輸電線路的導(dǎo)線上，用于捕捉故障瞬間的行波信號，一般每隔20-30公里，在線路上安裝一套監(jiān)測裝置。

其定位過程描述如下：

（1）首先根據(jù)工頻故障電流確定故障區(qū)間，然后在確定的故障區(qū)間實(shí)施精確定位。設(shè)定輸電線路依次在i、j、m、n等桿塔處裝設(shè)了故障監(jiān)測裝置，現(xiàn)在第j基桿塔至第m基桿塔間發(fā)生了跳閘事故。此時，根據(jù)i、j處的工頻故障電流相位與m、n處的工頻故障電流相位相反這一原理，可以十分準(zhǔn)確地確定故障發(fā)生在j、m間，然后只需對j、m段實(shí)施行波定位即可。由于行波定位的故障區(qū)間變短，地形弧垂所引起的誤差影響較小。

（2）對于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的輸電線路，在分支點(diǎn)處可安裝行波監(jiān)測裝置，將復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)劃分為一些簡單的單線結(jié)構(gòu)，之后仍采用上述方法：先利用工頻故障電流定位故障區(qū)間，再在故障區(qū)間內(nèi)實(shí)施行波定位。

（3）通過分析就近監(jiān)測到的故障行波電流，挖掘其行波電流的電磁暫態(tài)特征，即可實(shí)現(xiàn)雷擊與非雷擊，雷擊故障中繞擊與反擊的辨識。

1.2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

分布式行波測距系統(tǒng)由現(xiàn)場測距終端和遠(yuǎn)程中心系統(tǒng)主站兩部分組成，故障定位裝置分布安裝于輸電線路的導(dǎo)線上，將采集到的數(shù)據(jù)經(jīng)分析處理后通過GPRS無線網(wǎng)絡(luò)上傳到遠(yuǎn)程中心（廣東電網(wǎng)公司電力科學(xué)研究院），遠(yuǎn)程中心系統(tǒng)主站能夠接收現(xiàn)場監(jiān)測裝置上傳的故障電流數(shù)據(jù)，對故障數(shù)據(jù)進(jìn)行智能分析診斷（可實(shí)現(xiàn)故障定位、故障識別等），并將診斷分析結(jié)果通過短信方式發(fā)送給相關(guān)線路維護(hù)人員。系統(tǒng)還能實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)場監(jiān)測終端進(jìn)行各種參數(shù)的實(shí)時讀取和設(shè)置，包括監(jiān)測終端的實(shí)時運(yùn)行狀態(tài)和故障時刻的故障信息，并且具備自動生成統(tǒng)計報表等功能，具有相對完善的人機(jī)界面功能。

2　分布式行波測距系統(tǒng)配置及運(yùn)維現(xiàn)狀

2.1系統(tǒng)配置現(xiàn)狀

分布式行波測距系統(tǒng)自2009年開始在廣東電網(wǎng)投入使用以來，現(xiàn)已在廣東電網(wǎng)各供電局得到較為廣泛的應(yīng)用，截止2016年4月，廣東電網(wǎng)已有88條500kV線路、54條220kV線路安裝配置了分布式行波測距系統(tǒng)。目前，廣東電網(wǎng)配置的分布式行波測距系統(tǒng)已全部接入廣東電網(wǎng)公司電力科學(xué)研究院遠(yuǎn)程中心，多年來系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定。為實(shí)現(xiàn)故障快速精確定位、線路故障后快速查線及維護(hù)提供了有力支持。

2.2運(yùn)行及維護(hù)情況

由于分布式行波測距系統(tǒng)的故障定位裝置分布安裝于輸電線路的導(dǎo)線上，終端數(shù)量龐大且分布范圍廣，一方面給終端設(shè)備的安裝帶來了一定困難，另一方面，無論從電磁環(huán)境還是氣候條件來講，分布式行波測距終端都處于嚴(yán)苛的參數(shù)下，這給設(shè)備的可靠運(yùn)行也帶來極大的挑戰(zhàn)。按多年來的實(shí)際運(yùn)行情況統(tǒng)計，廣東電網(wǎng)配置的分布式行波測距終端故障主要包括以下幾方面∶

（1）安裝損壞。監(jiān)測終端安裝時兩個半圓鐵芯扣合位置不對、不緊，或者未打開電源開關(guān)，從而監(jiān)測終端無法上傳數(shù)據(jù)。

（2）電源模塊損壞。電源板在器件性能弱化或者遭受異常沖擊時會導(dǎo)致供電PCB板損壞，從而監(jiān)測終端無法工作。

（3）通訊模塊損壞。通訊模塊需外部采購，在存在產(chǎn)品質(zhì)量問題或供電電壓不穩(wěn)的情況下可能導(dǎo)致?lián)p壞。

（4）主控板損壞。主控板在器件性能弱化或者遭受異常干擾等情況下會導(dǎo)致器件損壞，從而監(jiān)測終端無法工作。

（5）其他。羅氏線圈信號采集異常，A/D模塊異常等。

3　分布式行波測距系統(tǒng)存在的問題

分布式行波測距系統(tǒng)需要在線路桿塔上安裝多套監(jiān)測裝置，其存在的最主要問題是總體造價相比傳統(tǒng)的行波測距系統(tǒng)要高很多，據(jù)估算，一般500kV線路配置分布式行波測距系統(tǒng)的成本約為傳統(tǒng)行波測距系統(tǒng)的5-10倍，且線路越長分布式行波測距系統(tǒng)的成本越高。同時正如上文所提到的，分布式行波測距系統(tǒng)的安裝及維護(hù)難度較傳統(tǒng)的兩端式行波測距裝置更大，這對現(xiàn)場的安裝及運(yùn)維水平提出了更高的要求。

4　結(jié)語

分布式行波測距系統(tǒng)作為一種結(jié)合分布式監(jiān)測技術(shù)和無線通訊技術(shù)的新型輸電線路故障自動定位系統(tǒng)。其系統(tǒng)功能完善、故障定位精度高，在高電壓電力系統(tǒng)中具有良好的應(yīng)用前景。特別是在大規(guī)模生產(chǎn)和采購的情況下，有望進(jìn)一步降低設(shè)備成本，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模推廣。

表1　機(jī)組特性參數(shù)

表2　單機(jī)AGC模式與廠級AGC煤耗對比

4　結(jié)論

本文建立了基于內(nèi)點(diǎn)法的廠級負(fù)荷優(yōu)化調(diào)度模型，并在實(shí)際電廠模型中進(jìn)行仿真，驗(yàn)證該方法能夠快速準(zhǔn)確的求解廠級負(fù)荷的最優(yōu)分配。

作者簡介：潮鑄（1988-），男，工程師，碩士，任職于廣東電網(wǎng)電力調(diào)度控制中心，從事電力調(diào)度工作。

邱丹驊（1989-），男，助理工程師，碩士，任職于廣東電網(wǎng)電力調(diào)度控制中心，從事電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行工作；譚乾（1987-），男，工程師，碩士，任職于廣東電網(wǎng)電力調(diào)度控制中心，從事電力系統(tǒng)繼電保護(hù)工作。