有源配電網(wǎng)的饋線自動(dòng)化效果評(píng)價(jià)研究

呂慧娟黃愛(ài)華

（平頂山供電公司，河南 平頂山 467000）

有源配電網(wǎng)的饋線自動(dòng)化效果評(píng)價(jià)研究

呂慧娟黃愛(ài)華

（平頂山供電公司，河南 平頂山 467000）

摘要：伴隨信息技術(shù)的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)被動(dòng)單向式供電配電網(wǎng)已經(jīng)很難滿足當(dāng)前的需要，亟須向雙向供電的配電網(wǎng)發(fā)展，有源配電網(wǎng)是妥善處理該問(wèn)題比較有效的方法。但是，有源配電網(wǎng)中傳統(tǒng)饋線自動(dòng)化技術(shù)根本無(wú)法確保選擇的正確性，必須研究出更加科學(xué)合理的評(píng)價(jià)方法。本文主要根據(jù)現(xiàn)階段大量分布式能源接入配電網(wǎng)面臨的電網(wǎng)自動(dòng)化問(wèn)題，從饋線自動(dòng)化動(dòng)作過(guò)程和結(jié)果兩個(gè)方面來(lái)細(xì)致深入地評(píng)價(jià)其處理效果，然后闡明了相應(yīng)的評(píng)價(jià)方法，希望為推動(dòng)有源配電網(wǎng)的饋線自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展提供借鑒。

饋線自動(dòng)化；有源配電網(wǎng)（ADN）；評(píng)價(jià)方法

在實(shí)踐中推行饋線自動(dòng)化（FA）能夠明顯改善配電網(wǎng)供電可靠性，這項(xiàng)技術(shù)具有非常重要的作用。它是饋線自動(dòng)化技術(shù)能夠應(yīng)用到實(shí)踐中的基礎(chǔ)條件，必須科學(xué)合理地評(píng)價(jià)它在配電網(wǎng)絡(luò)上出現(xiàn)故障之后的動(dòng)作成功率，具體來(lái)說(shuō)，也就是應(yīng)準(zhǔn)確有效地評(píng)估產(chǎn)品性能、故障處理效果等諸多方面。本文首先闡明了饋線自動(dòng)化傳統(tǒng)評(píng)價(jià)方法，然后分析了相應(yīng)的量化評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，接著從動(dòng)作過(guò)程和結(jié)果這兩個(gè)方面入手，評(píng)價(jià)了其故障處理效果。

一、傳統(tǒng)FA的評(píng)價(jià)方法

具體來(lái)說(shuō)，對(duì)于FA，存在著諸多類型的處理模式，其中包括電壓時(shí)間型就地控制模式、集中式主站模式等等。就各種模式而言，各家供應(yīng)商所對(duì)應(yīng)的處理策略同樣存在著一定的差異，動(dòng)作過(guò)程同樣存在著一定的差異。通常情況下，對(duì)饋線自動(dòng)化的動(dòng)作結(jié)果評(píng)價(jià)，往往通過(guò)以下兩個(gè)方法來(lái)進(jìn)行：第一，對(duì)最終結(jié)果進(jìn)行檢查，分析其是不是和設(shè)定結(jié)果相符，第二，對(duì)動(dòng)作過(guò)程進(jìn)行檢查，分析其是不是和設(shè)定過(guò)程保持相符。

上述方法能夠或多或少體現(xiàn)不同饋線自動(dòng)化系統(tǒng)的有效性、準(zhǔn)確性，然而，需要注意的問(wèn)題是，它們具有諸多缺點(diǎn)有待于改善，主要包括以下5方面缺點(diǎn)，具體如下所示：

第一，故障處理的操作，存在著非?？量痰臅r(shí)序性，例如，在尚未隔離故障區(qū)以前，根本無(wú)法對(duì)非故障區(qū)實(shí)施相應(yīng)的恢復(fù)操作，要不然肯定會(huì)造成故障范圍的進(jìn)一步拓展，使得正常線路可能無(wú)法安全供電，所以，就算動(dòng)作結(jié)果狀態(tài)是正確的，同樣無(wú)法確保動(dòng)作過(guò)程的安全性。

第二，只是可以做出定性評(píng)估，而根本不能判斷非故障區(qū)的恢復(fù)比例與速度等各項(xiàng)參數(shù)。

第三，當(dāng)輸入信息不完善或條件不具備的時(shí)候，此時(shí)所獲得的最終結(jié)果一般和提前設(shè)定的結(jié)果存在區(qū)別，然而，各種處理策略對(duì)于客戶的作用存在著一定的差異，這根本不能體現(xiàn)出來(lái)。

第四，故障處理結(jié)果，一方面和供電區(qū)域恢復(fù)范圍存在著緊密聯(lián)系，另一方面還和恢復(fù)的速度存在著聯(lián)系。

第五，處理故障的時(shí)候，可能的錯(cuò)誤行為將造成故障的進(jìn)一步蔓延或造成檢修區(qū)段帶電。

二、有源配電網(wǎng)（ADN）的FA評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

由于信息技術(shù)一直在發(fā)展，傳統(tǒng)被動(dòng)單向式供電配電網(wǎng)已經(jīng)和當(dāng)前的需求產(chǎn)生矛盾，雙向供電的配電網(wǎng)成為發(fā)展趨勢(shì)，ADN能夠很好地把該問(wèn)題解決。

ADN是指擁有組合控制不同類型的分布式能源分布式發(fā)電（DG）、可控負(fù)荷、儲(chǔ)能、需求側(cè)管理等能力的配電網(wǎng)絡(luò)，它旨在進(jìn)一步改善配電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行能力與主動(dòng)分配能量的能力，改善配電網(wǎng)利用率以及用電質(zhì)量，使得供電安全性得到提高。在這里，F(xiàn)A屬于其中的有機(jī)組成部分，同時(shí)還是改善供電可靠性的有效方法。但是，在高滲透率的分布式能源接入的環(huán)境中，現(xiàn)階段業(yè)界已有的饋線自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)無(wú)法有效滿足ADN控制的需要。

本文主要以ADN的特征為基礎(chǔ)，以FA動(dòng)作過(guò)程和結(jié)果兩個(gè)層面切入，認(rèn)真的評(píng)價(jià)了其處理效果，闡明了ADN的饋線自動(dòng)化效果評(píng)價(jià)方法，從而能夠在理論層面為該項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

（一）ADN的供電區(qū)段狀態(tài)定義

按照ADN供電區(qū)段在出現(xiàn)故障與做出應(yīng)對(duì)處理前后的改變特點(diǎn)，我們能夠把其分成以下4種狀態(tài)，四者分別是故障、正常、待恢復(fù)、停電狀態(tài)。ADN在正常工作的時(shí)候，初始化全部帶電區(qū)段均處于正常狀態(tài)中，另外，那些非帶電區(qū)段則處于停電狀態(tài)之中。出現(xiàn)故障以后，由于出口斷路器與分布式電源出口保護(hù)跳閘造成停電的非故障區(qū)域的狀態(tài)是“待恢復(fù)”，與之相對(duì)應(yīng)，那些故障區(qū)段的狀態(tài)則為“故障”。

（二）故障處理過(guò)程系數(shù)K

處理故障的過(guò)程中，經(jīng)由對(duì)操作開(kāi)關(guān)造成的開(kāi)關(guān)位置改變進(jìn)行連續(xù)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治?，我們能夠獲得不同區(qū)段狀態(tài)的改變，而且能夠得到各個(gè)操作過(guò)程的安全性，將其當(dāng)作處理失效與否的判斷依據(jù)，同時(shí)可以通過(guò)K來(lái)反應(yīng)處理操作的結(jié)果。要是一次故障處理過(guò)程中沒(méi)有任何一個(gè)區(qū)段存在任何錯(cuò)誤狀態(tài)變遷，在這種情況下，那么該指標(biāo)取1，否則，該指標(biāo)取-1。

（三）ADN的故障處理電量恢復(fù)率fsh

用下面的式（1）之中的fsh指單位時(shí)間內(nèi)，故障處理動(dòng)作被恢復(fù)供電的供電量Psh和線路不發(fā)生故障時(shí)供電量Pnm兩者的比值，具體公式如下所示：

fsh=Psh/Pnm×100% （1）

在這里，對(duì)于Psh來(lái)說(shuō)，其和最終恢復(fù)區(qū)段的大小以及速度存在著關(guān)聯(lián)，正是如此，所以這一個(gè)參數(shù)不僅涉及到供電故障處理率與故障處理速度，而且還涉及到配電線路中有關(guān)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，例如區(qū)段負(fù)荷量等參數(shù)，除此之外，還能夠體現(xiàn)出配電一次網(wǎng)絡(luò)的可靠性。毋庸置疑，fsh這一個(gè)指標(biāo)和單位時(shí)間的大小存在著聯(lián)系，時(shí)間愈久，那么這一個(gè)參數(shù)的可比較性相應(yīng)的愈小。鑒于大部分故障處理模式的操作時(shí)間均處于3分鐘之內(nèi)，在這里，我們能夠?qū)sh取值為3min。

（四）ADN中分布式電源供電恢復(fù)率fDG

ADN中應(yīng)當(dāng)注重以下問(wèn)題，將分布式電源引入到傳統(tǒng)的無(wú)源配電網(wǎng)以后，在故障處理操作過(guò)程中比無(wú)源電網(wǎng)更多的電量恢復(fù)影響。鑒于此，我們結(jié)合上文中提到的fsh，在此處闡明了fDG，具體來(lái)說(shuō)，也就是因?qū)DN引入到分布式電源之中，由其在故障處理后給配電網(wǎng)絡(luò)提供的電量恢復(fù)。即單位時(shí)間內(nèi)，因故障處理動(dòng)作被恢復(fù)供電的供電量Psh減去在不考慮分布式電源接入的電網(wǎng)因故障處理動(dòng)作被恢復(fù)供電的供電量Ptr后，和不發(fā)生故障時(shí)供電量Pnm的比值，即fDG=（Psh-Ptr）/Pnm×100%（2）。通過(guò)上述公式，毋庸置疑，我們可以看出fDG和fsh這兩個(gè)指標(biāo)大致類似，因此，此處我們將fDG取值為3min。

三、故障效果評(píng)價(jià)研究

在這里，結(jié)合指標(biāo)K，下面的公式（3）為我們展示了在ADN條件下對(duì)單次故障處理的可靠性量化指標(biāo)，具體來(lái)說(shuō)，也就是Fsh=K×（fsh+0.1）-K×0.1+K×fDG（3）。上面的式子里面，0.1這一技術(shù)性處理具有非常重要的作用，當(dāng)屏蔽故障處理電量恢復(fù)率是0的時(shí)候，能夠?qū)⒐收咸幚磉^(guò)程中的錯(cuò)誤掩蓋。Fsh≥0表示了該FA的故障處理效果；如果Fsh＜0，那么說(shuō)明故障處理操作過(guò)程存在不合理性。K×fDG主要反應(yīng)了ADN和無(wú)源配電網(wǎng)的故障效果之間的不同。

上述的評(píng)價(jià)方法，既能夠驗(yàn)證各種FA技術(shù)在ADN條件下，是不是具備正確處理故障的能力，還構(gòu)建起各種FA方法在ADN條件下的效果評(píng)價(jià)方法。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，本文首先闡明了傳統(tǒng)FA的主要特征，然后ADN的FA的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系進(jìn)行分析，具體來(lái)說(shuō)，主要涉及到以下幾方面內(nèi)容：第一，闡明了供電區(qū)段狀態(tài)定義，第二，闡明了K，第三，闡明了指標(biāo)fsh，第四，闡明了指標(biāo)fDG。根據(jù)上文中探討的幾個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)，本文研究ADN的饋線自動(dòng)化效果的量化評(píng)價(jià)方法，從而在技術(shù)層面為FA方法在今后的ADN上的有效運(yùn)用創(chuàng)造了有利條件。

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