[發(fā)明專利]配電網(wǎng)自愈的分層遞階控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110089968.2
• 申請日: 2011-04-08
• 公開（公告）號(hào): CN102157923A
• 公開（公告）日: 2011-08-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王平;王曉晶;陳星鶯;余昆;廖迎晨;但唐軍
• 申請（專利權(quán)）人: 河海大學(xué)
• 主分類號(hào): H02H7/26
• 分類號(hào): H02H7/26;H02H3/06;H02J13/00
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 葉連生

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種配電網(wǎng)安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的控制方法，屬于電力系統(tǒng)控制技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

配電網(wǎng)是聯(lián)系電力負(fù)荷與大電網(wǎng)的中間環(huán)節(jié)，在我國典型的電壓等級(jí)為10/6/20kV，社會(huì)生產(chǎn)生活水平的提高要求配電網(wǎng)具有更高的供電安全性與可靠性。配電網(wǎng)中最基本的組成單元是饋線，每條饋線的分支和級(jí)聯(lián)開關(guān)均很多，饋線之間通過聯(lián)絡(luò)開關(guān)相連，構(gòu)成多個(gè)連通系，連通系之間通過變電站的母聯(lián)開關(guān)相連構(gòu)成分區(qū)，整個(gè)配電網(wǎng)由多個(gè)分區(qū)組成，運(yùn)行方式靈活，并且配電網(wǎng)的中性點(diǎn)不直接接地、多種能源形勢的小容量分布式電源多點(diǎn)接入、負(fù)荷和分布式電源出力的不確定程度高、量測點(diǎn)覆蓋率低，這些特點(diǎn)使得配電網(wǎng)的控制非常困難，其控制水平遠(yuǎn)落后于輸電網(wǎng)。

目前，配電網(wǎng)中只實(shí)現(xiàn)了簡單的保護(hù)和控制功能，當(dāng)配電網(wǎng)中發(fā)生故障時(shí)，通過安裝在饋線首端的繼電保護(hù)裝置切除故障，一些饋線中裝有負(fù)荷開關(guān)和饋線終端單元，每個(gè)饋線終端單元及時(shí)采集流過負(fù)荷開關(guān)的電流、電壓及開關(guān)狀態(tài)等信號(hào)，并通過通訊網(wǎng)絡(luò)上送到主站計(jì)算機(jī)，主站計(jì)算機(jī)根據(jù)饋線終端單元上傳的數(shù)據(jù)判斷出故障發(fā)生的區(qū)域，然后通過遙控指令，由饋線終端單元執(zhí)行相應(yīng)的負(fù)荷開關(guān)分合閘操作，將故障區(qū)隔離、恢復(fù)無故障區(qū)域的供電，以縮小停電區(qū)域，正常時(shí)則對配電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行優(yōu)化。但是，目前實(shí)現(xiàn)的配電網(wǎng)控制中，缺乏從絕緣缺陷到發(fā)生單相接地故障、以及發(fā)展為相間短路過程的預(yù)警監(jiān)測、分析與控制。

由配電網(wǎng)的特點(diǎn)和配電網(wǎng)自愈控制的要求，需要配電網(wǎng)的控制既能對擾動(dòng)做出快速響應(yīng)、進(jìn)行精確控制，又能從饋線、連通系、分區(qū)、配電網(wǎng)各個(gè)層面進(jìn)行協(xié)調(diào)，并依次提高控制的智能化程度。分層遞階控制是一種自上而下呈現(xiàn)精度遞增、智能遞減的控制方法，將其引入到配電網(wǎng)的自愈控制中，可以將配電網(wǎng)控制目標(biāo)的模糊程度、控制響應(yīng)速度、控制精度等分層次區(qū)別對待，實(shí)現(xiàn)一次系統(tǒng)、二次系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)和自動(dòng)化的有效集成與協(xié)調(diào)控制，提高控制效果和控制效率，從而提高供電能力和可靠性，確保電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，滿足社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展及人民生活水平不斷提高的要求。

發(fā)明內(nèi)容

技術(shù)問題：本發(fā)明的目的是提供一種配電網(wǎng)自愈的分層遞階控制方法，通過饋線層、連通系層、分區(qū)層、配電網(wǎng)層的分層遞階控制，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)始終向著更健康的狀態(tài)轉(zhuǎn)移，提高供電安全性、可靠性、優(yōu)質(zhì)性和經(jīng)濟(jì)性，增強(qiáng)應(yīng)急能力的目標(biāo)。

技術(shù)方案：配電網(wǎng)自愈的分層遞階控制將保護(hù)控制裝置、安全自動(dòng)裝置、開關(guān)、主站計(jì)算機(jī)的動(dòng)作行為分為饋線層、連通系層、分區(qū)層、配電網(wǎng)層，各層相互配合，其控制功能與控制精度相互協(xié)調(diào)，形成開關(guān)、保護(hù)控制裝置、安全自動(dòng)裝置等控制設(shè)備與配電網(wǎng)主站計(jì)算機(jī)統(tǒng)一的協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)。

本發(fā)明的配電網(wǎng)自愈的分層遞階控制方法采用分層遞階控制方法對饋線層、連通系層、分區(qū)層、配電網(wǎng)層的層次配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行控制，在無人工干預(yù)條件下協(xié)調(diào)保護(hù)控制裝置、安全自動(dòng)裝置、開關(guān)的動(dòng)作行為，具體步驟如下：

1)饋線層：電壓電流互感器將電壓、電流變換為弱電或光信號(hào)傳遞給保護(hù)控制裝置，保護(hù)控制裝置接收到變換后的電壓、電流信號(hào)后與保護(hù)整定值進(jìn)行比較，大于動(dòng)作啟動(dòng)值時(shí)觸發(fā)繼電器將開關(guān)跳開以切除故障，并根據(jù)電壓電流信號(hào)確定單相接地和絕緣下降設(shè)備，然后將變換后的電壓、電流信號(hào)、單相接地信號(hào)、絕緣下降信號(hào)、保護(hù)控制裝置動(dòng)作情況、動(dòng)作前后開關(guān)的狀態(tài)傳送給連通系層和分區(qū)層；

2)連通系層：故障處理模塊根據(jù)接收到饋線層傳來的電壓電流信號(hào)、保護(hù)控制裝置動(dòng)作情況、動(dòng)作前后開關(guān)的狀態(tài)確定失電母線、故障區(qū)段和需要鎖定的開關(guān)，并設(shè)置為退出，根據(jù)分區(qū)層傳來的失電母線對應(yīng)的應(yīng)急預(yù)案觸發(fā)繼電器分合閘相應(yīng)的開關(guān)，接收到單相接地或絕緣下降信號(hào)時(shí)，故障處理模塊設(shè)置單相接地和絕緣下降區(qū)段退出；饋線重構(gòu)模塊接收到分區(qū)層或配電網(wǎng)層傳來的重構(gòu)操作信號(hào)時(shí)觸發(fā)繼電器分合閘相應(yīng)的開關(guān)，未接收到控制信號(hào)時(shí)計(jì)算連通系內(nèi)各種饋線組合運(yùn)行方式和無功補(bǔ)償方式下的電壓分布、電流分布，與正常電壓電流值進(jìn)行比較，過濾得到電壓和電流都沒有超出正常運(yùn)行范圍且安全裕度最大的饋線組合運(yùn)行方式，進(jìn)一步得出當(dāng)前運(yùn)行方式轉(zhuǎn)變?yōu)樵撨\(yùn)行方式需要進(jìn)行的開關(guān)操作、電容器投切情況，以及操作順序，并觸發(fā)繼電器分合閘相應(yīng)的開關(guān)，然后將電壓、電流信號(hào)、單相接地信號(hào)、絕緣下降信號(hào)、故障區(qū)段、開關(guān)的運(yùn)行狀態(tài)和鎖定狀態(tài)傳送給分區(qū)層和配電網(wǎng)層；