基于饋線(xiàn)拓?fù)渥詣?dòng)識(shí)別的分布式FA控制方法

黃滇生++楊文波++張澤州++王波++趙彪

摘 要 配電網(wǎng)是智能電網(wǎng)的重要組成部分，智能配電網(wǎng)的建設(shè)目標(biāo)是具有完備的故障自愈功能，能最大程度地減少配網(wǎng)故障對(duì)用戶(hù)的影響，而且支持大量分布式電源的接入。但目前，配電網(wǎng)的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)薄弱，二次保護(hù)控制技術(shù)不夠完善，使得配網(wǎng)停電事故時(shí)有發(fā)生。目前饋線(xiàn)自動(dòng)化保護(hù)控制主要有兩種模式：集中型和就地型。集中型方式由主站綜合分析出線(xiàn)保護(hù)動(dòng)作信息以及各配電終端信息完成故障定位；就地型是通過(guò)變電站一次重合配合“電壓-時(shí)間型”分段開(kāi)關(guān)就地完成故障區(qū)段的判定及隔離，無(wú)論是集中型還是就地型，都存在短時(shí)停電范圍擴(kuò)大，故障發(fā)生后，無(wú)論故障點(diǎn)位置如何，出線(xiàn)斷路器首先跳閘，導(dǎo)致非故障區(qū)段失電；另外要綜合分析相關(guān)開(kāi)關(guān)的故障信息，才能判別故障區(qū)域，而后下發(fā)控制命令。需要信息的上傳下達(dá)，實(shí)時(shí)性不強(qiáng)，判別過(guò)程復(fù)雜。文章提出一種復(fù)雜配網(wǎng)新型饋線(xiàn)終端自適應(yīng)快速保護(hù)控制原理，利用多點(diǎn)故障信息的快速故障定位、故障隔離及供電恢復(fù)的通用型控制策略，適應(yīng)有源配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的變化，實(shí)現(xiàn)智能終端之間、智能終端與饋線(xiàn)主站之間的互通互聯(lián)、即插即用以及分布式智能控制。

【關(guān)鍵詞】多點(diǎn)故障信息的快速故障定位 多點(diǎn)故障信息的快速故障隔離 多點(diǎn)故障信息的快速故障恢復(fù)

配電網(wǎng)是智能電網(wǎng)的重要組成部分，智能配電網(wǎng)的建設(shè)目標(biāo)是具有完備的故障自愈功能，能最大程度地減少配網(wǎng)故障對(duì)用戶(hù)的影響，而且支持大量分布式電源的接入。但目前，配電網(wǎng)的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)薄弱，二次保護(hù)控制技術(shù)不夠完善，使得配網(wǎng)停電事故時(shí)有發(fā)生。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，電網(wǎng)中大約80%以上的故障發(fā)生在配電系統(tǒng)中。可見(jiàn)，配電網(wǎng)的保護(hù)控制及其故障自愈技術(shù)直接關(guān)系到整個(gè)配電系統(tǒng)的運(yùn)行效率和終端用戶(hù)的電能質(zhì)量。

當(dāng)前配電網(wǎng)的饋線(xiàn)自動(dòng)化終端集中性控制方式和就地“電壓-時(shí)間”型兩種故障處理模式存在以下問(wèn)題：

（1）僅由終端單元（FTU）實(shí)現(xiàn)，但不存在終端單元的信息交互，不能充分利用鄰近節(jié)點(diǎn)的故障信息，故障定位準(zhǔn)確度較低。

（2）具有主站和終端單元之間的信息交互，采用2G/3G/4G/無(wú)線(xiàn)通信或者網(wǎng)絡(luò)/光纖通信方式方式，采用2G/3G/4G或無(wú)線(xiàn)通信方式主站與饋線(xiàn)自動(dòng)化終端之間的通信速率低，并且通信缺乏穩(wěn)定性、實(shí)時(shí)性，通信效率低；采用網(wǎng)絡(luò)/光纖通信方式通信穩(wěn)定、實(shí)時(shí)性強(qiáng)和效率高，但是故障定位算法及其他故障控制功能均由主站實(shí)現(xiàn)，無(wú)法滿(mǎn)足智能配電網(wǎng)的實(shí)時(shí)性要求，控制效率不高，且不適用含有分布式電源的智能配電網(wǎng)。

（3）恢復(fù)供電時(shí)間較長(zhǎng)。

（4）切除永久故障時(shí)，主供線(xiàn)路側(cè)需要重合兩次，使線(xiàn)路受到兩次短路電流沖擊，且波及線(xiàn)路對(duì)側(cè)的用戶(hù)，使其發(fā)生短時(shí)間陪停電。

（5）要對(duì)變電站饋線(xiàn)現(xiàn)有的保護(hù)及重合閘裝置進(jìn)行改進(jìn)，使之與動(dòng)作邏輯相適應(yīng)，或另加饋線(xiàn)重合閘裝置，增加了額外投資。

1 實(shí)現(xiàn)原理

1.1 分布式FA系統(tǒng)工作原理

高級(jí)饋線(xiàn)自動(dòng)化終端（AFTU）之間利用光纖通信網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)建基于IP對(duì)等通信的光纖網(wǎng)絡(luò)，建立手拉手的鏈?zhǔn)骄W(wǎng)絡(luò)通信通道，將快速故障定位、隔離與恢復(fù)策略植入AFTU中，實(shí)現(xiàn)各AFTU之間的相互通信、AFTU之間共享電路的電壓、電氣量信息、開(kāi)關(guān)位置和故障狀態(tài)等信息，利用多點(diǎn)故障信息的快速故障定位、故障隔離及供電恢復(fù)的通用型控制策略，適應(yīng)有源配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的變化，開(kāi)關(guān)在獲悉過(guò)流或失壓信號(hào)后進(jìn)行故障判斷，從而將故障自動(dòng)切除，并通過(guò)對(duì)等通訊得到手拉手鏈?zhǔn)酵ㄐ啪W(wǎng)絡(luò)高級(jí)饋線(xiàn)自動(dòng)化終端（AFTU）組內(nèi)其它開(kāi)關(guān)已經(jīng)切除的信息，然后每個(gè)開(kāi)關(guān)將根據(jù)自己的位置自動(dòng)決定是立即打開(kāi)以便切除故障、隔離故障點(diǎn)，還是閉合并恢復(fù)對(duì)該線(xiàn)路正常區(qū)間的供電。高級(jí)饋線(xiàn)自動(dòng)化終端通過(guò)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)對(duì)等通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)相互之間的信息交互，并向主站轉(zhuǎn)發(fā)終端數(shù)據(jù)。在線(xiàn)路上發(fā)生故障時(shí)，利用對(duì)等通信網(wǎng)絡(luò)各AFTU能夠快速定位故障區(qū)段，實(shí)現(xiàn)故障檢測(cè)信息與控制信息在相關(guān)智能終端之間的傳遞，無(wú)需饋線(xiàn)自動(dòng)化主站/子站參與協(xié)調(diào)與控制，因此提高了故障自愈控制速度。

1.2 基于實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渥R(shí)別的聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)身份確認(rèn)方法

在分布式 FA 系統(tǒng)中，聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)負(fù)責(zé)故障點(diǎn)下游非故障區(qū)段的供電恢復(fù)。在實(shí)際運(yùn)行中，如果饋線(xiàn)運(yùn)行方式改變，聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)的位置也發(fā)生變化，需識(shí)別其位置。采用人工配置方式，工作量大，且在重新配置前系統(tǒng)需退出運(yùn)行。通過(guò)檢測(cè)常開(kāi)開(kāi)關(guān)兩側(cè)的電壓可以識(shí)別聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)，但需要在每一個(gè)分段開(kāi)關(guān)的兩側(cè)安裝電壓互感器，投資大，經(jīng)濟(jì)性差。利用FA 系統(tǒng)中高級(jí)饋線(xiàn)自動(dòng)化終端（AFTU）能夠互相通信的特點(diǎn)，通過(guò)接力查詢(xún)自動(dòng)識(shí)別饋線(xiàn)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，可以克服以上2種方法的缺點(diǎn)。

為了實(shí)現(xiàn)饋線(xiàn)拓?fù)涞淖詣?dòng)識(shí)別，在分布式 FA系統(tǒng)中，需要為高級(jí)饋線(xiàn)自動(dòng)化終端（AFTU）監(jiān)控的當(dāng)?shù)亻_(kāi)關(guān)配置開(kāi)關(guān)性質(zhì)信息，根據(jù)開(kāi)關(guān)所處的位置，分為電源開(kāi)關(guān)（出線(xiàn)斷路器）、干線(xiàn)分段開(kāi)關(guān)與支線(xiàn)開(kāi)關(guān)3類(lèi)。同時(shí)，為每一個(gè)當(dāng)?shù)亻_(kāi)關(guān)配置相鄰開(kāi)關(guān)信息，包括相鄰開(kāi)關(guān)的名稱(chēng)及其所在高級(jí)饋線(xiàn)自動(dòng)化終端（AFTU）的名稱(chēng)與通信地址。

當(dāng)分段開(kāi)關(guān)處的高級(jí)饋線(xiàn)自動(dòng)化終端（AFTU）上電時(shí)所監(jiān)控的開(kāi)關(guān)處于“分”位，或在正常運(yùn)行過(guò)程中由“合”位變?yōu)椤胺帧蔽粫r(shí)，高級(jí)饋線(xiàn)自動(dòng)化終端（AFTU）啟動(dòng)接力查詢(xún)進(jìn)行饋線(xiàn)拓?fù)渥詣?dòng)識(shí)別，下面具體介紹接力查詢(xún)方法與步驟。

步驟1：高級(jí)饋線(xiàn)自動(dòng)化終端（AFTU）檢測(cè)到某個(gè)分段開(kāi)關(guān)處于 “分閘”狀態(tài)，發(fā)起接力查詢(xún)。

步驟2：首先查詢(xún)?cè)摲侄伍_(kāi)關(guān)左側(cè)實(shí)時(shí)干線(xiàn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。高級(jí)饋線(xiàn)自動(dòng)化終端根據(jù)配置信息檢測(cè)到該分段開(kāi)關(guān)的當(dāng)?shù)刈髠?cè)相鄰干線(xiàn)開(kāi)關(guān)。再根據(jù)配置信息，向該分段開(kāi)關(guān)左側(cè)的高級(jí)饋線(xiàn)自動(dòng)化終端查詢(xún)相鄰干線(xiàn)分段開(kāi)關(guān)的狀態(tài)，以此類(lèi)推，通過(guò)高級(jí)饋線(xiàn)自動(dòng)化終端之間的通信、信息傳遞和接力查詢(xún)，即可識(shí)別出干線(xiàn)分段開(kāi)關(guān)名稱(chēng)及其動(dòng)態(tài)拓?fù)潢P(guān)系。

步驟3：高級(jí)饋線(xiàn)自動(dòng)化終端采用步驟2的方法，識(shí)別出聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)與電源開(kāi)關(guān)之間的干線(xiàn)分段開(kāi)關(guān)名稱(chēng)及其動(dòng)態(tài)拓?fù)潢P(guān)系。

步驟4：經(jīng)過(guò)上述步驟，高級(jí)饋線(xiàn)自動(dòng)化終端識(shí)別出饋線(xiàn)拓?fù)潢P(guān)系，區(qū)別出開(kāi)關(guān)是干線(xiàn)分段開(kāi)關(guān)還是聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)。

步驟5：網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渚S護(hù)。如果網(wǎng)絡(luò)靜態(tài)拓?fù)浒l(fā)生變化，首先需要更新高級(jí)饋線(xiàn)自動(dòng)化終端（AFTU）的配置信息，在相關(guān)高級(jí)饋線(xiàn)自動(dòng)化終端（AFTU）的配置信息更新完畢后，發(fā)出“配置信息已更新”的消息。聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)處的高級(jí)饋線(xiàn)自動(dòng)化終端（AFTU）收到此信息后，重新進(jìn)行實(shí)時(shí)饋線(xiàn)拓?fù)洳樵?xún)。

1.3 FA新型饋線(xiàn)自動(dòng)化控制系統(tǒng)故障快速定位與隔離實(shí)現(xiàn)

檢測(cè)到當(dāng)?shù)亻_(kāi)關(guān)有故障電流流過(guò)的高級(jí)饋線(xiàn)自動(dòng)化終端（AFTU），通過(guò)觀(guān)察相鄰開(kāi)關(guān)是否有故障電流流過(guò)實(shí)現(xiàn)故障定位。如果一側(cè)的相鄰開(kāi)關(guān)有故障電流流過(guò)，說(shuō)明故障電流是穿越性的，則該相鄰開(kāi)關(guān)一側(cè)的區(qū)段為非故障區(qū)段；如果一側(cè)的相鄰開(kāi)關(guān)無(wú)故障電流流過(guò)，說(shuō)明故障電流是注入性的，則該側(cè)區(qū)段為故障區(qū)段。對(duì)于下游沒(méi)有相鄰開(kāi)關(guān)的線(xiàn)路末端開(kāi)關(guān)（如環(huán)網(wǎng)柜出線(xiàn)開(kāi)關(guān)），當(dāng)高級(jí)饋線(xiàn)自動(dòng)化終端（AFTU）檢測(cè)到其有故障電流流過(guò)時(shí)，直接判斷故障在下游。

在確定故障區(qū)段后，故障區(qū)段上游邊界開(kāi)關(guān)處的高級(jí)饋線(xiàn)自動(dòng)化終端（AFTU）發(fā)出跳開(kāi)本地開(kāi)關(guān)的命令，并通知其相鄰的下游開(kāi)關(guān)跳閘，隔離故障。在確認(rèn)故障區(qū)段所有的邊界開(kāi)關(guān)都跳開(kāi)后，發(fā)出“故障隔離成功”的信息。

1.4 高級(jí)饋線(xiàn)自動(dòng)化終端故障隔離判斷

對(duì)于手拉手運(yùn)行的饋線(xiàn)線(xiàn)路，高級(jí)饋線(xiàn)自動(dòng)化終端故障識(shí)別的處理過(guò)程為：

（1）當(dāng)饋線(xiàn)發(fā)生短路故障時(shí)，線(xiàn)路上所有檢測(cè)到故障電流大于縱聯(lián)啟動(dòng)電流定值的AFTU終端模塊置縱聯(lián)啟動(dòng)標(biāo)，小于縱聯(lián)啟動(dòng)電流定值的AFTU終端模塊不置縱聯(lián)啟動(dòng)標(biāo)志，他們都將其標(biāo)志信息通過(guò)光纖通信在2-3ms內(nèi)發(fā)給兩側(cè)的高級(jí)饋線(xiàn)自動(dòng)化終端模塊；

（2）各個(gè)高級(jí)饋線(xiàn)自動(dòng)化終端根據(jù)自己檢測(cè)到的保護(hù)電流判斷自身的狀態(tài)，如果故障電流大于縱聯(lián)啟動(dòng)電流定值，且兩側(cè)高級(jí)饋線(xiàn)自動(dòng)化終端模塊傳送過(guò)來(lái)的縱聯(lián)啟動(dòng)標(biāo)志中，有一側(cè)有效，一側(cè)無(wú)效，裝置在經(jīng)設(shè)定延時(shí)到后發(fā)自己跳閘的命令，

（3）高級(jí)饋線(xiàn)自動(dòng)化終端模塊在第一次跳閘后會(huì)重合，對(duì)于瞬時(shí)性故障，恢復(fù)供電；

對(duì)于永久性故障，重合閘后會(huì)加速再次跳閘，而且該AFTU終端模塊會(huì)向相鄰的縱聯(lián)保護(hù)未啟動(dòng)側(cè)發(fā)分閘命令，將故障隔離。

由以上高級(jí)饋線(xiàn)自動(dòng)化終端模塊故障隔離的過(guò)程可知，饋線(xiàn)上的每一個(gè)高級(jí)饋線(xiàn)自動(dòng)化終端模塊都可以作為故障隔離的主機(jī)，這取決于故障的位置，一般為離故障最近的高級(jí)饋線(xiàn)自動(dòng)化終端模塊。

2 分布式FA供電恢復(fù)控制策略

2.1 分布式FA供電恢復(fù)原理

現(xiàn)有的分布式 FA 系統(tǒng)，假設(shè)在供電恢復(fù)過(guò)程中聯(lián)絡(luò)電源備用容量充足，不考慮非故障區(qū)段的負(fù)載容量是否會(huì)超過(guò)備用容量。而實(shí)際運(yùn)行中聯(lián)絡(luò)電源備用容量可能不足，因此在供電恢復(fù)過(guò)程中需要檢查備用容量是否滿(mǎn)足要求，并在備用容量不足時(shí)根據(jù)故障前負(fù)荷情況最大范圍地恢復(fù)供電。

現(xiàn)有的配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)中，往往只測(cè)量線(xiàn)路開(kāi)關(guān)的電流，無(wú)法計(jì)算非故障區(qū)段的負(fù)荷功率及聯(lián)絡(luò)電源的備用功率容量。本項(xiàng)目中利用線(xiàn)路的負(fù)荷電流估算負(fù)荷功率并進(jìn)行安全性校驗(yàn)，基于廣域信息的供電恢復(fù)控制策略詳細(xì)介紹如下。

正常運(yùn)行時(shí)，高級(jí)饋線(xiàn)自動(dòng)化終端（AFTU）測(cè)量并保存當(dāng)?shù)亻_(kāi)關(guān)的負(fù)荷電流，故障發(fā)生后，在進(jìn)行供電恢復(fù)操作前，聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)處高級(jí)饋線(xiàn)自動(dòng)化終端（AFTU）根據(jù)故障隔離信息及饋線(xiàn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)識(shí)別出故障點(diǎn)下游非故障區(qū)段，并從非故障區(qū)段的高級(jí)饋線(xiàn)自動(dòng)化終端（AFTU）處獲取各個(gè)開(kāi)關(guān)故障前負(fù)荷電流值；從備供電源開(kāi)關(guān)的高級(jí)饋線(xiàn)自動(dòng)化終端（AFTU）獲取其故障前負(fù)荷電流，根據(jù)負(fù)荷電流與額定電流（最大允許電流） 差值，計(jì)算出備供電流裕量。將備供電流裕量與總的非故障區(qū)段電流相比較，即可判斷備供容量是否滿(mǎn)足要求。如果備供不足，可根據(jù)備供電源不過(guò)流以及恢復(fù)供電范圍最大的原則，確定需要恢復(fù)供電的區(qū)段。

故障點(diǎn)上游的非故障區(qū)段由變電站出線(xiàn)開(kāi)關(guān)合閘恢復(fù)供電。變電站出線(xiàn)開(kāi)關(guān)處的高級(jí)饋線(xiàn)自動(dòng)化終端（AFTU）在接收到“故障隔離成功”的消息后，如果故障不在變電站出線(xiàn)開(kāi)關(guān)相鄰區(qū)段上，則控制變電站出線(xiàn)開(kāi)關(guān)合閘，恢復(fù)故障點(diǎn)上游非故障區(qū)段供電。

故障點(diǎn)下游的非故障區(qū)段，聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)處的高級(jí)饋線(xiàn)自動(dòng)化終端（AFTU）在接收到“故障隔離成功”的消息后，若故障區(qū)段位于饋線(xiàn)干線(xiàn)上，且不是聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)相鄰區(qū)段時(shí)，高級(jí)饋線(xiàn)自動(dòng)化終端（AFTU）控制聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)合閘，恢復(fù)故障點(diǎn)下游非故障區(qū)段供電。

2.2 可轉(zhuǎn)供區(qū)域供電恢復(fù)策略

當(dāng)故障隔離成功后，兩側(cè)的AFTU會(huì)帶著隔離信息（過(guò)流、命令、動(dòng)作）向上（或下）一個(gè)AFTU傳遞信息，聯(lián)絡(luò)斷路器處的AFTU收到信息并檢測(cè)到斷路器兩端一端有壓另一端無(wú)壓，AFTU發(fā)出合閘命令，合上聯(lián)絡(luò)斷路器，無(wú)故障停電區(qū)域恢復(fù)供電。

2.3 故障搶修后的恢復(fù)供電策略

故障搶修完畢，可采用兩種方式恢復(fù)供電：

（1）主站遙控恢復(fù)供電，主站遙控先斷幵聯(lián)絡(luò)斷路器，再依次合上故障點(diǎn)上下游側(cè)的斷路器，恢復(fù)以前的供電模式。

（2）AFTU就地控制恢復(fù)供電，操作AFTU先斷開(kāi)聯(lián)絡(luò)斷路器，再依次合上故障點(diǎn)上下游側(cè)的斷路器，恢復(fù)以前的供電模式。

3 一種基于饋線(xiàn)拓?fù)渥詣?dòng)識(shí)別的分布式 FA 控制方法實(shí)現(xiàn)方案

XXXX供電公司示范工程建設(shè)滿(mǎn)足多電源、多聯(lián)絡(luò)、多分支網(wǎng)狀連接的要求，典型網(wǎng)絡(luò)圖如圖1。

智能分布式FA系統(tǒng)在滿(mǎn)足典型網(wǎng)絡(luò)圖的運(yùn)行方式下，在所有智能分布式開(kāi)關(guān)在遠(yuǎn)方位置時(shí)，智能分布式FA系統(tǒng)投入運(yùn)行。在此典型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，在不同故障點(diǎn)發(fā)生故障時(shí)，智能分布式FA的動(dòng)作過(guò)程將詳細(xì)說(shuō)明如下。

3.1 當(dāng)F1點(diǎn)發(fā)生故障時(shí)故障定位、隔離與供電恢復(fù)控制策略實(shí)現(xiàn)

（1）當(dāng)發(fā)生瞬時(shí)性故障時(shí)，城北線(xiàn)N05塔開(kāi)關(guān)跳閘，按照定值設(shè)定（3秒），一次重合閘成功，供電恢復(fù)。智能分布式FA不動(dòng)作。

（2）當(dāng)發(fā)生永久性故障時(shí)，城北線(xiàn)N05塔開(kāi)關(guān)跳閘，按照定值設(shè)定，一次重合閘后，重合到故障上，城北線(xiàn)N05塔開(kāi)關(guān)再次跳閘。智能分布式FA開(kāi)始動(dòng)作，將羅偉邑支線(xiàn)N50-1桿開(kāi)關(guān)、母屯線(xiàn)N36塔開(kāi)關(guān)分閘，隔離故障，之后將母屯線(xiàn)N46塔開(kāi)關(guān)合上，供電恢復(fù)，母屯線(xiàn)N09和母屯線(xiàn)N39保持原始狀態(tài)。（加兩次故障電流，第一次加的時(shí)候，立馬跳閘，城北線(xiàn)N05塔開(kāi)關(guān)跳閘，按照定值設(shè)定（3秒），一次重合閘（羅偉邑支線(xiàn)N50-1、母屯線(xiàn)N36、母屯線(xiàn)N46不跳閘），一次重合閘后，重合到故障上，城北線(xiàn)N05塔開(kāi)關(guān)再次跳閘，F(xiàn)A開(kāi)始動(dòng)作，將羅偉邑支線(xiàn)N50-1桿開(kāi)關(guān)、母屯線(xiàn)N36塔開(kāi)關(guān)分閘，隔離故障，1分鐘后將母屯線(xiàn)N46塔開(kāi)關(guān)合上，供電恢復(fù)，母屯線(xiàn)N09和母屯線(xiàn)N39保持原始狀態(tài)。

3.2 當(dāng)F2點(diǎn)發(fā)生故障時(shí)故障定位、隔離與供電恢復(fù)控制策略實(shí)現(xiàn)

（1）當(dāng)發(fā)生瞬時(shí)性故障時(shí)，城北線(xiàn)N05塔開(kāi)關(guān)跳閘，按照定值設(shè)定，一次重合閘成功，供電恢復(fù)。智能分布式FA不動(dòng)作。

（2）當(dāng)發(fā)生永久性故障時(shí)，城北線(xiàn)N05塔開(kāi)關(guān)跳閘，按照定值設(shè)定，一次重合閘后，重合到故障上，城北線(xiàn)N05塔開(kāi)關(guān)再次跳閘。智能分布式FA開(kāi)始動(dòng)作，將羅偉邑支線(xiàn)N50-1桿開(kāi)關(guān)分閘，隔離故障，之后將城北線(xiàn)N05塔開(kāi)關(guān)合上，供電恢復(fù)。

3.3 當(dāng)F3點(diǎn)發(fā)生故障時(shí)故障定位、隔離與供電恢復(fù)控制策略實(shí)現(xiàn)

（1）當(dāng)發(fā)生瞬時(shí)性故障時(shí)，城北線(xiàn)N05塔開(kāi)關(guān)跳閘，按照定值設(shè)定，一次重合閘成功，供電恢復(fù)。智能分布式FA不動(dòng)作。

（2）當(dāng)發(fā)生永久性故障時(shí)，城北線(xiàn)N05塔開(kāi)關(guān)跳閘，按照定值設(shè)定，一次重合閘后，重合到故障上，城北線(xiàn)N05塔開(kāi)關(guān)再次跳閘。智能分布式FA開(kāi)始動(dòng)作，將母屯線(xiàn)N36塔開(kāi)關(guān)分閘，隔離故障，之后將城北線(xiàn)N05塔開(kāi)關(guān)合上，供電恢復(fù)。

3.4 當(dāng)F4點(diǎn)發(fā)生故障時(shí)故障定位、隔離與供電恢復(fù)控制策略實(shí)現(xiàn)

（1）當(dāng)發(fā)生瞬時(shí)性故障時(shí)，城中N06塔開(kāi)關(guān)跳閘，按照定值設(shè)定，一次重合閘成功，供電恢復(fù)。智能分布式FA不動(dòng)作。

（2）當(dāng)發(fā)生永久性故障時(shí)，城中N06塔開(kāi)關(guān)跳閘，按照定值設(shè)定，一次重合閘后，重合到故障上，城中N06塔開(kāi)關(guān)再次跳閘。智能分布式FA開(kāi)始動(dòng)作，將城中線(xiàn)N69塔開(kāi)關(guān)分閘，隔離故障，之后將城中N06塔開(kāi)關(guān)合上，供電恢復(fù)。

3.5 當(dāng)F5點(diǎn)發(fā)生故障時(shí)故障定位、隔離與供電恢復(fù)控制策略實(shí)現(xiàn)

（1）當(dāng)發(fā)生瞬時(shí)性故障時(shí)，城中N06塔開(kāi)關(guān)跳閘，按照定值設(shè)定，一次重合閘成功，供電恢復(fù)。智能分布式FA不動(dòng)作。

（2）當(dāng)發(fā)生永久性故障時(shí)，城中N06塔開(kāi)關(guān)跳閘，按照定值設(shè)定，一次重合閘后，重合到故障上，城中N06塔開(kāi)關(guān)再次跳閘。智能分布式FA開(kāi)始動(dòng)作，將城中線(xiàn)N69塔開(kāi)關(guān)、城中線(xiàn)N44塔開(kāi)關(guān)分閘，隔離故障，之后將城中N06塔開(kāi)關(guān)、母屯線(xiàn)N46塔開(kāi)關(guān)合上，供電恢復(fù)。

3.6 當(dāng)F6點(diǎn)發(fā)生故障時(shí)故障定位、隔離與供電恢復(fù)控制策略實(shí)現(xiàn)

（1）當(dāng)發(fā)生瞬時(shí)性故障時(shí)，城中N06塔開(kāi)關(guān)跳閘，按照定值設(shè)定，一次重合閘成功，供電恢復(fù)。智能分布式FA不動(dòng)作。

（2）當(dāng)發(fā)生永久性故障時(shí)，城中N06塔開(kāi)關(guān)跳閘，按照定值設(shè)定，一次重合閘后，重合到故障上，城中N06塔開(kāi)關(guān)再次跳閘。智能分布式FA開(kāi)始動(dòng)作，將城中線(xiàn)N44塔開(kāi)關(guān)分閘，隔離故障，之后將母屯線(xiàn)N46塔開(kāi)關(guān)合上，供電恢復(fù)。

3.7 當(dāng)F7點(diǎn)發(fā)生故障時(shí)故障定位、隔離與供電恢復(fù)控制策略實(shí)現(xiàn)

（1）當(dāng)發(fā)生瞬時(shí)性故障時(shí)，隆鑫N03塔開(kāi)關(guān)跳閘，按照定值設(shè)定，一次重合閘成功，供電恢復(fù)。智能分布式FA不動(dòng)作。

（2）當(dāng)發(fā)生永久性故障時(shí)，隆鑫N03塔開(kāi)關(guān)跳閘，按照定值設(shè)定，一次重合閘后，重合到故障上，隆鑫N03塔開(kāi)關(guān)再次跳閘。智能分布式FA開(kāi)始動(dòng)作，分析出故障以被隔離，無(wú)可恢復(fù)供電區(qū)域。

3.8 其他點(diǎn)發(fā)生故障時(shí)故障定位、隔離與供電恢復(fù)控制策略實(shí)現(xiàn)

當(dāng)海北坪N66桿開(kāi)關(guān)、母屯線(xiàn)N09塔開(kāi)關(guān)、母屯線(xiàn)N39塔開(kāi)關(guān)、城中線(xiàn)69-3塔開(kāi)關(guān)在合位時(shí)，智能分布式FA系統(tǒng)認(rèn)為有外電源進(jìn)入，人為對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行調(diào)度，故智能分布式FA系統(tǒng)退出運(yùn)行。

4 現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試效果

通過(guò)在城北線(xiàn)N05塔斷路器使用繼保儀給高級(jí)饋線(xiàn)自動(dòng)化終端加故障電流，模擬故障電流為A相23A，B相23A，第一次模擬瞬時(shí)性故障，城北線(xiàn)N05塔開(kāi)關(guān)跳閘，按照定值設(shè)定（3秒），一次重合閘成功，供電恢復(fù)，與此同時(shí)羅偉邑支線(xiàn)N50-1桿開(kāi)關(guān)、海北坪N66塔開(kāi)關(guān)和母屯線(xiàn)N36塔開(kāi)關(guān)保持原始合閘狀態(tài)，測(cè)試結(jié)果滿(mǎn)足項(xiàng)目的要求，達(dá)到預(yù)期目標(biāo)；第二次模擬永久性故障，模擬故障電流為A相23A，B相23A，當(dāng)?shù)谝淮渭庸收想娏鲿r(shí)，城北線(xiàn)N05塔開(kāi)關(guān)立馬跳閘，按照定值設(shè)定（3秒），一次重合閘，羅偉邑支線(xiàn)N50-1開(kāi)關(guān)、海北坪N66塔開(kāi)關(guān)和母屯線(xiàn)N36開(kāi)關(guān)不跳閘，保持原始狀態(tài)，一次重合閘之后，第二次加故障電流，城北線(xiàn)N05塔重合閘到故障上，城北線(xiàn)N05塔開(kāi)關(guān)再次跳閘，F(xiàn)A開(kāi)始動(dòng)作，將羅偉邑支線(xiàn)N50-1桿開(kāi)關(guān)、母屯線(xiàn)N36塔開(kāi)關(guān)分閘，隔離故障，5秒后將母屯線(xiàn)N46塔開(kāi)關(guān)合上，城北線(xiàn)由母屯線(xiàn)N36反供電，城北線(xiàn)供電恢復(fù)，母屯線(xiàn)N09和母屯線(xiàn)N39保持原始狀態(tài)，測(cè)試結(jié)果滿(mǎn)足項(xiàng)目的要求，達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。

經(jīng)過(guò)對(duì)項(xiàng)目的分布式FA模擬故障測(cè)試，測(cè)試結(jié)果與項(xiàng)目預(yù)期結(jié)果一致，從而驗(yàn)證了所開(kāi)發(fā)的高級(jí)饋線(xiàn)自動(dòng)化終端、快速保護(hù)控制算法以及通信方案的有效性和可行性，為項(xiàng)目的進(jìn)一步推廣應(yīng)用提供了技術(shù)支撐和效果示范。

5 展望

基于廣域信息與分布式智能技術(shù)，將保護(hù)功能分解為各個(gè)智能保護(hù)單元的簡(jiǎn)單動(dòng)作規(guī)則，利用智能保護(hù)單元的本地信息及其鄰域信息，快速判斷故障位置，保證各個(gè)智能保護(hù)單元的選擇性、可靠性、靈敏性和快速性，同時(shí)實(shí)現(xiàn)各個(gè)保護(hù)單元的后備與鄰域保護(hù)單元之間的配合，利用分布式智能單元之間的對(duì)等通信，基于廣域信息平臺(tái)，根據(jù)上下游線(xiàn)路的電流是否越限、故障分量電流相位比較原理等，進(jìn)行故障區(qū)段的定位與快速縱聯(lián)保護(hù)，以克服分布式電源注入的故障電流的影響以及弱饋側(cè)的保護(hù)問(wèn)題； 高級(jí)饋線(xiàn)自動(dòng)化終端通過(guò)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)對(duì)等通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)相互之間的信息交互，并向主站轉(zhuǎn)發(fā)終端數(shù)據(jù)。在線(xiàn)路上發(fā)生故障時(shí)，利用對(duì)等通信網(wǎng)絡(luò)各AFTU能夠快速定位故障區(qū)段，實(shí)現(xiàn)故障檢測(cè)信息與控制信息在相關(guān)智能終端之間的傳遞，無(wú)需饋線(xiàn)自動(dòng)化主站/子站參與協(xié)調(diào)與控制，因此提高了故障自愈控制速度。根據(jù)開(kāi)關(guān)所處的位置分為出線(xiàn)開(kāi)關(guān)、中間開(kāi)關(guān)與末端開(kāi)關(guān)三大類(lèi)，AFTU根據(jù)被監(jiān)控開(kāi)關(guān)的類(lèi)型，將本地與相鄰開(kāi)關(guān)測(cè)量信息對(duì)比即可完成故障定位，能夠準(zhǔn)確區(qū)分干線(xiàn)與支路出線(xiàn)故障，無(wú)需完整地知道線(xiàn)路網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，因此整定配置?jiǎn)單，能夠很好地適應(yīng)配電網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渥兓?設(shè)計(jì)基于IP對(duì)等通信的光纖通信方案，實(shí)現(xiàn)各AFTU間以及與饋線(xiàn)自動(dòng)化主站之間的實(shí)時(shí)通信。在項(xiàng)目試點(diǎn)工程建設(shè)地鋪設(shè)光纖網(wǎng)絡(luò)，利用光纖通信網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)建基于IP對(duì)等通信的光纖網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)各AFTU之間的相互通信，完成故障的快速定位、隔離與非故障區(qū)段的故障恢復(fù)，解決傳統(tǒng)饋線(xiàn)自動(dòng)化故障處理復(fù)雜、短時(shí)停電范圍擴(kuò)大等問(wèn)題，同時(shí)利用先進(jìn)的控制策略實(shí)現(xiàn)故障的快速自愈，這將顯著提高配電系統(tǒng)的供電可靠性，減少停電時(shí)間，大大降低用戶(hù)因停電所帶來(lái)的損失，產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

作者簡(jiǎn)介

黃滇生（1956-），男，云南省大理市人?，F(xiàn)為云南電網(wǎng)有限公司大理供電局技術(shù)專(zhuān)家、高級(jí)工程師。研究方向?yàn)閺?fù)雜配網(wǎng)故障定位、隔離及供電恢復(fù)

楊文波（1968-），女，云南省大理市人?，F(xiàn)為云南電網(wǎng)有限公司大理供電局高級(jí)工程師。研究方向?yàn)榕渚W(wǎng)供電可靠性

張澤州（1973-），男，云南省大理市人?，F(xiàn)為云南電網(wǎng)有限公司大理供電局高級(jí)工程師。研究方向?yàn)閺V域信息與分布式智能控制

王波（1974-），男，云南省大理市人?，F(xiàn)為云南電網(wǎng)有限公司鶴慶供電公司工程師。研究方向?yàn)榕渚W(wǎng)快速故障自愈

趙彪（1979-），男，云南省大理市人?，F(xiàn)為云南電網(wǎng)有限公司鶴慶供電公司技師。研究方向?yàn)閺?fù)雜配網(wǎng)故障定位、隔離及供電恢復(fù)

作者單位

1.云南電網(wǎng)有限公司大理供電局 云南省大理市 671099

2.云南電網(wǎng)有限公司鶴慶供電公司 云南省鶴慶縣 671500