智能配电网自愈技术及其经济评价

【摘 要】配电网的自愈技术是智能配电网建设试点项目建设的重要内容。本文主要介绍了配电网自愈技术的主要研究内容，还对我国配电网自愈技术研究项目的特点进行分析，针对不同的配电网自愈技术进行了经济评价。

【关键词】智能配电网；自愈技术；经济评价

1 前言

智能配电网的特点就是通过操作来实现自愈控制，最早是由美国的电力科学研究院和国防部在复杂的交互式网络和系统计划中提出来的。智能配电网自愈控制能够在不同层次和区域的配电网中实现全面协调和优化控制，使其能够具有自我感知、自我诊断、自我决策的能力，从而实现配电网在不同条件下进行安全可靠和经济运行。目前，智能配电网自愈控制能够优化电网，并且保障电网能够正常运行，在一些极端情况下能够提供解决方案来保障分布式电力系统和存储设备独立运行。智能配电网自愈是技术是未来发展的一种必然趋势。

2 智能配电网自愈技术的体系结构

2.1 自愈控制目标

智能配电网自愈控制目标就是操作过程中能够及时发现、预防和隔离各种潜在的问题和隐患，积极抵制外部严重故障，维持系统能够在故障状态下连续运行，快速修复故障和恢复供电的独立运行。通过减少配电网操作手动干预，降低故障对电网和用户产生的影响。智能配电网自愈控制目标是事实自愈策略和控制措施的基础，同时也是评价自愈控制效果的一个有力的依据。

2.2 方案设计

智能配电网自愈控制技术的实现方案就是为了能够实现自愈控制的目标，将会直接决定了自愈控制效果和成本。以下我们对智能配电网自愈控制的方式进行分析：

2.2.1 集中控制方式

主要依靠具有先进的分析功能的主站来完成，它需要一个系统在发生故障后将测量到的信息发送到主站。然后通过分析计算来确定故障类型，最后对故障进行定位，形成决策控制，然后将决策发送到智能保护装置或终端执行，整个故障过程主要依赖于主站的。集中控制的需要主站和终端设备有大量的数据通信，分析决策只能由主站进行，花费的时间比较长，很难满足速度清除故障的要求，因此，通过这种方式完全实现自愈控制是难以实现的。

2.2.2 分散控制方式

分散的控制方式主要依靠保护装置和智能终端之间的相互配合来实现自愈控制。其清除故障主要是由局部的故障保护设备或智能终端来进行控制的。分散控制方式具有效率高和可靠性很强的有点，其智能终端设备和保护装置之间存在一定的协作关系，能够有效对故障进行清除。在未来基于多代理的分布式技术将会使得分散控制方式的得到有效的推广。

2.2.3 集中和分散协调控制方式

采取集中控制和分散控制进行相互协调的控制，能够实现分级的控制。主要依靠保护装置在故障清除来实现有效的合作，在故障修护阶段主要取决于计算控制命令来实现。分散控制方式能够使得故障快速清楚，另一方面，集中控制方式能够协调全局，能够适应网络结构的变化和系统运行方式，是现阶段广泛应用的自愈控制。自愈控制目标、自愈控制技术不仅应该考虑区域基础和条件，还要随着技术的发展进一步完善。

2.3 实施基础

自愈控制技术是以配电自动化为实施基础，需要满足以下一些基本条件：

（1）配备了各种各样的智能开关设备和配电终端设备；

（2）在系统中还要采用双电源或多电源的存储设备，具有灵活和可靠的网络拓扑结构；

（3）需要具有可靠的通信网络和强大的信息处理能力；

（4）还要拥有具有能够独立分析、计算和处理故障信息的主站系统。与传统的配电自动化技术进行比较，自愈控制技对到主站系统的要求更高，能够满足DG的灵活接入需求。

3 基于对等通信的分布式智能自愈技术

3.1 分布式智能自修复技术的功能

分布式智能自愈技术能够使用相应的过流故障自愈技术可以尽可能减少人为的干预，使用先进的监测手段，通过支持IP之间点对点的通信来实现实时故障检测和的数据交换，实现不依赖于主机的故障隔离和恢复，在故障发生时可以迅速隔离故障，自动恢复供电，不影响用户的正常用电。对等通信网络组成的光纤以太网交换机和局域网组成，使用对等式通信网络，网络中所有主机都是平等的关系，而不是一个主从的关系。每台主机都能够接收发送信息，其他主机可以同时收到。对等通信网络协议可以有效地解决这一问题，并能够解决系统之间的碰撞问题。采用对等式的通信网络，对智能终端设备的都能够发起通信，相邻开关故障信息能够进行整合，不需要保护主站就能够实现故障定位和隔离，缩短故障处理的时间，适用于配电网络拓扑结构频繁的要求。

3.2 中压配电网闭环运行的智能自愈技术

电缆环网的闭环操作是指环网两侧的电源来自同一总线，为了避免电源电压存在不符合的问题。环网柜进线开关采用中断故障电流断路器，对分布式智能控制网络进行有效的保护，在线路出现故障时直接跳出线路故障区域，，使故障的部分用户的供电不受影响，实现无缝的自我修。还能够选择其中一个环网柜和其他变电站进行接触，备用电源作为电源故障的主要电源。两个电源断路器都配有极限的速度保护和后备保护网络的保护。

4 对不同的配电网自愈技术的经济评价

配电网自愈技术需要拥有大量的投资，所以应该考虑输入和输出之间的实际产出比，需要根据用户区域供电可靠性的要求，对某些负载浓度区域和敏感区域经济上可行来选择自愈技术。因此，有必要深入研究停电给电力用户带来的影响，建立停电时间、停电次数和社会经济损失之间的关系，为配电网自愈技术提供合理的经济评价基础。我们可以从厦门电网的实际情况出发，分析厦门电网运行的情况，对厦门重要用户的供电可靠性和电能质量敏感度进行分类，提出了厦门电网的瞬时停电和电压突降的停电损失的度量模型，对该地区的电网运行提供一个有效的指导依据。

5 结论

智能配电网自愈控制技术已成为提高配电网供电可靠性和安全性的一个重要的途径，能够抵御连锁故障和大面积停电事故的发生，可以有效解决DG接入的主要技术手段。智能配电网自愈技术能够有效保障供电的稳定性，给用户用电提供有效的保障，能够降低由于停电带来的经济损失，具有非常广阔的市场前景。

参考文献：

[2]董旭柱，黄邵远，陈柔伊，李鹏，张文峰. 智能配电网自愈控制技术[J].电力系统自动化，2012（18）.

[4]鲁云云.智能配电网的自愈控制技术研究[D].兰州理工大学，2013.