智能配電網(wǎng)故障恢復(fù)研究

李國臣

廣西萬信工程咨詢有限責(zé)任公司 廣西南寧 530000

智能配電網(wǎng)故障恢復(fù)的優(yōu)越性已經(jīng)獲得廣泛認(rèn)可，行業(yè)內(nèi)也將智能化的電網(wǎng)故障恢復(fù)看作是未來發(fā)展方向。智能配電網(wǎng)作為智能電網(wǎng)的關(guān)鍵組成部分，可以通過強(qiáng)大的自愈系統(tǒng)優(yōu)化智能電網(wǎng)的日常運(yùn)營，大幅度降低電網(wǎng)故障對上級電網(wǎng)和下級用戶產(chǎn)生的不利影響。研究智能電網(wǎng)故障恢復(fù)具有強(qiáng)烈的現(xiàn)實意義，這不僅是因為配電網(wǎng)故障恢復(fù)直接影響電網(wǎng)自愈功能實現(xiàn)，更是因為智能配電網(wǎng)故障恢復(fù)效率與用戶供電質(zhì)量呈正相關(guān)[1]。

1 智能配電網(wǎng)故障恢復(fù)內(nèi)容

1.1 故障恢復(fù)流程

故障恢復(fù)模塊式智能配電網(wǎng)故障恢復(fù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中的關(guān)鍵部分，當(dāng)故障發(fā)生時，故障恢復(fù)模塊將會在完成故障診斷后分析停電場站的設(shè)備，然后再根據(jù)停電狀況的發(fā)展實施下一步行動；若是有新停電范圍出現(xiàn)，那么該模塊會自動進(jìn)行電源點搜索，查找可供使用的備用電源點，然后在一系列智能算法的作用下給出最佳故障恢復(fù)策略。實現(xiàn)故障恢復(fù)需要多模塊協(xié)同作用，其中主要有實時監(jiān)控模塊、方案分析模塊、停電范圍和電源點分析模塊等[2]。

1.2 智能調(diào)度輔助決策

（1）輔佐決議計劃。通過電網(wǎng)輻射狀故障診斷方式，利用一系列智能算法查找有利于故障恢復(fù)的信息，然后對故障診斷系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)做出調(diào)整，進(jìn)而強(qiáng)化故障定位和輔助決策能力，幫助一線調(diào)度人員在短時間內(nèi)恢復(fù)電網(wǎng)正常運(yùn)行。

（2）生成離線預(yù)案。離線預(yù)案的生成主要依靠模擬當(dāng)前電網(wǎng)模型和運(yùn)轉(zhuǎn)狀況，然后為調(diào)度預(yù)案提供開放性的界面操作環(huán)境，使其能夠靈活地挑選線路、主變、母線等，在經(jīng)過合理的組合后，恰當(dāng)?shù)恼{(diào)度預(yù)案文件生成，調(diào)度員的作業(yè)壓力大大減少。

（3）消除高壓環(huán)網(wǎng)設(shè)備越限。智能調(diào)度輔助決策對消除高壓環(huán)網(wǎng)設(shè)備越限具有重要意義，在分析線路與負(fù)荷關(guān)系后，可以給出具有操作性的方針目標(biāo)的數(shù)值定量，從而為故障恢復(fù)提供指導(dǎo)。

2 配電網(wǎng)故障恢復(fù)中存在的缺陷

2.1 配電經(jīng)管系統(tǒng)形式

配電網(wǎng)景觀系統(tǒng)在配電網(wǎng)經(jīng)管中已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用，在實際應(yīng)用當(dāng)中，經(jīng)管系統(tǒng)將從網(wǎng)絡(luò)分析、狀態(tài)分析、故障定位等多個方面處理故障恢復(fù)問題。需要注意的是，故障恢復(fù)功能的實現(xiàn)很大程度取決于收集系統(tǒng)的效率，如果不能精準(zhǔn)、快速的定位和隔離故障，那么故障恢復(fù)功能的實現(xiàn)也就無從談起，相關(guān)工作人員應(yīng)當(dāng)對此引起重視。

2.2 配電網(wǎng)故障恢復(fù)算法的主要特色

數(shù)字優(yōu)化形式的應(yīng)用可以找出目標(biāo)函數(shù)中的最優(yōu)解，但是卻存在一定的局限性，即對于處理規(guī)模大、復(fù)雜的故障恢復(fù)問題作用不大，只能應(yīng)用于小規(guī)模處理系統(tǒng)和簡單故障恢復(fù)問題當(dāng)中；啟發(fā)式算法的優(yōu)點和弊端都比較明顯。啟發(fā)式算法幾乎適用于任何結(jié)構(gòu)的配電網(wǎng)，能夠在很大范圍內(nèi)為配電網(wǎng)故障的恢復(fù)提供支持，而缺點則是求解速度相對較慢；專家系統(tǒng)下配電網(wǎng)故障恢復(fù)算符的實時性在各種算法中首屈一指，不過在知識庫和約束條件處理方面存在短板，需要花費較長時間建立知識庫，使用成本也相對較高，而且知識庫需要間歇性更新，利于全面處理故障恢復(fù)問題；模糊理論下的算法指的是依據(jù)人為知識構(gòu)建規(guī)則庫，然后再處理難以建模的配電網(wǎng)故障恢復(fù)問題。四種配電網(wǎng)故障恢復(fù)算法各有優(yōu)缺點，而且在不同的系統(tǒng)環(huán)境和故障狀態(tài)下作用相應(yīng)不同。由此可見，配電網(wǎng)故障恢復(fù)算法的約束條件很多，需要根據(jù)目標(biāo)的特性進(jìn)行不斷調(diào)整。在充分結(jié)合算法運(yùn)行實情的基礎(chǔ)上，建立切合需要的數(shù)學(xué)模型也是處理相關(guān)問題的應(yīng)有措施。

3 智能配電網(wǎng)故障恢復(fù)的發(fā)展趨勢

3.1 在線智能剖析和決策技術(shù)的發(fā)展

智能電網(wǎng)需要針對不同類型的事故給出針對性的故障處理辦法和保護(hù)措施。結(jié)合相關(guān)技術(shù)要求，可以認(rèn)識到只能剖析和決策技術(shù)在其中承擔(dān)著關(guān)鍵性作用。只能剖析需要多種技術(shù)集成支持，其中比較主要的是數(shù)據(jù)測量和采集技術(shù)、故障定位技術(shù)和智能性深度計算和挖掘技術(shù)。至于決策技術(shù)的實施，更多的需要借助規(guī)則庫等匯集故障恢復(fù)經(jīng)驗的技術(shù)實現(xiàn)。當(dāng)然，網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和信息傳輸技術(shù)也必不可少?？偠灾珳?zhǔn)的智能剖析和高效的決策技術(shù)需要多種信息技術(shù)的共同保障。另外，為了強(qiáng)化決策控制技術(shù)的可操作性，可以事先設(shè)定多種類型的控制預(yù)案充作后備方案[3]。

3.2 發(fā)展智能計算

在配電網(wǎng)故障恢復(fù)復(fù)雜性和自控系統(tǒng)智能型的共同要求下，智能配電網(wǎng)需要強(qiáng)大的智能計算基數(shù)作為支撐。從作用過程來看，智能計算技術(shù)利用多種電網(wǎng)計算方法，給予電網(wǎng)自愈控制產(chǎn)生更加智能的決策能力。當(dāng)然，智能計算的應(yīng)用同樣需要集成多種技術(shù)，例如速暫態(tài)穩(wěn)定計算與分析、故障概率風(fēng)險評估。小擾動穩(wěn)定分析等，在這些技術(shù)的共同作用下，智能計算才得以有效實施，智能電網(wǎng)的智能性才得以體現(xiàn)。

3.3 注重完善離線預(yù)案

電網(wǎng)故障發(fā)生后應(yīng)當(dāng)在最短的時間內(nèi)著手處理，為了保障工作人員能夠有效處理相關(guān)問題，在日常工作中做好預(yù)案完善和調(diào)度員培訓(xùn)就顯得尤為重要。在制預(yù)案的過程中，應(yīng)當(dāng)在充分結(jié)合地區(qū)特性的基礎(chǔ)上，結(jié)合以往故障處理經(jīng)驗，設(shè)計比較理想的調(diào)度預(yù)案。不過需要注意的是，人力是有限的，即使是經(jīng)驗最豐富的調(diào)度員也可能存在技術(shù)和認(rèn)知方面的缺陷，所以在應(yīng)對不斷升級變化的電網(wǎng)模型時，難免會顯得力有不逮。因此，電網(wǎng)故障處理單位要做做好預(yù)案調(diào)度的基礎(chǔ)上，充分發(fā)揮智能算法的作用，從而切實有效的幫助工作人員提高故障處理效率。

4 結(jié)語

關(guān)于智能配電網(wǎng)的研究勢在必行，只有進(jìn)一步強(qiáng)化只能配電網(wǎng)故障恢復(fù)功能，配電網(wǎng)系統(tǒng)才能更好的保障供電的可靠性和安全性，才能為人民的安定生活和社會經(jīng)濟(jì)的持續(xù)健康發(fā)展提供電力支持。