劉瑞慶 李 源 譚 旺 高 欣

（國網(wǎng)烏魯木齊供電公司）

0 引言

配電網(wǎng)是當(dāng)前我國主要的城市供電體系，將直接影響電能供應(yīng)質(zhì)量及使用的安全性。為保障廣大群眾正常的生產(chǎn)生活，配網(wǎng)帶電作業(yè)技術(shù)得到了極大的發(fā)展，所涉及的領(lǐng)域范圍不斷擴(kuò)大，各類帶電作業(yè)項(xiàng)目隨之增加。但從實(shí)際情況來看，開展配網(wǎng)不停電作業(yè)的危險(xiǎn)系數(shù)較高，員工的安全得不到保障。由此就需要優(yōu)化現(xiàn)有引流線固定裝置調(diào)試系統(tǒng)，結(jié)合各類控制模型、調(diào)節(jié)模型，提高引流線固定裝置調(diào)試系統(tǒng)的自動(dòng)化、智能化程度，突出配網(wǎng)不停電作業(yè)在測控、調(diào)試等方面的性能優(yōu)勢。

1 引流線固定裝置的參數(shù)調(diào)節(jié)與辨別模型

1.1 引流線固定裝置參數(shù)調(diào)節(jié)

在正式開展引流線固定裝置調(diào)試系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)之前，相關(guān)技術(shù)人員首先需明確有關(guān)的參數(shù)信息。以隨機(jī)頻率擾動(dòng)為實(shí)驗(yàn)背景，結(jié)合實(shí)際狀況建立引流線固定裝置的參數(shù)調(diào)節(jié)模型，結(jié)合均衡配置及控制系統(tǒng)閉環(huán)識(shí)別等多種方法，測得在配網(wǎng)不停電施工作業(yè)下引流線固定裝置的相關(guān)梯度函數(shù)F（x）。通過分析變壓器的超標(biāo)特征分量，技術(shù)人員可獲取較為精確的電壓閉環(huán)分布函數(shù)，綜合其他裝置設(shè)備，即可得到配電網(wǎng)的輸出耦合狀態(tài)函數(shù)A，具體計(jì)算公式如下：

其中，ki代表特征數(shù)據(jù)集；Xn、Yn－t代表引流線固定裝置的相關(guān)參數(shù)分布集。

以此為基礎(chǔ)，技術(shù)人員可通過計(jì)算阻抗角獲取在通電狀態(tài)下引流線的無功＋有功聯(lián)合平抑耦合參數(shù)B，具體計(jì)算公式如下：

式中，λ代表加裝隔直裝置時(shí)產(chǎn)生的特征分量參數(shù)。通過分析均直或隔直裝置混合使用的技術(shù)，及引流線固定調(diào)試設(shè)備的干擾抑制性能，技術(shù)人員可獲取通電狀態(tài)下引流線固定裝置在不同直流電路中穩(wěn)定運(yùn)行的特征參數(shù)值v（xk），并判斷中性點(diǎn)可通過的最大電流參數(shù)，以此創(chuàng)建合理的參數(shù)調(diào)節(jié)動(dòng)態(tài)模型。此時(shí)可得到不停電情況下引流線固定裝置輸出功率及能量的分布函數(shù)E＇TX，具體計(jì)算公式如下：

其中，?2F（x）代表函數(shù)F（x）的第k次迭代總值。結(jié)合當(dāng)前引流線固定裝置中的繼電保護(hù)器動(dòng)作分量，可獲取相應(yīng)的信息分布長度，隨后經(jīng)過均值裝置處理后可得到擴(kuò)頻分量，變壓器的耐受短路電流CT＇（f）計(jì)算方式如下：

此時(shí)，若采用最大偏磁電流檢測法，則可得到引流線固定裝置的輸出響應(yīng)頻譜調(diào)節(jié)參數(shù)CT＇（f）YT＇（f），具體計(jì)算方式如下：

式中，c－1代表在隨機(jī)頻率擾動(dòng)下，引流線固定裝置的特征量；c＋1代表第i臺(tái)變壓器的中性點(diǎn)參數(shù)。依據(jù)相關(guān)調(diào)試模型及調(diào)節(jié)結(jié)果，可使引流線固定裝置調(diào)試系統(tǒng)得到有效控制。

1.2 引流線固定裝置的閉環(huán)辨識(shí)模型

結(jié)合之前的相關(guān)公式數(shù)據(jù)可知，引進(jìn)控制系統(tǒng)閉環(huán)辨識(shí)的模式可對現(xiàn)有引流線固定裝置的穩(wěn)態(tài)電壓及電流進(jìn)行合理調(diào)節(jié)，由此可得到分布結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示。

圖1 配網(wǎng)不停電作業(yè)下的引流線分布結(jié)構(gòu)

結(jié)合圖1所示模型，引流線固定裝置調(diào)試系統(tǒng)在直流狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)，其直流偏磁電流控制微分參數(shù)M的表達(dá)式如下：

其中，xi及xj分別代表了無功及有功聯(lián)合平抑參數(shù)特征。結(jié)合變壓器中性點(diǎn)的用電功率增益特性，相關(guān)技術(shù)人員可獲取引流線固定裝置的裕度函數(shù)ρ（t），具體計(jì)算方式如下：

式中，μ代表通電狀況下引流線的變化波動(dòng)數(shù)值。在特定的轉(zhuǎn)速階段，結(jié)合引流線固定裝置的相關(guān)程控參數(shù)模型，可確定其聯(lián)合特征狀態(tài)方程：

其中，、分別代表了電壓閉環(huán)狀態(tài)下的兩個(gè)隨機(jī)序列節(jié)點(diǎn)。通過利用通電引流線固定裝置調(diào)試系統(tǒng)，可獲取慣量在滯后映射條件下，可使得不停電引流線固定裝置調(diào)節(jié)分區(qū)處于收斂狀態(tài)的最優(yōu)解L，此時(shí)即可得到在電壓不穩(wěn)定狀態(tài)下的尋優(yōu)控制函數(shù)Fj：

結(jié)合控制系統(tǒng)閉環(huán)辨識(shí)的方式，可對引流線固定裝置持續(xù)輸出較為穩(wěn)定的電壓，此時(shí)其閉環(huán)識(shí)別模型特征解z的計(jì)算公式為：

式中，2≤c≤n即為引流線固定裝置的實(shí)際特征值。在弱交流電系統(tǒng)的影響下，引流線固定裝置可有針對性地控制其特征解分布，從而達(dá)到自動(dòng)調(diào)控的目的［1］。

2 固定裝置參數(shù)優(yōu)化與系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)

2.1 引流線固定裝置調(diào)試參數(shù)優(yōu)化解析

結(jié)合功率增量特征分析模式，技術(shù)人員可建立引流線固定裝置調(diào)試系統(tǒng)負(fù)荷配置模型，此時(shí)其功率特征統(tǒng)計(jì)函數(shù)WCH（i）的計(jì)算式為：

若是采用電壓及有功波動(dòng)同時(shí)控制的方式，可獲得引流線固定裝置調(diào)試系統(tǒng)的鏈路控制公式：

其中，xz代表引流線固定裝置調(diào)試系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行功耗；rx代表了功率因數(shù)角；y代表了恒轉(zhuǎn)速時(shí)期控制下的參數(shù)值。此時(shí)依據(jù)最大有功波動(dòng)的恒額定轉(zhuǎn)速數(shù)值，可計(jì)算有功狀態(tài)下的平滑參數(shù)Tc：

式中，1＋γi代表初始迭代參數(shù)；βq代表融合控制波動(dòng)分量。參考引流線固定裝置的實(shí)際輸出電能功率，可創(chuàng)建無功狀態(tài)下解耦控制參數(shù)模型公式：

式中，K代表受到功率波動(dòng)分量影響而產(chǎn)生的電壓波。若此時(shí)引進(jìn)電壓安全優(yōu)化的方式，可得到通電狀態(tài)下引流線固定裝置調(diào)試系統(tǒng)的穩(wěn)定輸出函數(shù)：

式中，ε代表引流線固定裝置調(diào)試系統(tǒng)的最小常數(shù)值。通過該公式可精確計(jì)算機(jī)端電壓的輸出優(yōu)化參數(shù)，參考引流線固定裝置的耦合性，技術(shù)人員可創(chuàng)新配套的參數(shù)優(yōu)化解模型，為后續(xù)的系統(tǒng)升級優(yōu)化提供理論支持。

2.2 系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)

結(jié)合上文內(nèi)容，在功率較為穩(wěn)定的區(qū)間內(nèi)創(chuàng)建引流線固定裝置調(diào)試系統(tǒng)負(fù)荷配置模型，可結(jié)合隔直裝置及等效電網(wǎng)慣量融合控制裝置，來獲得引流線固定裝置狀態(tài)矢量方程：

式中，φ代表恒轉(zhuǎn)速階段的線性控制參數(shù)大小。若是在最大功率跟蹤階段，可設(shè)計(jì)引流線固定裝置調(diào)試系統(tǒng)的參數(shù)配置模型，獲取在功率波動(dòng)狀態(tài)下的實(shí)際幅頻特征，并結(jié)合傅里葉變換等計(jì)算方式優(yōu)化引流線固定裝置調(diào)試系統(tǒng)，此時(shí)可得到反饋系統(tǒng)的設(shè)計(jì)優(yōu)化參數(shù)表達(dá)式：

其中，a代表了交流狀態(tài)下系統(tǒng)側(cè)的濾波參數(shù)值。由此可對引流線固定裝置調(diào)試系統(tǒng)進(jìn)行有效的控制、優(yōu)化設(shè)計(jì)［2］。

3 仿真與實(shí)驗(yàn)結(jié)果

為判斷本文選擇的引流線固定裝置調(diào)試系統(tǒng)優(yōu)化措施是否可行，相關(guān)人員設(shè)計(jì)了如下的仿真實(shí)驗(yàn)。首先需在實(shí)驗(yàn)室中控制引流線固定裝置可承受的最大頻率為15kHz，最大低頻功率波動(dòng)為24kW，此時(shí)可輸出有用波動(dòng)為53kW，且額定功率因數(shù)約為0.37，電壓閉環(huán)參數(shù)約為0.16，其他參數(shù)值見下表。

表 配網(wǎng)不停電作業(yè)引流線的參數(shù)設(shè)定

3.1 以往常用兩類配網(wǎng)不停電作業(yè)方法

第一，旁路負(fù)荷開關(guān)作業(yè)方式，主要利用了柔性電纜、旁路負(fù)荷開關(guān)、快速連接電纜接頭等部件，可在待檢修線路邊搭建臨時(shí)供電線，通過旁路負(fù)荷開關(guān)實(shí)現(xiàn)電路的轉(zhuǎn)供，從而實(shí)現(xiàn)用戶的不間斷供電。利用該作業(yè)方式具有以下優(yōu)點(diǎn)：不僅可增大作業(yè)空間，避免相位不一致導(dǎo)致的安全事故問題，同時(shí)也可實(shí)現(xiàn)不同距離線路的旁路轉(zhuǎn)供，利用插拔式T型中間接頭保障用戶正常用電。其缺點(diǎn)在于需投入大量人力、物力、財(cái)力且極易出現(xiàn)接頭發(fā)熱問題，無法開展故障識(shí)別。

第二，橋接施工作業(yè)方式，所用零部件與第一種方式類似，可斷開故障線路并重新搭接備用線路，實(shí)現(xiàn)電流的迅速轉(zhuǎn)移，不會(huì)損失線路負(fù)荷。利用該方法工作量較小，且滿足供電線路的不間斷檢修要求，但在此期間也極易出現(xiàn)線路續(xù)接點(diǎn)故障問題，影響線路安全［3］。

3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

在調(diào)試好引流線固定裝置的參數(shù)后，利用引流線固定裝置調(diào)試系統(tǒng)進(jìn)行控制，可獲得機(jī)端電壓調(diào)試輸出結(jié)果，如圖2所示。

圖2 三種方法的機(jī)端電壓調(diào)試輸出比較

由圖可知，由上到下三條線分別代表本文提到的引流線固定裝置優(yōu)化方法、旁路負(fù)荷開關(guān)作業(yè)方法及橋接施工作業(yè)方法，相較而言，本文采用的方式具有輸出穩(wěn)定性良好、功率控制性強(qiáng)的優(yōu)勢。若是測試有功功率輸出情況，可得到如圖3所示的結(jié)果。

圖3 三種方法的輸出有功功率比較

由圖可知，由左到右三條線分別代表旁路負(fù)荷開關(guān)作業(yè)方法、橋接施工作業(yè)方法及本文提到的引流線固定裝置優(yōu)化方法，相較而言，本文采用的方式其輸出控制功率的增益性較為顯著。若是比較輸出穩(wěn)定性，則可得到如圖4所示的結(jié)果。

圖4 三種方法的輸出控制穩(wěn)定性比較

由圖可知，由上到下三條線分別代表本文提到的引流線固定裝置優(yōu)化方法、旁路負(fù)荷開關(guān)作業(yè)方法及橋接施工作業(yè)方法，相較而言，本文采用的方式穩(wěn)定性更高，具有較為良好的使用優(yōu)勢［4］。

4 結(jié)束語

綜上而言，在隨機(jī)頻率擾動(dòng)的條件下，相關(guān)工作人員可通過設(shè)計(jì)配網(wǎng)不停電作業(yè)引流線固定裝置模型的方式，引進(jìn)無功＋有功聯(lián)合平抑的模式，實(shí)現(xiàn)各數(shù)據(jù)信息的自適應(yīng)調(diào)節(jié)，對整個(gè)作業(yè)裝置開展自動(dòng)化、智能化控制。結(jié)合實(shí)際仿真實(shí)驗(yàn)可知，利用本文的引流線固定裝置調(diào)試系統(tǒng)優(yōu)化措施，可有效提高配電網(wǎng)電壓及電流的穩(wěn)定性，保證輸出功率的可控性，進(jìn)一步為電力工作人員的生命健康安全提供保障。