趙 悅，強(qiáng)鑫燚

（國網(wǎng)陜西省電力公司山陽縣供電分公司，陜西 商洛 726400）

0 引 言

配電網(wǎng)自愈控制主要是指借助電網(wǎng)自愈共享和調(diào)用的方式實(shí)時預(yù)測配電網(wǎng)可能存在的擾動事件或是安全隱患，使得配電網(wǎng)盡快恢復(fù)秩序化運(yùn)行，降低意外事件的發(fā)生率，提高配電網(wǎng)自身的恢復(fù)和預(yù)防能力。這其中自愈成為了智能配電網(wǎng)的最顯著特征之一。當(dāng)前社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展異常迅速，同時民眾對電網(wǎng)供電的可靠性及質(zhì)量提出了更高的要求。這就需要電網(wǎng)發(fā)展與電力交易高度市場化的趨勢相迎合，切實(shí)滿足電力用戶的自主選擇意愿和發(fā)電方式的多樣化需求，針對分布式電源接入問題和持續(xù)增長的負(fù)荷需求，能夠提出切實(shí)有效的方案盡可能避免大規(guī)模停電事故的發(fā)生。這些都與配電網(wǎng)自愈控制技術(shù)研究有著密切關(guān)聯(lián)[1]。

1 關(guān)于智能配電網(wǎng)自愈控制技術(shù)

1.1 自愈控制框架

首先對智能配電網(wǎng)自愈控制進(jìn)行簡單描述，即是指通過技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、協(xié)調(diào)、優(yōu)化等控制手段在分布式電源配電網(wǎng)不同區(qū)域及層次的實(shí)施提高配電網(wǎng)內(nèi)各區(qū)域的自我診斷、自我感知以及自我恢復(fù)能力，保證不同狀態(tài)下配電網(wǎng)都能夠始終保持經(jīng)濟(jì)、可靠、安全運(yùn)行。這一過程中的人為干預(yù)很少甚至沒有，自愈技術(shù)就能夠完成對配電網(wǎng)的故障響應(yīng)、決策處理和供電恢復(fù)，避免了供電中斷對用戶的影響[2]。

智能配電網(wǎng)自愈控制是基于數(shù)據(jù)采集的技術(shù)融合，通過對當(dāng)前配電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行自主判斷，借助智能化的控制手段完成其中的分析和決策工作，再利用繼電保護(hù)和智能控制開關(guān)等對異常與正常、緊急和非緊急狀態(tài)下的電網(wǎng)實(shí)施協(xié)調(diào)控制，促進(jìn)局部和整體、集中與分散綜合控制模式的形成，在期望時間內(nèi)配電網(wǎng)自愈控制和健康運(yùn)行目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)也真正從根本上提高了智能配電網(wǎng)運(yùn)行的高效性、經(jīng)濟(jì)性、可靠性及安全性。從配電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)描述分析，將智能配電網(wǎng)自愈控制的情況大致分為4 類，如圖1 所示。

圖1 智能配電網(wǎng)自愈控制的四種情況

1.2 功能定位

減少電網(wǎng)故障問題引起的大范圍停電事故是大力發(fā)展配電網(wǎng)自愈控制的主要目的，同時自愈電網(wǎng)的存在還使得停電面積縮小、電網(wǎng)恢復(fù)供電的時間大大縮短。圖2 為配電網(wǎng)自愈控制的主要區(qū)域。

圖2 配電網(wǎng)自愈控制區(qū)域

1.3 自愈控制技術(shù)特點(diǎn)

（1）功能融合性。融合了測控功能和保護(hù)功能的智能配電網(wǎng)自愈控制技術(shù)已經(jīng)逐漸成為一種新興的智能控制技術(shù)，這與當(dāng)前科學(xué)技術(shù)的發(fā)展有著密切聯(lián)系。同時，COMS 新產(chǎn)品的產(chǎn)生和配電網(wǎng)自愈控制技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，也將計(jì)算機(jī)仿真控制功能和配電網(wǎng)自愈控制技術(shù)高效融合在一起，智能配電網(wǎng)的自愈控制功能得到了充分發(fā)揮，可見與計(jì)算機(jī)自動化功能的結(jié)合也讓智能配電網(wǎng)自愈控制技術(shù)在功能上更加完備[3]。

（2）技術(shù)創(chuàng)新性。隨著國家IEC61850 新標(biāo)準(zhǔn)的公布，智能配電網(wǎng)自愈控制技術(shù)發(fā)展逐漸壯大，許多新的特點(diǎn)逐漸在智能配電網(wǎng)控制項(xiàng)目中得到體現(xiàn)，如新型電子計(jì)算機(jī)技術(shù)和仿真技術(shù)的應(yīng)用等。基于這一背景，全新的智能配電網(wǎng)自愈控制技術(shù)創(chuàng)造就顯得很關(guān)鍵，研究人員需要在原有智能配電網(wǎng)控制技術(shù)優(yōu)勢的基礎(chǔ)上不斷改革創(chuàng)新，繼續(xù)擴(kuò)大配電網(wǎng)的自愈功能，提高技術(shù)應(yīng)用的穩(wěn)定性，從而更好地滿足日趨廣泛的技術(shù)發(fā)展需求。

（3）管理整體性。從表面上看，整體性與智能配電網(wǎng)自愈控制技術(shù)并無多大關(guān)聯(lián)，但智能配電網(wǎng)自愈控制技術(shù)在當(dāng)前科學(xué)技術(shù)的推動下能夠?qū)υ泄芾碇械蔫滂暨M(jìn)行及時改變，借助文件配置的方式發(fā)揮自愈控制的效果。如今智能配電網(wǎng)自愈控制技術(shù)手段的采用使得以往硬件參數(shù)配置類的復(fù)雜問題輕松解決，智能配電網(wǎng)自愈控制可執(zhí)行性得到了全面提升。

2 智能配電網(wǎng)自愈控制關(guān)鍵技術(shù)

通信系統(tǒng)、主站和自動化監(jiān)控終端設(shè)備構(gòu)成了智能配電網(wǎng)的主要框架，這樣一個相對完整的信息處理和傳輸系統(tǒng)能夠更好地完成對配電網(wǎng)運(yùn)行過程的遠(yuǎn)程化管理。相較于傳統(tǒng)配電網(wǎng)，智能配電網(wǎng)不僅支持DER 接入、可視化管理水平高、與用戶互動能力強(qiáng)，而且電能質(zhì)量和供電可靠性更高，有著極強(qiáng)的自愈能力。從滿足體系架構(gòu)功能分析，智能配電網(wǎng)自愈控制的關(guān)鍵技術(shù)包括如下幾個方面。

2.1 AMI 技術(shù)

AMI 是指高級量測系統(tǒng)，是對自動抄表技術(shù)的發(fā)展。AMI 系統(tǒng)構(gòu)成主要包括網(wǎng)絡(luò)通信、數(shù)據(jù)收集與傳輸單元、量測數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)以及智能表計(jì)系統(tǒng)等。實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)藍(lán)圖主要就是依靠配電管理系統(tǒng)和高級測量系統(tǒng)，在二者相互協(xié)調(diào)配合下實(shí)現(xiàn)資源優(yōu)化配置和電網(wǎng)運(yùn)行效率的提升[4]。

2.2 FSM 技術(shù)

FSM 是指配電網(wǎng)快速仿真和模擬技術(shù)。這一技術(shù)的應(yīng)用對于自愈控制而言是必要的數(shù)學(xué)支持，能夠借助實(shí)時軟件分析平臺促進(jìn)配電網(wǎng)自愈預(yù)測能力的增強(qiáng)，優(yōu)化人員的決策管理水平。此外，F(xiàn)SM 技術(shù)還為電網(wǎng)決策控制提供了技術(shù)支持，利用實(shí)時監(jiān)測數(shù)據(jù)的獲取對電力系統(tǒng)行為實(shí)施優(yōu)化，完成對電網(wǎng)運(yùn)行的自動預(yù)測，快速反應(yīng)故障系統(tǒng)，更加有利于事故預(yù)防和系統(tǒng)恢復(fù)。

2.3 電網(wǎng)設(shè)備在線監(jiān)測技術(shù)

電網(wǎng)在線監(jiān)測的內(nèi)容包括電氣量與非電氣量的監(jiān)測。其中，電氣量監(jiān)測包括監(jiān)測電網(wǎng)設(shè)備的功率、電流、相角及電壓等運(yùn)行狀態(tài)量，而非電氣量監(jiān)測則是監(jiān)測電氣設(shè)備中的氣體成分、流量、溫度及壓力等。通常電網(wǎng)故障來源是關(guān)鍵電力設(shè)備的故障隱患，但從故障隱患發(fā)展到故障一般時間較長，因此對電力設(shè)備的脆弱狀態(tài)及時掌握有利于有效遏制故障問題的發(fā)生。

2.4 配電網(wǎng)重構(gòu)技術(shù)

眾所周知，配電網(wǎng)的最基本特點(diǎn)是閉環(huán)設(shè)計(jì)、開環(huán)運(yùn)行，盡管分段開關(guān)數(shù)量多，但對應(yīng)的聯(lián)絡(luò)開關(guān)數(shù)量卻是較少的。這就使得供電路徑選擇的聯(lián)絡(luò)開關(guān)時常是常開狀態(tài)，分段開關(guān)用于故障隔離的是常閉狀態(tài)。配電網(wǎng)重構(gòu)技術(shù)主要是指在滿足網(wǎng)絡(luò)輻射狀約束和線路容量的基本前提下對配電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和開關(guān)閉合狀態(tài)進(jìn)行調(diào)整，以達(dá)到消除線路過載和提高供電質(zhì)量的目標(biāo)。

2.5 微網(wǎng)與需求側(cè)管理技術(shù)

微電源和負(fù)荷集合成為微網(wǎng)，其中系統(tǒng)熱量和電能的來源是微電源。相較于常規(guī)分布式能源，由電力電子器件實(shí)施能量轉(zhuǎn)換的微電源更加靈活。作為智能電網(wǎng)自愈控制的應(yīng)用基礎(chǔ)，微網(wǎng)的存在實(shí)現(xiàn)了削峰填谷，在減輕電網(wǎng)用電壓力的同時也促進(jìn)了能源利用率的提高。在各種激勵措施下，需求側(cè)管理的提出通過對用電方式的優(yōu)化確保電網(wǎng)安全、降低能源消耗，終端用戶的用電效率也極大提升。同時，需求側(cè)管理作為自愈控制的關(guān)鍵技術(shù)之一還實(shí)現(xiàn)了電網(wǎng)與用戶之間的互動，利用高效設(shè)備改造降低能源使用量，有力地推動了自愈控制技術(shù)創(chuàng)新。

3 結(jié) 論

作為電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)效率提升和保證客戶服務(wù)體驗(yàn)與供電質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，配電系統(tǒng)的重要性不容忽視。伴隨用戶對供電可靠性要求的提高，配電網(wǎng)在智能電網(wǎng)技術(shù)的推動下逐漸形成了相對完善的智能配電網(wǎng)執(zhí)行體系，而其中的自愈特征更是備受關(guān)注。自愈控制技術(shù)是下一代高配自動化技術(shù)的靈魂，同時也從根本上提升了配電資產(chǎn)的利用率，彰顯了智能配電網(wǎng)技術(shù)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益和實(shí)用化價值。發(fā)展到如今，智能配電網(wǎng)自愈控制技術(shù)單純依靠傳統(tǒng)控制方法顯然難以達(dá)到預(yù)期技術(shù)控制的目標(biāo)，因此積極掌握技術(shù)發(fā)展趨勢、提升智能配電網(wǎng)自愈控制的規(guī)范性就顯得很有必要，這對于提升電力系統(tǒng)管理質(zhì)量影響深遠(yuǎn)。