淺談智能配電網(wǎng)自愈控制技術(shù)

摘 要：實現(xiàn)電網(wǎng)自愈控制是配電網(wǎng)智能化的標(biāo)志，文章通過對智能電網(wǎng)自愈控制的目標(biāo)和軟硬件體系架構(gòu)進行研究，從而深入分析了智能配電網(wǎng)自愈控制技術(shù)，對其基本方法和所需技術(shù)都做了分析，并且提出了建議和目的方法結(jié)果結(jié)論

關(guān)鍵詞：智能；配電網(wǎng)；自愈控制

中圖分類號：TM76 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2015）33-0012-02

1 背景概述

我國的城市化進程加快，城市規(guī)模越來越大，加上廣大的農(nóng)村的用電量也逐漸加大，這就要求電網(wǎng)的輸送配電能力急需增強，尤其是其信息化和自動化的能力必須得到提升。盡管如此，我國配電網(wǎng)依然面臨著很多的挑戰(zhàn)和機遇，如何抓住這些機遇迎接挑戰(zhàn)就成為了關(guān)鍵的問題。這也是智能配電網(wǎng)自愈技術(shù)提出的原因，能夠?qū)崿F(xiàn)自愈是智能配電網(wǎng)的重要特征之一，所以如何實現(xiàn)電網(wǎng)的智能化，關(guān)鍵就是看其是否具有自愈功能。所謂的自愈就是指電網(wǎng)能夠自己通過一些設(shè)備完成對自身進行檢測，然后根據(jù)一些標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)置對自己的運行狀況進行優(yōu)化，或者還能實現(xiàn)對一些突發(fā)的故障進行自我處理，采用隔離等方法實現(xiàn)供電網(wǎng)的穩(wěn)定運行。

配電網(wǎng)自愈控制其原理是指利用電網(wǎng)可以調(diào)用的所有資源來預(yù)測電網(wǎng)可能存在的隱患和可能會受到的一些干擾因素，這樣就可以提前對其進行預(yù)防維修和提前控制，這樣就可以最大限度的幫助電網(wǎng)運行正常。從這個過程中可以發(fā)現(xiàn)電網(wǎng)自愈對于電網(wǎng)的安全運轉(zhuǎn)有著重要的意義，可以有效的避免一些一般的故障造成電網(wǎng)大規(guī)模停電。

2 智能配電網(wǎng)自愈的體系架構(gòu)

2.1 自愈的控制目標(biāo)

在上面我們已經(jīng)把研究智能配電網(wǎng)的意義做了詳細的分析，那么為了更好的利用它就應(yīng)該弄清自愈控制的目標(biāo)，自愈控制要實現(xiàn)的主要目的是及時、準(zhǔn)確的去辨識電網(wǎng)運行可能存在的隱患，并且及時的去進行處理，根據(jù)提前設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)對其進行優(yōu)化，從而達到使系統(tǒng)穩(wěn)定可靠運行。智能配電網(wǎng)運行的終端就是用戶，其安全性對于用戶的安全非常重要，所以其自愈能力對于客戶的用電感受是非常重要的。

電網(wǎng)有很多運行狀態(tài)，針對這些不同的狀態(tài)要完成自愈控制就必須采用不同的控制方法，通常可以將這些運行狀態(tài)劃分為三種，即：正常運行狀態(tài)、控制區(qū)域內(nèi)部故障和控制區(qū)域外部故障。同樣的，自愈控制的方法就分別是在這三種狀態(tài)下進行不同的應(yīng)對處理，比如說是在正常的運行狀態(tài)下，自愈控制要實現(xiàn)就是保障系統(tǒng)的這種既定的運行情況，然后參照標(biāo)準(zhǔn)利用一些控制方法去對數(shù)據(jù)進行進一步的優(yōu)化，大大的提高系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性和可靠性。對于第二種運行狀態(tài)則是要以最快的速度反應(yīng)找尋出故障的所在地，并且采用控制方法將這些故障區(qū)域進行隔離處理，這樣就會防止其造成整個電網(wǎng)的波動，影響其它區(qū)域電網(wǎng)的正常運轉(zhuǎn)，然后去快速的對其進行修復(fù)。對于第三種運行狀態(tài)相對比較復(fù)雜，一旦發(fā)生可能就會造成不可估量的損失，電網(wǎng)的自愈控制就可以實現(xiàn)故障電網(wǎng)與外部電網(wǎng)的連接，來保障電網(wǎng)系統(tǒng)的自穩(wěn)定運轉(zhuǎn)。

2.2 功能體系架構(gòu)

智能配電網(wǎng)要完成很多功能，將這些功能進行歸納，大致是有三種就是完成智能電網(wǎng)運行的優(yōu)化，實現(xiàn)其以更優(yōu)的狀態(tài)進行運轉(zhuǎn)；其二就是提前預(yù)測一些故障，將可能導(dǎo)致故障發(fā)生的隱患提前預(yù)防；最后一個功能就是對一些已經(jīng)發(fā)生的故障和問題進行合理、快速的處理，保障電網(wǎng)的穩(wěn)定運行。電網(wǎng)自愈體系的框圖，如圖1所示。

從圖中可以看出，在電網(wǎng)進行工作時，完成問題處理的核心是圖中的決策機構(gòu)，由它來在電網(wǎng)無故障工作時通過一些處理完成電網(wǎng)的運行優(yōu)化，或者是對一些簡單的故障進行處理。如果出現(xiàn)的問題已經(jīng)超出決策機構(gòu)處理的能力范圍，系統(tǒng)就會自動將這些問題向上反饋，從而由更高一級的通信網(wǎng)絡(luò)對其完成處理。

2.3 硬、軟件體系架構(gòu)

2.3.1 硬件體系

電網(wǎng)要想實現(xiàn)具有自愈功能的智能電網(wǎng)就必須具有相應(yīng)的比較完善的軟硬件來作為其支撐，在硬件方面主要有：

①數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是實現(xiàn)電網(wǎng)智能化的前提，因為只有完善的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)才可以對電網(wǎng)運行的狀態(tài)進行統(tǒng)計并且將這些數(shù)據(jù)傳輸給控制分析系統(tǒng)，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要有一些必備的傳感器以及電氣檢測和線路運行狀況檢測設(shè)備組成。

②配電網(wǎng)自愈控制系統(tǒng)，這個系統(tǒng)是電網(wǎng)實現(xiàn)智能化的核心所在，因為只有它對數(shù)據(jù)進行處理和必要的分析才可以對電網(wǎng)做出修理和優(yōu)化的指令。

③人工控制操作站，電網(wǎng)并不能完成完全的自運行和自愈，因此就需要在人工干預(yù)下完成某些控制。

④通信系統(tǒng)，只有通過完善的通信系統(tǒng)才可以將各個部分有效的聯(lián)系起來。

⑤維護開發(fā)系統(tǒng)，這是電網(wǎng)智能化自愈的持續(xù)保障，它可以對自愈控制系統(tǒng)實施必要的升級，有效的保證其正常運轉(zhuǎn)。

2.3.2 軟件體系

軟件體系主要完成的是系統(tǒng)內(nèi)部合理運轉(zhuǎn)的職能，并且它還負責(zé)與外部進行連接溝通，其重要性不言而喻?；镜能浖軜?gòu)圖，如圖2所示，從圖中可以清晰的了解智能自愈電網(wǎng)的軟件系統(tǒng)架構(gòu)。

3 自愈控制的功能定位和技術(shù)需求

3.1 功能定位

大力發(fā)展能夠?qū)崿F(xiàn)自愈的電網(wǎng)其最終的目的就是為了避免因為故障的影響而造成電網(wǎng)大規(guī)模停電的事情發(fā)生，或者是大大的縮短電網(wǎng)恢復(fù)供電職能的時間和縮小停電的面積，電網(wǎng)自愈控制區(qū)域，如圖3所示。

3.2 關(guān)鍵技術(shù)

電網(wǎng)自愈有如此之多的優(yōu)勢，那么它在技術(shù)方面的要求也是非常多的，只有得到這些技術(shù)的保障才可以實現(xiàn)電網(wǎng)智能化。這些技術(shù)主要有：

①用來實現(xiàn)對電網(wǎng)運行狀態(tài)完成實時監(jiān)測的電網(wǎng)的在線監(jiān)測技術(shù)；

②用來完成電能監(jiān)測和分析等任務(wù)的高級測量技術(shù)；

③用來完成電網(wǎng)運行情況模擬并提供解決方案參照的配電網(wǎng)快速仿真與模擬技術(shù)；

④用來實現(xiàn)自動化配電的高級配電自動化技術(shù)；

⑤通過操作電網(wǎng)中的開關(guān)的配合來實現(xiàn)電網(wǎng)重構(gòu)的配電網(wǎng)重構(gòu)技術(shù)；

⑥可以實現(xiàn)區(qū)域診斷和區(qū)域隔離的微電網(wǎng)技術(shù)；

⑦為配電網(wǎng)實現(xiàn)自愈提供新型設(shè)備和硬件保障的先進設(shè)備技術(shù)。

4 遇到的問題與挑戰(zhàn)

實現(xiàn)配電網(wǎng)自愈控制技術(shù)已經(jīng)擁有了很多的技術(shù)基礎(chǔ)，但是仍然有很多問題需要去解決，尤其是DG接入與電網(wǎng)結(jié)構(gòu)多變的困難。這是因為DG的接入會造成整個配電系統(tǒng)的一些相關(guān)特性改變，這樣就會影響到電網(wǎng)其它部分的性能相應(yīng)變化。另外，因為實現(xiàn)智能配電網(wǎng)的自愈控制就要加入一些必要的結(jié)構(gòu)，這樣就會使得電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，從而使對電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的合理性提出了挑戰(zhàn)。

5 結(jié) 語

對能夠?qū)崿F(xiàn)自愈的智能配電網(wǎng)進行研究和應(yīng)用，對于提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性、可靠性以及安全性都有重要作用，也能帶來巨大的經(jīng)濟效益。本文正是對智能電網(wǎng)的功能定位以及實現(xiàn)其所需要的硬軟件支撐和技術(shù)需求進行了全方位的研究，并且總結(jié)了其發(fā)展過程中遇到的問題與挑戰(zhàn)，對于智能電網(wǎng)自愈控制技術(shù)的發(fā)展有一定的參考意義。

參考文獻：

[1] 于士斌，徐兵.智能配電網(wǎng)自愈控制技術(shù)綜述[J].電力系統(tǒng)及其自動化學(xué)報，2013，（10）.

[2] 董旭柱，黃邵遠.智能配電網(wǎng)自愈控制技術(shù)[J].電力系統(tǒng)自動化，2012，（18）.

[3] 趙楊，冷莉.智能配電網(wǎng)自愈控制技術(shù)[J].科技傳播，2014，（14）.