王思群，王 啟

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0 引 言

當(dāng)前的能源行業(yè)中，配電網(wǎng)的穩(wěn)定性和可靠性是保障供電安全和高效運(yùn)行的關(guān)鍵。隨著技術(shù)的進(jìn)步和電網(wǎng)的復(fù)雜性增加，傳統(tǒng)的故障定位方法面臨著種種挑戰(zhàn)，如故障檢測的不精確性和系統(tǒng)恢復(fù)響應(yīng)的延遲等問題[1-2]。這些挑戰(zhàn)不僅影響電網(wǎng)的正常運(yùn)行，還增加運(yùn)維成本，不利于電力供應(yīng)安全?；诖耍恼绿岢鲆环N基于智能感知技術(shù)的配電網(wǎng)故障定位與智能恢復(fù)方法研究，通過快速檢測和定位故障并及時隔離和修復(fù)，以提升電網(wǎng)的可靠性。

1 智能終端與故障定位通信方式研究

1.1 智能終端在故障自愈中的作用

自愈能力不僅是智能配電網(wǎng)作為自適應(yīng)系統(tǒng)的主要能力，還是構(gòu)建未來電力系統(tǒng)的核心功能。這種自愈能力包括自我預(yù)防、自我診斷及自我修復(fù)等多個方面。借助這一機(jī)制，系統(tǒng)能夠精確地發(fā)現(xiàn)潛在或已發(fā)生的問題，并迅速采用合適的技術(shù)和策略進(jìn)行響應(yīng)和修復(fù)，從而最大限度地提高電網(wǎng)的效率和對異常事件的快速響應(yīng)能力。此外，這種高度整合的智能化管理機(jī)制大幅提高電網(wǎng)的運(yùn)行效率和在面對多樣化緊急情況時的適應(yīng)能力[3]。

1.2 智能終端與故障定位的通信方式

分布式饋線自動化（Feeder Automation，F(xiàn)A）可分為速動型分布式FA 和緩動型分布式FA?！杜潆娮詣踊悄苓h(yuǎn)程終端單元技術(shù)規(guī)范》（GB/T 35732—2017）指定信息交互和故障處理時間，如表1 所示。

表1 分布式FA 的技術(shù)要求 單位：ms

2 基于智能感知技術(shù)的配電網(wǎng)故障定位與智能恢復(fù)方法研究

為提升分布式電源的效益并保證配電網(wǎng)的穩(wěn)定性，開發(fā)并執(zhí)行整合分布式發(fā)電（Distributed Generation，DG）的智能配電網(wǎng)自愈策略十分重要。這些策略必須深入洞察分布式電源接入時的動態(tài)變化，并靈活適應(yīng)配電網(wǎng)的即時變動。通過采用預(yù)測技術(shù)、實(shí)時數(shù)據(jù)分析以及自動化控制系統(tǒng)來提升配電網(wǎng)的效能，確保在分布式電源并入的情況下，即使遭遇極端事件或意外情況，配電網(wǎng)也能維持其穩(wěn)定性和供電效率。智能分布式饋線自動控制線路如圖1 所示，聯(lián)絡(luò)開關(guān)LB和斷路器CB均被準(zhǔn)確標(biāo)出。在正常運(yùn)行模式下，分段開關(guān)處于斷開狀態(tài)[4]。在這種配置下，智能配電網(wǎng)終端單元（Smart Terminal Unit，STU）具備捕獲和處理故障電流的能力，且可以與開關(guān)設(shè)備進(jìn)行通信。智能終端可以精確地操控其所連接的開關(guān)，從而實(shí)施故障檢測、故障定位、故障隔離以及恢復(fù)供電等操作。

圖1 智能分布式饋線自動控制線路

2.1 故障檢測

在配電系統(tǒng)發(fā)生故障，特別是圖1 中的點(diǎn)F處出現(xiàn)問題時，線路上安裝的智能傳感器STUC會迅速偵測到不正常的電流流動。這一偵測機(jī)制促使STU1迅速響應(yīng)，捕捉異常電流，并立即對這一異常情況進(jìn)行編碼，標(biāo)記為“1”。該過程完成后，STU1不會停滯，會將捕獲到的信息迅速、準(zhǔn)確地傳遞給下一個智能終端STU2。在接收到STU1傳來的故障信號后，STU2則承擔(dān)起進(jìn)一步的診斷任務(wù)。

2.2 故障定位

若檢測到進(jìn)線開關(guān)已處于斷開狀態(tài)，智能終端會利用這一關(guān)鍵信息，結(jié)合開關(guān)的狀態(tài)和流經(jīng)各節(jié)點(diǎn)的電流數(shù)據(jù)，分析判定故障位置。通過這些數(shù)據(jù)分析，智能終端得出結(jié)論，故障確實(shí)發(fā)生在節(jié)點(diǎn)1 與節(jié)點(diǎn)2之間的線路。這個判斷過程不僅是基于進(jìn)線開關(guān)的狀態(tài)，還可能結(jié)合其他傳感器的反饋信息，如電壓下降、電流突增等異變信號，從而提升故障定位的準(zhǔn)確性。在智能終端確定故障的精確位置后，智能配電網(wǎng)中的自動化系統(tǒng)會迅速進(jìn)入故障隔離階段。

2.3 故障隔離與恢復(fù)

一旦智能終端完成故障檢測與定位操作，將依據(jù)預(yù)設(shè)的應(yīng)急計劃激活故障隔離程序，確保配電網(wǎng)絡(luò)在面臨突發(fā)故障時能夠迅速且高效地恢復(fù)正常運(yùn)行，從而確保電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行[5]。智能終端會指導(dǎo)維修團(tuán)隊檢查出現(xiàn)問題的設(shè)備，并根據(jù)實(shí)際情況采取相應(yīng)的措施。在某些情況下，如果系統(tǒng)設(shè)計允許，故障隔離后智能終端可以啟用備用系統(tǒng)，為受影響區(qū)域臨時供電，確保電力供應(yīng)的連續(xù)性。在維修或更換故障設(shè)備時，智能終端會實(shí)時監(jiān)控整個電網(wǎng)的運(yùn)作狀態(tài)，調(diào)整配電策略，優(yōu)化負(fù)荷分配，減少故障對用戶的影響。根據(jù)故障位置的信息，配電網(wǎng)的控制系統(tǒng)會計算出一條最優(yōu)的供電路徑，以便在不影響其他用戶正常用電的前提下，通過操作其他分支線路上的開關(guān)，有效隔離故障線路與健康線路。這種敏捷的響應(yīng)能力不僅能夠縮小故障影響范圍，而且能夠提升電網(wǎng)的可靠性。這些操作都高度自動化執(zhí)行，確保配電網(wǎng)絡(luò)在面臨突發(fā)故障時能夠迅速、高效地恢復(fù)正常運(yùn)行。檢測流程如圖2 所示。

圖2 檢測流程

建立斷路器處STUC的模型如圖3 所示。該模塊的作用是控制此處斷路器的開合，同時接收來自聯(lián)絡(luò)開關(guān)的信號。

圖3 斷路器處STUC 模型

3 結(jié) 論

隨著科技的不斷演進(jìn)，智能感知技術(shù)的發(fā)展在提升配電網(wǎng)絡(luò)故障診斷與修復(fù)方面的應(yīng)用前景日益廣泛。這種技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)快速且精確的故障探測功能，進(jìn)而加速故障的精確定位，并優(yōu)化修復(fù)流程。這不僅大幅增強(qiáng)電力系統(tǒng)處理緊急情況的能力，也極大地改善電網(wǎng)服務(wù)的整體質(zhì)量。在目前的電力行業(yè)背景下，智能感知技術(shù)已成為增強(qiáng)配電網(wǎng)故障檢測與恢復(fù)能力的關(guān)鍵，并逐步轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏ο到y(tǒng)領(lǐng)域科研和技術(shù)進(jìn)步的熱點(diǎn)。這項技術(shù)的深入應(yīng)用遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越傳統(tǒng)的故障檢測和快速響應(yīng)范疇。因此，進(jìn)一步研究并推廣智能感知技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用，對于推動能源行業(yè)向智能化、數(shù)字化以及綠色化轉(zhuǎn)型具有十分重要的戰(zhàn)略意義。