陸暢浩

（廣西聚源供電設(shè)計(jì)有限責(zé)任公司，廣西南寧 530022）

我國電網(wǎng)企業(yè)當(dāng)前階段對(duì)電力用戶與主網(wǎng)之間的密切關(guān)系十分重視，滿足用戶對(duì)于用電服務(wù)的相關(guān)需求。而配電網(wǎng)正是連接用戶與企業(yè)之間的關(guān)鍵橋梁，提高配電網(wǎng)系統(tǒng)的智能化控制是主要任務(wù)，實(shí)現(xiàn)自我檢驗(yàn)、自我調(diào)節(jié)、自我控制等基本任務(wù)，從而使配電工作效率在現(xiàn)有基礎(chǔ)上得到提升。

1 智能配電網(wǎng)自愈技術(shù)的基本概況

1.1 智能配電網(wǎng)自愈技術(shù)的概念內(nèi)涵

電力企業(yè)將電能通過電網(wǎng)輸送給用戶，所以配電網(wǎng)的覆蓋情況以及輸電能力是滿足用戶要求的基本條件。當(dāng)前智能化在多領(lǐng)域中充分發(fā)揮積極作用，智能配電網(wǎng)自愈技術(shù)也是現(xiàn)階段出現(xiàn)并逐漸代替?zhèn)鹘y(tǒng)配電網(wǎng)控制方式的新型技術(shù)手段。這一技術(shù)以智能控制為主，可以通過系統(tǒng)中的自我檢測模塊，及時(shí)檢測發(fā)現(xiàn)可能發(fā)生或已發(fā)生的錯(cuò)誤與故障，同時(shí)根據(jù)系統(tǒng)中對(duì)常規(guī)故障的處理方案來解決現(xiàn)存問題，避免對(duì)用戶的正常用電產(chǎn)生較大影響。這一技術(shù)的優(yōu)勢在于能夠不依靠較多的人力干預(yù)就能完成對(duì)配電網(wǎng)的診斷、調(diào)整及修復(fù)，它的主要任務(wù)是為了實(shí)現(xiàn)不間斷供電，即保證用戶用電的穩(wěn)定性。

1.2 智能配電網(wǎng)自愈技術(shù)的特征

從理論研究中來看，智能配電網(wǎng)自愈技術(shù)最基本的特征就是實(shí)現(xiàn)了配電網(wǎng)自我防御及自我恢復(fù)，在日常配電過程中系統(tǒng)會(huì)時(shí)刻保持這2種基本狀態(tài)，對(duì)產(chǎn)生的故障進(jìn)行有效防控與處理。自愈技術(shù)系統(tǒng)控制中心與人類的大腦功能相似，就是搜集并分析配電網(wǎng)運(yùn)行過程中所有的信息，在最短時(shí)間內(nèi)發(fā)現(xiàn)并捕捉異常信息就是自我防御能力的體現(xiàn)，然后尋找問題根源所在并及時(shí)按照合理處理方案對(duì)配電網(wǎng)進(jìn)行調(diào)整就是自我恢復(fù)能力的表現(xiàn)。自愈技術(shù)的這兩方面特征使配電網(wǎng)的輸電穩(wěn)定性得到顯著提升，進(jìn)而提高用戶對(duì)電力企業(yè)的滿意度。

1.3 智能配電網(wǎng)自愈技術(shù)的研究現(xiàn)狀

自愈控制系統(tǒng)的應(yīng)用對(duì)配電網(wǎng)的發(fā)展起到重要的推動(dòng)作用，使其從以往控制困難、電能輸送不穩(wěn)定、管理成本高等困難中脫離。這一技術(shù)最早源自美國，經(jīng)過我國科研人員的不斷努力，近些年國家電力企業(yè)對(duì)這一技術(shù)有了較深層的研究與掌握。相關(guān)研究學(xué)者根據(jù)我國配電過程中的實(shí)際情況對(duì)智能配電網(wǎng)自愈技術(shù)進(jìn)行合理改良，使其控制工作的效率達(dá)到較高水平。雖然這一技術(shù)已經(jīng)在配電網(wǎng)中得到較好的應(yīng)用效果，但客觀來講，自愈控制系統(tǒng)還不夠成熟，在一些方面還有較大的提升空間。例如，利用自愈技術(shù)需要在一定程度上增加配電網(wǎng)中的線路，這就造成電路損耗量上升，所以在未來的研究中需要對(duì)這類問題做出進(jìn)一步改進(jìn)，從而在防御能力、恢復(fù)速度、工作效率等方面得到進(jìn)步，提升電力企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。

2 自愈系統(tǒng)自動(dòng)化控制的主要目標(biāo)

在自愈系統(tǒng)進(jìn)行工作時(shí)，其主要的目標(biāo)就是實(shí)時(shí)控制配電網(wǎng)各線路的運(yùn)行狀況，對(duì)出現(xiàn)的故障及時(shí)、準(zhǔn)確、有效地響應(yīng)，進(jìn)而維持配電網(wǎng)能夠處于正常運(yùn)行狀態(tài)下解決故障。一般情況下，電網(wǎng)在運(yùn)行過程中具有2種基本狀態(tài)，分別為正常運(yùn)行以及非正常運(yùn)行2種方式。正常運(yùn)行則表示此時(shí)電網(wǎng)系統(tǒng)對(duì)于電能運(yùn)輸具有良好的控制力，進(jìn)一步細(xì)分該狀態(tài)為3種，即優(yōu)化、安全及警戒，如果電網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)入警戒運(yùn)行狀態(tài)，智能化控制系統(tǒng)就會(huì)做好控制準(zhǔn)備。同時(shí)對(duì)非正常狀態(tài)來說，也可以分為3種，即緊急、孤島及恢復(fù)狀態(tài)，其中恢復(fù)狀態(tài)是智能控制系統(tǒng)展開有效措施后得到的結(jié)果，其能夠進(jìn)一步回到警戒狀態(tài)，如圖1所示。

圖1 智能配電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)及相互轉(zhuǎn)化

具體分析自愈系統(tǒng)在進(jìn)行自動(dòng)化控制的過程中，若發(fā)現(xiàn)配電網(wǎng)處于非正常狀態(tài)，就會(huì)通過分析數(shù)據(jù)信息，找到故障產(chǎn)生的具體位置，同時(shí)發(fā)出故障處理指令，使該位置進(jìn)行修復(fù)。在開展自愈控制后能夠得到不同的結(jié)果，一般包括3種，即理想控制、控制底線及控制失敗。理想控制的具體表現(xiàn)包括避免故障的發(fā)生以及故障后不失去負(fù)荷；控制底線表現(xiàn)為故障后失去部分負(fù)荷；最壞的結(jié)果就是控制失敗，表現(xiàn)為故障后電網(wǎng)癱瘓，如圖2所示。自愈系統(tǒng)現(xiàn)階段對(duì)智能化水平的要求進(jìn)一步提高，一些研究學(xué)者利用仿生學(xué)原理對(duì)自愈系統(tǒng)強(qiáng)化與改善，使其在處理故障問題時(shí)能夠更貼近于人類的思考能力，不僅可以對(duì)已出現(xiàn)的問題嚴(yán)格控制，同時(shí)還能對(duì)故障可能產(chǎn)生的后果進(jìn)行延伸思考，從而避免其他位置受到故障負(fù)面作用的影響，更有效地保護(hù)了配電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

3 自動(dòng)化技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方式

3.1 時(shí)序配合就地控制

實(shí)現(xiàn)自愈系統(tǒng)的自動(dòng)化控制有賴于控制系統(tǒng)中各裝置的協(xié)調(diào)配合，它們共同作用才能保證自愈系統(tǒng)維持穩(wěn)定的運(yùn)行作態(tài)。時(shí)序配合就地控制顧名思義，就是不需要將運(yùn)行中出現(xiàn)的問題反應(yīng)到主站，其終端就能直接處理故障。自愈系統(tǒng)可以直接對(duì)終端進(jìn)行控制。在確定故障發(fā)生具體位置時(shí)，自我保護(hù)裝置能夠?qū)υ搮^(qū)域進(jìn)行部分隔離，其他部分進(jìn)行正常供電。這種控制方式具有故障處理發(fā)現(xiàn)早、反應(yīng)迅速等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)于具有較多支路的變電站來說，這一方式較為適合。但在利用這種控制方法時(shí)還需要注意故障處理的準(zhǔn)確性，終端控制較為簡單，所以在故障檢測與維護(hù)過程中需要多次調(diào)整，以達(dá)到恢復(fù)正常運(yùn)行的目的，這就造成故障區(qū)域停電時(shí)長較長，帶來不利影響。

圖2 電網(wǎng)自愈控制區(qū)域圖

3.2 運(yùn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視控制

這種控制方式在現(xiàn)有配電網(wǎng)自愈系統(tǒng)中的使用較為廣泛，其應(yīng)用范圍與其他控制方式相比更廣，所需條件較少。實(shí)時(shí)監(jiān)視就是對(duì)配電網(wǎng)所有線路以及變電站在工作中的狀態(tài)進(jìn)行持續(xù)掌握。實(shí)現(xiàn)這種監(jiān)控方式就要保證故障指示裝置分布在各種電力設(shè)備中，從而在這些設(shè)備出現(xiàn)問題時(shí)能夠及時(shí)有效地被指示器捕捉，然后將故障信號(hào)傳遞給控制中心。實(shí)時(shí)監(jiān)視控制上報(bào)的故障信息精準(zhǔn)性較高，能將故障的類型、產(chǎn)生位置等重要內(nèi)容同時(shí)上報(bào)，進(jìn)而提高了控制工作的效率。這種控制方式所需要的恢復(fù)時(shí)間相對(duì)較短，同時(shí)對(duì)設(shè)備的要求較低，在投資成本方面也相對(duì)較低。

3.3 配電自動(dòng)化主站集中控制

這種控制方式的最大特點(diǎn)在于所有的控制指令都需要由主站發(fā)出，從而達(dá)到集中控制的目的。當(dāng)配電網(wǎng)中的某一位置出現(xiàn)故障時(shí)，配電終端會(huì)將故障信息上傳給主站，主站的控制中心會(huì)根據(jù)信息內(nèi)容對(duì)確定具體位置，從而對(duì)正常供電區(qū)與非正常供電區(qū)進(jìn)行劃分。出現(xiàn)故障的區(qū)域立即執(zhí)行停止供電的指令，同時(shí)按照主站的故障處理指令來進(jìn)行自我恢復(fù)，最終解除故障。這種控制方式在處理問題時(shí)所需時(shí)間較長，但是其故障檢測的準(zhǔn)確性較高，主站通過對(duì)數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)計(jì)算更好地給予處理方案，從而針對(duì)性解決故障問題。

3.4 分布式智能終端就地控制

這種控制方式是對(duì)就地控制的改良與完善，使智能終端代替?zhèn)鹘y(tǒng)終端，從而保證與保護(hù)裝置之間具有更直接更緊密的交流，在故障產(chǎn)生時(shí)終端與保護(hù)裝置共同作用，從而對(duì)故障位置進(jìn)行區(qū)域性隔離，逐步開展故障處理工作。該控制可以進(jìn)一步劃分為自主重構(gòu)與協(xié)作重構(gòu)2種類型，兩者之間不大的差異就是是否依靠通信系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)故障位置的檢測。自主重構(gòu)不需要通信傳遞故障信息，可以自身進(jìn)行開關(guān)試合確定故障具體位置，所以需要的檢測時(shí)間較長。協(xié)作重構(gòu)利用通訊系統(tǒng)的協(xié)助，更快地獲取故障位置信息，但需要的成本投資相對(duì)較大。

3.5 智能終端與主站協(xié)調(diào)綜合控制

現(xiàn)階段將智能終端與主站進(jìn)行同時(shí)調(diào)節(jié)與控制是配電網(wǎng)自愈系統(tǒng)升級(jí)過程中十分重視的內(nèi)容，想要實(shí)現(xiàn)兩者的協(xié)同綜合控制，需要經(jīng)過更嚴(yán)密、更復(fù)雜的過程。這一控制方式的實(shí)現(xiàn)要求分布式智能終端都能具有獨(dú)立的控制功能，同時(shí)主站也能夠起到故障信息的集中分析與輔助作用。綜合控制適用于大型電力企業(yè)的配電網(wǎng)運(yùn)行，這種配電網(wǎng)在運(yùn)行過程中的情況更為復(fù)雜，所以需要控制技術(shù)高效率確定與解決故障，從而縮短停電時(shí)長，減少故障檢修過程對(duì)用戶帶來的不便。

4 結(jié)束語

電力企業(yè)無論在哪一發(fā)展階段，都需將完善與強(qiáng)化配電網(wǎng)的運(yùn)行作為主要任務(wù)。智能化自愈系統(tǒng)是當(dāng)前乃至未來一段時(shí)間內(nèi)配電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制的重要途徑，所以加強(qiáng)對(duì)這方面的研究十分必要，也是電力企業(yè)提高配電安全性與穩(wěn)定性的關(guān)鍵。