含分布式電源的配電網(wǎng)故障恢復(fù)策略探討

林江龍

含分布式電源的配電網(wǎng)故障恢復(fù)策略探討

林江龍

（韶關(guān)供電局 廣東韶關(guān) 512000）

21世紀(jì)以來(lái)，高速增長(zhǎng)的國(guó)民收入推動(dòng)社會(huì)的進(jìn)步，也促進(jìn)了我國(guó)居民生活質(zhì)量的提升，尤其家用電器增加極大的提升了居民生活質(zhì)量。但是同時(shí)也提高了對(duì)配電網(wǎng)絡(luò)的供電質(zhì)量和穩(wěn)定性的要求，促進(jìn)了能源供應(yīng)技術(shù)的發(fā)展和創(chuàng)新。然而，對(duì)于居民用電的需求而言，穩(wěn)定的供電便是最重要的一點(diǎn)，也就是減少故障頻率，加快故障檢修和恢復(fù)。鑒于目前廣泛應(yīng)用的分布式電源，本文有針對(duì)性地介紹該類配電網(wǎng)絡(luò)處于故障中的檢查定位技術(shù)和恢復(fù)策略，希望可以為我國(guó)城市化的推進(jìn)提供一點(diǎn)幫助。

分布式電源；故障；恢復(fù)；配電網(wǎng)絡(luò)

隨著人類工業(yè)社會(huì)的不斷發(fā)展，能源問(wèn)題也進(jìn)一步被暴露出來(lái)，保障能源供應(yīng)的穩(wěn)定性、提高供應(yīng)效率、減少故障和損害已經(jīng)成為了相關(guān)研究的熱點(diǎn)命題。以城市電網(wǎng)的電力供應(yīng)為例，這屬于居民生活的必需品，也是我國(guó)推進(jìn)城市化建設(shè)的重要基礎(chǔ)。為此，電力企業(yè)在配電網(wǎng)絡(luò)引入了分布式發(fā)電技術(shù)。這是由于分布式電源可以在故障發(fā)生時(shí)，作為備用電源繼續(xù)發(fā)揮作用，同時(shí)這項(xiàng)技術(shù)符合的環(huán)保和高效的要求，已經(jīng)受到了來(lái)自世界各國(guó)的廣泛關(guān)注。對(duì)于我國(guó)而言，現(xiàn)階段正處于經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型的重要時(shí)期，電力供應(yīng)的穩(wěn)定性和持續(xù)性已經(jīng)成為了社會(huì)發(fā)展和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的重要基礎(chǔ)，運(yùn)用分布式發(fā)電技術(shù)具有重要意義。但是，隨著傳統(tǒng)技術(shù)的淘汰，全新的技術(shù)自然需要配備相應(yīng)的故障檢測(cè)和回復(fù)機(jī)制，才能保障配電網(wǎng)絡(luò)供電的穩(wěn)定、正常以及持續(xù)運(yùn)行。

1 關(guān)于含分布式配電網(wǎng)絡(luò)的概述

隨著智能電網(wǎng)的不斷發(fā)展，分布式發(fā)電（Distributed Generation，DG）技術(shù)也逐漸得到了普及，在其被引入電力系統(tǒng)之后，使得電網(wǎng)系統(tǒng)有了不少的改進(jìn)，具體來(lái)看，主要集中在電能質(zhì)量、電壓諧波總畸變率、配電網(wǎng)損害以及系統(tǒng)保護(hù)四個(gè)方面。

隨著配電網(wǎng)引入DG，傳統(tǒng)的配電網(wǎng)潮流分布得以轉(zhuǎn)變，進(jìn)而影響了各個(gè)節(jié)點(diǎn)的電壓分布狀況，使得各節(jié)點(diǎn)電壓分布由電源接入點(diǎn)和接入容量所決定。在DG接入點(diǎn)保持不變的情況下，系統(tǒng)電壓與接入電容量成正比。而保持接入電容量不變的情況下，接入點(diǎn)與變電站母線的距離成反比。除此之外，電壓諧波的總畸變率與接入電容量和接入點(diǎn)的關(guān)系，和電能質(zhì)量變化規(guī)律相通。

而配電網(wǎng)損耗也隨著DG的接入狀況發(fā)生了相應(yīng)的變化，合理的接入狀況則有利于對(duì)配電網(wǎng)網(wǎng)損的控制，是提高配電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)效益的重要措施。隨著DG的接入，配電網(wǎng)的線路模式已經(jīng)轉(zhuǎn)變?yōu)槎嚯娫唇Y(jié)構(gòu)，也使得故障中的短路電流產(chǎn)生了變化，最終影響了線路繼電保護(hù)的措施。

2 分布式電源的配電網(wǎng)絡(luò)的故障分析

目前，我國(guó)的配電網(wǎng)絡(luò)的日常運(yùn)行狀態(tài)是輻射狀的，而配電網(wǎng)處于故障狀態(tài)時(shí)，則需要根據(jù)FTU所上傳的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，對(duì)故障位置進(jìn)行判斷。然后采取必要的方式進(jìn)行故障隔離，防止發(fā)生連鎖反應(yīng)，而使得該故障區(qū)域斷開(kāi)與主網(wǎng)的連接，形成單獨(dú)的失電區(qū)。尤其是分布式電源技術(shù)引入配電網(wǎng)絡(luò)之后，選取切實(shí)可行的故障恢復(fù)策略可以盡量縮短停電時(shí)間，減少該停電周期的各項(xiàng)損失。

目前分布式電源（Distributed Generation，DG）多以接入配電網(wǎng)運(yùn)行為主，因此，處于故障格力狀態(tài)的配電網(wǎng)分布式電源往往會(huì)進(jìn)入到孤島運(yùn)行的模式，對(duì)該失電區(qū)域內(nèi)進(jìn)行負(fù)荷獨(dú)立供電。雖然孤島模式的運(yùn)行可以在故障時(shí)期對(duì)系統(tǒng)內(nèi)重要負(fù)荷進(jìn)行供電，保障供電的穩(wěn)定性，但是處于這一狀態(tài)的故障檢測(cè)和恢復(fù)算法有了新的發(fā)展，不再適用過(guò)去的計(jì)算模式。

智能電網(wǎng)的出現(xiàn)，充分滿足人們對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行控制和管理的高效要求，也使得通信模式、傳感器模式以及分布式計(jì)算技術(shù)等方面得到了有效的提升，綜合來(lái)看，通過(guò)對(duì)能源供給輸送結(jié)構(gòu)和利用效率的轉(zhuǎn)變，在滿足不同功能要求的基礎(chǔ)上，也逐步提升了電力供給的經(jīng)濟(jì)效益、安全保障以及輸電穩(wěn)定性。尤其是當(dāng)下全球正處于能源危機(jī)的重要時(shí)期，可再生能源系列中的分布式能源供給技術(shù)也因此受到了人們的廣泛青睞，并迅速得到了發(fā)展和應(yīng)用。具體來(lái)看，由于分布式電源所類型的不同，導(dǎo)致其在配電網(wǎng)所承擔(dān)的職責(zé)也有所差別。但其恢復(fù)策略需要在以下原則內(nèi)完成：①避免母線出線開(kāi)關(guān)出現(xiàn)跳閘現(xiàn)象。②避免靠近電源一側(cè)的開(kāi)關(guān)出現(xiàn)較大動(dòng)作。③對(duì)出現(xiàn)短路電流的開(kāi)關(guān)，要避免出現(xiàn)動(dòng)作。

3 含分布式電源的配電網(wǎng)絡(luò)故障恢復(fù)策略概述

目前，我國(guó)電力企業(yè)對(duì)配電網(wǎng)故障恢復(fù)的研究還不夠深入，但由DG孤島模式所形成的狀況也使得傳統(tǒng)配電網(wǎng)故障恢復(fù)算法被淘汰，因此，迫切需要一種新的故障恢復(fù)策略，適應(yīng)含分布式電源的復(fù)雜配電網(wǎng)故障。尤其是我國(guó)配電網(wǎng)的實(shí)際情況十分復(fù)雜，不僅具有龐大的設(shè)施規(guī)模，而且負(fù)荷量的測(cè)算數(shù)據(jù)也存在一定的不足。因此，需要對(duì)配電網(wǎng)采用簡(jiǎn)化建模的措施，這樣一來(lái)就可以真實(shí)地反映出配電網(wǎng)狀況，也使得其耗費(fèi)的計(jì)算時(shí)間盡可能的被減小。然而，采用該類簡(jiǎn)化模式往往需要先按負(fù)荷重要等級(jí)進(jìn)行DG孤島劃分，以此保障部分重要負(fù)荷的供電服務(wù)。然后，對(duì)剩余尚未恢復(fù)供電的負(fù)荷，依據(jù)啟發(fā)式規(guī)則并入主網(wǎng)以盡量減少失電負(fù)荷，同時(shí)應(yīng)用改進(jìn)支路交換法進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化，使網(wǎng)損盡可能少，綜合上述開(kāi)關(guān)操作方案得到最佳故障恢復(fù)策略。

含分布式電源的配電網(wǎng)故障恢復(fù)策略主要是針對(duì)部分特殊配電網(wǎng)絡(luò)，這類配電網(wǎng)需要具有一定的自動(dòng)化水平、智能化故障檢測(cè)技術(shù)以及隔離措施等，同時(shí)也需要具有全天候的遠(yuǎn)程控制功能。

（1）對(duì)配電網(wǎng)故障進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)?shù)姆治觯缓笤俑鶕?jù)DG類型選取合適的恢復(fù)模式。若為BDG（Black-Start DG），則需要先斷開(kāi)并網(wǎng)斷路器的連接，然后利用孤島運(yùn)行模式為各用電戶供電。若是出現(xiàn)配電網(wǎng)電容不足的狀況，就需要降低負(fù)荷以提供供電服務(wù)。若是NBDG（NonBlack-Start DG），則只需要利用開(kāi)關(guān)斷開(kāi)斷路器，并且保證必要的配電網(wǎng)輸電質(zhì)量即可。

（2）這類模式最重要的是需要對(duì)配電網(wǎng)的故障進(jìn)行檢測(cè)，確定故障位置。首先需要進(jìn)行隔離操作，然后利用傳統(tǒng)的搜索模式確定斷電位置，最后還需要結(jié)合DG因素，確定故障恢復(fù)計(jì)算方法。

（3）首先需要對(duì)故障反饋數(shù)據(jù)中BDG進(jìn)行綜合分析和歸納，然后對(duì)仍處于故障狀態(tài)的區(qū)域進(jìn)行搜索，確定恢復(fù)策略。若是仍舊沒(méi)有搜索可行的故障恢復(fù)策略，則需要繼續(xù)保持當(dāng)前的運(yùn)行模式狀況；若是已搜索到可行的故障恢復(fù)模式，則需要轉(zhuǎn)入孤島模式。

（4）對(duì)配電網(wǎng)中的全部NSDG進(jìn)行二次并網(wǎng)的操作，該階段需要始終保持開(kāi)關(guān)措施的最優(yōu)搜索模式，然后結(jié)合開(kāi)關(guān)的具體情況選取相應(yīng)的操作模式。若產(chǎn)生變化，則需要在完成并網(wǎng)后對(duì)開(kāi)關(guān)進(jìn)行調(diào)節(jié)；若沒(méi)變化，則維持目前狀況。

（5）故障問(wèn)題得到有效的根除和解決后，則需要恢復(fù)配電網(wǎng)的政策運(yùn)行狀態(tài)，恢復(fù)正常的供電服務(wù)。

4 結(jié)束語(yǔ)

隨著世界能源危機(jī)的進(jìn)一步加劇，我國(guó)居民的用電需求也仍舊進(jìn)一步攀升。在雙重壓力的影響下，將分布式電源技術(shù)引入到配電網(wǎng)之中，這樣一來(lái)，整個(gè)配電網(wǎng)絡(luò)的節(jié)能水平、供電安全性、系統(tǒng)穩(wěn)定性以及配電靈活性等方面都有較大的提升。但是分布式電源（Distributed Generation，DG）具有一定的特殊性，轉(zhuǎn)變了傳統(tǒng)配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行模式，導(dǎo)致其故障檢測(cè)和恢復(fù)策略也有很大程度的轉(zhuǎn)變。據(jù)此，本文系統(tǒng)通過(guò)研究和分析，總結(jié)具有針對(duì)性的故障回恢復(fù)策略，更好地保障配電網(wǎng)絡(luò)持續(xù)運(yùn)行，為社會(huì)發(fā)展和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)提供必要的能源基礎(chǔ)。

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TM711

A

1004-7344（2016）27-0092-02

2016-9-6

林江龍（1988-），男，助理工程師，本科，主要從事配網(wǎng)運(yùn)維、配電檢修工作。