配电网智能系统中的自愈能力分析

摘要：电力工业是国民经济发展的基础，电力技术的发展与创新与各行各业息息相关。配电网作为电力系统的重要组成部分，担负着向各电力用户馈供电的重要任务，区域内配电网的建设水平直接关系着该地区的经济发展。随着近年来国内智能化配电网管理模式的不断普及与推广，配电网自愈水平得到了不断的提升，本文以智能配电网系统中的配网自愈能力作为切入点，对如何进一步提高配网供电的可靠性进行的讨论和研究。

一、何谓配电网智能系统及配电网自愈能力。

配电网智能系统是电网智能化建设的重要组成部分。配电网智能系统是利用电子通讯技术、计算机及网络信息技术，将配电网在运行过程中产生的各项工况数据进行采集，通过信号的调制和解调，将这些数据信息汇总至配网自动化系统，经过数据分析与整合计算，并结合区域内电网结构和地理图形进行信息集成，实现配电网系统在正常运行情况下及事故情况下的遥调、遥信、遥测、遥控，最终实现配电网管理的智能化。随着配电网管理水平的不断提高，智能化配电网已经成为国际上公认为未来的电网发展模式。

配网自动化系统是配电网智能化主要依托的运行平台，配网自动化中的故障隔离和恢复等功能也完全包括在智能配电网自愈的范畴，同时也是智能配电网自愈的关键内容。配电网智能系统中的自愈能力是指当电力故障发生时，通过配网自动化系统的分析与判断，实现故障点的自动定位、故障类型的自动判别以及提供电恢复方案优选实现，最大可能的减少停电范围和并缩短停电时间，快速的将故障设备隔离，将相关供电区域从紧急状态恢复到正常状态。配电网自愈只涉及故障点的智能切除，不包括具体故障设备的更换和修复，具体的检修工作仍须要人工完成。

二、配电网自愈能力的实现。

配电网自愈的最主要特点就是无需人为干预，网络便可以在极短时间内判定并隔离故障点，最大可能的缩小停电范围和缩短停电时间，这是智能配电网最重要的特征。配电网自动化系统的各采集终端不断对各在网设备的运行工况数据进行检测并采集回传，及时发现运行中的异常信号，通过核心服务器的整合计算与分析判断，对运行工况不良的设备进行及时的纠正和控制，以减少因设备故障导致供电中断的现象。当配电网中一次设备出现接地、短路等暂态故障时，配网自动化系统则能通过与继电保护（变电站配网出线断路器保护、线路分段断路器保护、过电压保护器等）、自动装置（重合闸、备自投、低频低压减载等）、故障点选判装置等进行相互配合，自动判别故障点的具体位置并使距离故障点最近的两侧断路器跳闸，其它在网的正常设备则通过自动装置进行自动重合或自投，立即回复非故障区域的送电。智能配电网的自愈功能并不取代调度员的作用，在自动化系统执行元件设备自动做出处理动作后，会及时向调度员发出告警信号并显示故障失电范围，使调度员能够清晰判断是否需要做出进一步处理，并根据事故追忆系统分析故障原因，完成检修人员派遣、停电信息发布等后续工作。 三、现阶段智能化配电网实现自愈能力的条件

实现配电网的自愈功能，是智能化配网建设的核心，否则所谓的智能化也只能是有名无实。而实现自愈功能，则需要深入研究并解决以下关键技术：

1、非健全信息条件下的快速故障定位、隔离与恢复供电优化策略。这就要求配网自动化系统的各信息采集终端以及故障选判装置在数据采集和上传过程做到

准确无误，各装载继电保护和自动装置的断路器要可靠动作。

2、分布式智能自愈控制水平。采集终端和各断路器点多面广，分布于配电网干线的各个节点中，如何实现海量实时数据的上传与接收则是分布式智能自愈控制技术中的核心之处。

3、严重故障情况下断电快速自愈恢复技术。当配电网一次设备发生短路、接地等故障时，故障选判装置应迅速判明故障点位置，距离故障点最近的两侧断路器应在继电保护装置的作用下跳闸将故障点迅速隔离，而因继电保护定值无法完全相互配合所造成的其他临近断路器、甚至变电站出线断路器的跳闸，则需要通过自动重合闸、备用电源自动投入装置来进行弥补，这样便可将故障点准确切除，而非故障设备则可迅速恢复供电，使停电范围和停电时间缩减至最小，最大限度保证对用户供电的连续性和可靠性。

4、高效的智能设备及功能强大的应用软件平台。高效且运行稳定的智能设备在接入功能强大的配网自动化运行平台后，通过快速仿真等手段得到故障情况下的配电网优化的运行方案，进而能快速恢复停电区域的供电，达到配电网设备的自愈要求。

四、配电网智能系统中的自愈评价

有关数据统计，在我国电力用户受到的停电时间有九成以上是配电网造成的，而造成电能质量问题的主要因素也在配电网，所以配电网自愈能力的强弱也直接关系到该区域配电网供电质量的好坏。然而，配电网是否具有自愈能力以及自愈能力的强弱需要有有一套合理且公认的评价标准，目前我国电力行业部门还在研究并完善这套行业标准。配电网的自愈能力，可从自愈速度与自愈率两方面来评价。

1、自愈速度。指的是当配电网发生事故时，从事故发生至通过配网自动化系统自动切除故障点并自动恢复非故障区域供电的时间，可按照等级划分原则为以下几级：

一级自愈速度，也称为毫秒级自愈，指供电质量波动时间在一周波(50HZ电网是20毫秒)以内的自愈恢复，其作用是让用户没有“感觉”，因此可称为“无缝自愈”。

二级自愈速度，也称为周波级自愈，指供电质量波动时间在一周波以上、几十毫秒以内的自愈恢复，对普通负荷和一般敏感负荷基本无影响。

三级自愈速度，也称为秒级自愈，指供电质量波动时间在几秒钟内的自愈恢复，对敏感负荷有一定的影响，但对普通负荷无影响。

四级自愈速度，也称为分钟级自愈，指供电质量波动时间在3分钟内即自愈恢复，虽用户都“感觉”到停电，但短时间恢复，会影响敏感负荷的正常运行，但对普通负荷基本无影响，而3分钟以上则认为不具备自愈能力。

自愈速度也是一个技术经济指标，自愈速度越快，说明电网智能设备投入越大。针对不同的配电网及用户负荷性质，要从满足用户负荷要求实际出发，选择合适的自愈速度，同时也就选择了合适的设备资金投入。

2、供电自愈率。供电自愈率指标作为配电网自愈能力的一项评价标准，也可作为配电网供电可靠性的一项考核指标。它是指配电网事故时，配网自动化系统进行自愈操作时的成功率以及自愈恢复供电负荷占故障跳闸失电总负荷的比率。这项指标可用于描述一个区域至一个城市的配电网对事故隐患与供电故障的自愈恢复能力。供电可靠性是指对用户连续供电的可靠程度，其指标是对用户停电时间和次数的统计，直接体现了配电网对用户连续供电的能力。

综上所述，智能配电网代表着未来配电网的发展方向，配电网内自愈能力在于当事故发生时减少停电时间、缩小停电范围、提高供电质量、提供优质电力从而带来最优化的社会效益和经济效益。智能配电网自愈能力技术的不断普及和完善将在未来电力工业的不断发展中具有十分重要的作用和意义。