[發(fā)明專利]一種基于自愈控制的配電網(wǎng)故障處理方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110377326.2
• 申請日: 2011-11-24
• 公開（公告）號: CN103138390A
• 公開（公告）日: 2013-06-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馬瑞龍
• 申請（專利權(quán)）人: 新疆電力公司電力科學(xué)研究院;新疆電力建設(shè)調(diào)試所;國家電網(wǎng)公司
• 主分類號: H02J13/00
• 分類號: H02J13/00
• 代理公司: 北京康信知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11240
• 代理人: 吳貴明;張永明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種配電網(wǎng)故障處理方法，尤其是一種基于自愈控制的配電網(wǎng)故障處理方法，屬于電力控制與人工智能交叉的技術(shù)應(yīng)用領(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為10/6/20kV，社會生產(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)中分支和級聯(lián)開關(guān)多、運行方式靈活、中性點不直接接地、多種能源形式的分布式小容量電源多點接入、負(fù)荷和分布式電源具有很強(qiáng)的不確定性、三相不平衡、故障率高、量測點覆蓋率低等典型特點，這些特點使得配電網(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，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，每個饋線終端單元及時采集流過負(fù)荷開關(guān)的電流、電壓及開關(guān)狀態(tài)等信號，并通過通訊網(wǎng)絡(luò)上送到主站計算機(jī)，主站計算機(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，對配電網(wǎng)的運行狀態(tài)進(jìn)行優(yōu)化，但由于以一個時間斷面的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)進(jìn)行靜態(tài)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)，未考慮負(fù)荷、分布式電源出力的變化趨勢，無法獲得優(yōu)化效果，并且沒有發(fā)揮分布式電源/微網(wǎng)/儲能裝置的作用。目前實現(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。

與傳統(tǒng)控制模式相比，自愈控制技術(shù)具有自治性、智能性、適應(yīng)性、協(xié)調(diào)性、主動性和社會性等優(yōu)良特征，使被控對象具備很強(qiáng)的自我愈合、自我防治、自我免疫能力，因此在通訊、網(wǎng)絡(luò)等領(lǐng)域中紛紛提出了自愈控制方案，目前自愈控制在電網(wǎng)中的應(yīng)用只針對于35kV以上電網(wǎng)。為了防止出現(xiàn)大面積停電，在被中斷供電后，配電網(wǎng)要有自我恢復(fù)供電的能力，要求開展配電網(wǎng)規(guī)劃和改造工作，建成堅強(qiáng)的配電網(wǎng)，提高供電能力和可靠性，確保電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行，滿足社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展及人民生活水平不斷提高的要求。因此，需要研究并實現(xiàn)配電網(wǎng)的一次系統(tǒng)、二次系統(tǒng)、通訊網(wǎng)和自動化的有效集成與協(xié)調(diào)控制。

按照目前城市電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)特點，充分利用現(xiàn)有電網(wǎng)拓?fù)鋱D，將電網(wǎng)中所有電器設(shè)備，包括線路、電纜和各種開關(guān)都納入本發(fā)明的配電網(wǎng)故障自動處理方法中，每一個設(shè)備、線路、電纜都給出GIS地理信息系統(tǒng)的平面坐標(biāo)位置，采用計算機(jī)自動控制系統(tǒng)對所有線路和電器設(shè)備進(jìn)行分析判斷，迅速給出處理結(jié)果。

發(fā)明內(nèi)容

技術(shù)問題：本發(fā)明的目的是提供一種基于自愈控制的配電網(wǎng)故障處理方法，通過采集電壓、電流、開關(guān)狀態(tài)等數(shù)據(jù)，判斷配電網(wǎng)當(dāng)前所處的運行狀態(tài)，并運用人工智能方法進(jìn)行決策，對開關(guān)、保護(hù)控制裝置、安全自動裝置等進(jìn)行協(xié)調(diào)控制，實現(xiàn)配電網(wǎng)始終向更健康狀態(tài)轉(zhuǎn)移，提高配電網(wǎng)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)故障處理的自愈控制通過對配電網(wǎng)狀態(tài)的自動辨識，并根據(jù)實際條件進(jìn)行控制決策，統(tǒng)一協(xié)調(diào)智能開關(guān)、保護(hù)控制裝置、安全自動裝置等控制設(shè)備與配電網(wǎng)集中控制主站計算機(jī)，形成分布控制與集中控制、局部控制與全局控制相協(xié)調(diào)的控制模式。為此，本發(fā)明完整定義了配電網(wǎng)的運行狀態(tài)、以及各種狀態(tài)與相應(yīng)控制之間的關(guān)系。

本發(fā)明采用集中與分布協(xié)調(diào)的控制模式，信號的處理和控制策略的生成具有自適應(yīng)性，在無人工干預(yù)條件下自動完成控制過程，協(xié)調(diào)繼電保護(hù)裝置與保護(hù)控制裝置、開關(guān)與智能開關(guān)、安全自動裝置的動作行為，包括電網(wǎng)故障自動檢測、分布自愈控制和集中自愈控制三步，具體步驟如下：

第一步：電網(wǎng)故障自動檢測，將電網(wǎng)中所有電器設(shè)備納入自動檢測網(wǎng)絡(luò)，自動檢測網(wǎng)絡(luò)采用GIS地理信息系統(tǒng)；

第二步：電網(wǎng)中的設(shè)備數(shù)據(jù)分別與GIS地理信息系統(tǒng)中的點、線、面數(shù)據(jù)對應(yīng)，點、線、面對應(yīng)的設(shè)備分別存儲到GIS地理信息系統(tǒng)中的點圖層、線圖層、面圖層，將桿塔設(shè)為點設(shè)備，每兩點設(shè)備的中間是線設(shè)備，點設(shè)備固定在線設(shè)備兩端，以某一個點設(shè)備或線設(shè)備作為起點，以電流方向作為基準(zhǔn)，按照點-線-點-線-點的方式進(jìn)行檢測，根據(jù)總供電源電壓等級對供電源的下游設(shè)備進(jìn)行連通性分析檢測，包括供電范圍分析檢測、掛牌操作分析檢測和刀閘操作分析檢測；

第三步：上述分析檢測完成后，進(jìn)行新一輪下一級電壓的分析檢測，依次完成對各級電壓的分析檢測，在每一輪的檢測過程中，將不帶本次檢測電壓級負(fù)載的點線設(shè)備設(shè)定為故障點線設(shè)備，將網(wǎng)絡(luò)中的其他點線設(shè)備與本輪檢測電壓的點線設(shè)備分割開來檢測；