智能配網(wǎng)自愈過程過電壓影響因素分析

劉傳文，劉 慧，劉 敏（國網(wǎng)山東省電力公司新泰市供電公司，山東泰安， 271200）

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智能配網(wǎng)自愈過程過電壓影響因素分析

劉傳文，劉 慧，劉 敏
（國網(wǎng)山東省電力公司新泰市供電公司，山東泰安， 271200）

摘要：自愈是提高智能配電網(wǎng)免疫的一項(xiàng)重要功能，自愈功能，即智能配電網(wǎng)的自我預(yù)防及恢復(fù)能力，它提高了智能配電網(wǎng)的供電可靠性，確保配網(wǎng)系統(tǒng)安全、平穩(wěn)地運(yùn)行，保障了用戶的用電安全。本文對智能配網(wǎng)自愈過程中過電壓的影響因素進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：智能配網(wǎng)；自愈功能；過電壓

0　前言

目前，供電企業(yè)技術(shù)快速發(fā)展，科技產(chǎn)品得到了廣泛應(yīng)用，配電系統(tǒng)供電可靠性成為企業(yè)服務(wù)過程中的焦點(diǎn)，配電網(wǎng)是接近用戶的一個環(huán)節(jié)。現(xiàn)代電網(wǎng)發(fā)展日趨迅猛，尤其智能電網(wǎng)，它給配電系統(tǒng)的可靠性以及優(yōu)質(zhì)性帶來保障。智能電網(wǎng)自愈功能可有效保障配網(wǎng)平穩(wěn)、安全地運(yùn)行。本文首先對智能配網(wǎng)的概況以及主要特征進(jìn)行簡單介紹，其次分析了智能配電網(wǎng)的自愈功能，再者，詳細(xì)闡述了自愈過程中過電壓影響因素，即智能配網(wǎng)規(guī)模以及智能配網(wǎng)電纜的長度對自愈過程過電壓的影響，最后進(jìn)行總結(jié)。

1　智能配網(wǎng)概述

作為現(xiàn)代電網(wǎng)發(fā)展的趨勢，智能電網(wǎng)具備自愈、高效、可靠、互動、優(yōu)質(zhì)以及兼容性特點(diǎn)等。智能電網(wǎng)最早是由美國智能電網(wǎng)工作組提出，智能電網(wǎng)是由傳統(tǒng)配電技術(shù)以及多種新科技相結(jié)合而成，不僅能夠提升電網(wǎng)的性能，而且達(dá)到節(jié)約成本的目的。

智能配電網(wǎng)是配電網(wǎng)模塊，它是由多種高新技術(shù)集成的，不僅繼承了傳統(tǒng)的配電工程技術(shù)，運(yùn)用現(xiàn)代計算機(jī)及通信技術(shù)，高級傳感及測控技術(shù)，還結(jié)合先進(jìn)的配電工程技術(shù)。智能配網(wǎng)的主要特點(diǎn)有以下幾個方面：

（1）較強(qiáng)的自愈功能。智能配網(wǎng)的自愈功能可對正發(fā)生或者已經(jīng)發(fā)生的故障進(jìn)行檢測，同時可及時采取有效措施加以改進(jìn)，極大程度降低了對用戶用電的影響，對供電質(zhì)量擾動進(jìn)行有效緩解，甚至產(chǎn)生抑制作用，使供電質(zhì)量得以大幅度地提升，確保配電系統(tǒng)正常運(yùn)行。

（2）安全性較高。自然災(zāi)害、外力攻擊都將對配電網(wǎng)帶來非常大的危害，而智能配網(wǎng)則可有效抵御這些破壞，防止大面積停電事件的發(fā)生。此外，極大程度限制了外部原因?qū)ε潆娋W(wǎng)破環(huán)，使重要用戶的正常用電得以確保。

（3）資產(chǎn)利用率高。智能配網(wǎng)能夠?qū)﹄娋W(wǎng)設(shè)備的絕緣程度、溫度以及安全性等實(shí)施監(jiān)控，這樣可以確保客戶用電安全的條件下，提高配網(wǎng)傳輸功率，進(jìn)而提升系統(tǒng)容量的利用率。除此之外，智能配網(wǎng)還可改善潮流分布，有效降低配網(wǎng)線損，如此以來，運(yùn)行效率便可得到提升。智能配網(wǎng)能對設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控、診斷并檢測，因此，設(shè)備的使用壽命得以有效延長。

（4）電能質(zhì)量高。智能配網(wǎng)能夠?qū)﹄娔苜|(zhì)量實(shí)施監(jiān)控與控制，可有效抵制電能質(zhì)量擾動?？蓪?shí)現(xiàn)電力自動化控制，即企業(yè)借助智能配網(wǎng)，根據(jù)用戶對負(fù)荷運(yùn)行的需求，給用戶提供需要的電能。

（5）可接入分布式電源量大。這是智能配網(wǎng)與傳統(tǒng)配網(wǎng)的主要區(qū)別。智能配網(wǎng)有標(biāo)準(zhǔn)化的系統(tǒng)接口，保護(hù)控制具有自適應(yīng)性，因此，分布式電源可以即插即用，進(jìn)而適用優(yōu)化了各種能源入網(wǎng)條件。

（6）互動性。智能配網(wǎng)能夠與用戶進(jìn)行互動，一方面，對電價的實(shí)施動態(tài)化及分時化控制，配網(wǎng)結(jié)合智能電能表的使用，用戶可以對用電時間進(jìn)行自主選擇，這樣既可達(dá)到節(jié)約電費(fèi)的目的，同時也對電網(wǎng)高峰負(fù)荷起到了抑制作用；另一方面，為擁有分布式電源用戶創(chuàng)造了條件，在用電高峰期時，分布式電源用戶可通過電源為配網(wǎng)供電。

2　智能配網(wǎng)的自愈功能

20世紀(jì)末，美國能源部和美國電科院進(jìn)行了“復(fù)雜互動系統(tǒng)”聯(lián)合研究，在此次研究中最早提出了電網(wǎng)自愈，隨后，對自愈的研究越來越多，自愈功能成為各國研究學(xué)者研究的重點(diǎn)。自愈是智能配網(wǎng)的重要內(nèi)容，是確保電網(wǎng)平穩(wěn)、安全運(yùn)行、供電質(zhì)量得以提升的重要技術(shù)。

智能配網(wǎng)的自愈功能，即不需要人為干預(yù)，或者在少量人為干預(yù)時，通過先進(jìn)監(jiān)測技術(shù)，實(shí)時、不間斷地診斷及評估配電網(wǎng)的運(yùn)行情況，對故障隱患能夠及早發(fā)現(xiàn)，并迅速進(jìn)行調(diào)控，清除故障隱患；若出現(xiàn)故障，可對故障進(jìn)行迅速隔離，并進(jìn)行自我恢復(fù)，降低對用戶的用電影響，確保用戶用電正常。擁有自愈功能，智能配網(wǎng)可對內(nèi)部以及外部故障進(jìn)行有效緩解并抵制，為配網(wǎng)運(yùn)行的安全性以及穩(wěn)定性帶來保障。

配電網(wǎng)是與用戶最接近的一個環(huán)節(jié)，配電網(wǎng)能否穩(wěn)定、安全運(yùn)行，以及其提供的電能質(zhì)量好壞均對用戶正常用電帶來極大的影響。智能配網(wǎng)的自愈功能主要有以下具體作用，對電能質(zhì)量具有優(yōu)化作用，能夠有效控制電壓驟降的現(xiàn)象；使故障停電的次數(shù)及時間大大降低，避免了短時停電現(xiàn)象，大幅度提升了電網(wǎng)的可靠性；對外部攻擊進(jìn)行了有效抵御，增強(qiáng)了職能配網(wǎng)的防損壞、防災(zāi)能力。

3　過電壓影響因素分析

過電壓是影響智能配網(wǎng)自愈速度的重要因素，國內(nèi)外學(xué)者也均對智能配網(wǎng)自愈過程中的過電壓問題展開研究。智能配網(wǎng)的規(guī)模大小、電纜的長度等都對智能配網(wǎng)自愈過程過電壓產(chǎn)生影響，具體如下：

3.1智能配網(wǎng)的規(guī)模越大，過電壓值越小。智能配網(wǎng)中串聯(lián)環(huán)網(wǎng)柜數(shù)目增多時，則表明智能配電網(wǎng)規(guī)模就越大，而自愈過程中最大過電壓值將會變小。發(fā)生過電壓的一個主要原因是配網(wǎng)中出現(xiàn)短路故障，而隨著配網(wǎng)規(guī)模擴(kuò)大，過電壓危害程度將會被削弱，得以緩解。當(dāng)智能配網(wǎng)中含有的環(huán)網(wǎng)柜數(shù)小于3個，在環(huán)網(wǎng)柜配網(wǎng)側(cè)的斷路器處會出現(xiàn)最大過電壓，而發(fā)生時便是斷路器重合時刻；當(dāng)智能配網(wǎng)中含有3個環(huán)網(wǎng)柜，自愈過程最大過電壓發(fā)生于環(huán)網(wǎng)柜備用配網(wǎng)斷路器處，而重合的時刻為該處斷路器重合時刻。此外，智能配網(wǎng)中分別含有2個與3分環(huán)網(wǎng)柜進(jìn)行比較時，兩者自愈過程過電壓出現(xiàn)的位置和電壓值呈現(xiàn)的規(guī)律大致相同，針對不同自愈過程的過電壓值，前者要大于后者。

3.2智能配網(wǎng)所用電纜長度變化時，自愈過程過電壓也會隨著改變。電纜長度增加時，最大過電壓值會變小，電纜長度到達(dá)一定值時，該值變?yōu)?2500米時，最大過電壓值將會逐漸增大。隔離故障完成，環(huán)網(wǎng)柜及備用側(cè)斷路器發(fā)生重合的瞬間，是操作過電壓發(fā)生較為頻繁的時刻，且較為嚴(yán)重。由于在環(huán)網(wǎng)柜側(cè)斷路器以及環(huán)網(wǎng)柜側(cè)斷路器發(fā)生重合之前，整個配網(wǎng)系統(tǒng)中拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)表現(xiàn)為：電纜為空載現(xiàn)象，且與環(huán)網(wǎng)柜并聯(lián)，這時，若對斷路器采取重合操作，就等于對空載電纜進(jìn)行重合，然而，對空載電纜進(jìn)行合閘是配電網(wǎng)自愈過程最大過電壓出現(xiàn)的重要起因，特別當(dāng)空載電纜重合操作時，操作過電壓更容易發(fā)生，且程度較為嚴(yán)重。同時，電纜長度是一個重要影響因素，電纜長度變化時，過電壓值也會相應(yīng)發(fā)生變化。在低壓配電網(wǎng)中操作過電壓值需要在絕緣配合允許范圍內(nèi)，而當(dāng)電纜長度在1千米以內(nèi)時，配電網(wǎng)自愈過程過電壓發(fā)生的程度較為嚴(yán)重，且極有可能超過允許的范圍，將會嚴(yán)重威脅到設(shè)備的安全以及智能配網(wǎng)的絕緣效果，此時需采取保護(hù)措施，可增加線路保護(hù)設(shè)備。

4　總結(jié)

智能配網(wǎng)的核心特征是自愈功能，自愈可使供電質(zhì)量擾動大幅度降低及避免，提升了智能配電網(wǎng)的可靠性以及安全性。然而，智能配網(wǎng)中的短路故障將引起自愈過程操作過電壓，操作過電壓嚴(yán)重時，將會帶來嚴(yán)重危害，而影響自愈過程過電壓的因素主要有智能配網(wǎng)規(guī)模、配網(wǎng)電纜線長度等，其中智能配網(wǎng)規(guī)模變大時，即串聯(lián)環(huán)網(wǎng)柜增加時，最大過電壓的值將會變小，而過電壓的出現(xiàn)位置以及時刻也會有所不同；電纜長度增加時，最大過電壓將先變小，后逐漸變大，主要是以12500米作為分界點(diǎn)，此外，自愈過程操作過電壓發(fā)生頻繁的時刻為環(huán)網(wǎng)柜中兩個斷路器重合時刻。

參考文獻(xiàn)

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[3]蔡靜文，胡軍，何金良，張若兵，殷禹.含微網(wǎng)的智能配電網(wǎng)故障自愈過程中操作過電壓特征[J].電網(wǎng)技術(shù)，2013，09：2615-2620.

Analysis of influencing factors on the self healing process of intelligent distribution network

Liu Chuanwen，Liu Hui，Liu Min
（State Grid Shandong electric power company，Xintai power supply company，Tai'an，Shandong，271200）

Abstract：Self-healing is to improve an important function of smart distribution network immunity，selfhealing function，the intelligent distribution network of self prevention and recovery capability，it improves the intelligent distribution network power supply reliability，ensure network system security and stable operation，guarantee the user with electrical safety.In this paper，the influence factors of the intelligent power distribution network in the process of self healing are analyzed.

Keywords：intelligent distribution network;self healing function;over voltage