配網(wǎng)合環(huán)供電輔助系統(tǒng)的研究

陳遠，王映祥，顧健，何登，馮亢亢

（1.貴州電網(wǎng)有限責(zé)任公司畢節(jié)供電局，貴州 畢節(jié) 551700；2.南京德軟信息科技發(fā)展有限公司，江蘇 南京 210000）

隨著用電需求量的增加，同時對供電的可靠性也越發(fā)依賴，即使短時間的停電也會引發(fā)用電客戶的不滿。但是電網(wǎng)運行過程中避免不了需要對個別線路或設(shè)備進行停電檢修。為了停電檢修時盡量縮小停電范圍，需要轉(zhuǎn)移檢修線路下的部分負荷至其他供電線路。我國配網(wǎng)結(jié)構(gòu)的特點是“閉環(huán)設(shè)計，開環(huán)運行”，配網(wǎng)結(jié)構(gòu)滿足轉(zhuǎn)移供電線路的前提要求，但是為了實現(xiàn)不停電轉(zhuǎn)供負荷，就需要對一些聯(lián)絡(luò)開關(guān)先進行合環(huán)，負荷轉(zhuǎn)移后再切斷需要檢修的線路，這種操作模式被稱為“合環(huán)供電”。合環(huán)供電操作過程中，由于合環(huán)開關(guān)兩側(cè)的電壓差、負荷差、相位差以及其他未知因素，容易形成環(huán)形電流或者很大的沖擊電流，引起線路上的保護動作造成跳閘，或者損壞電力設(shè)備，造成更大面積的停電。所以在進行合環(huán)操作前，需要對合環(huán)開關(guān)和線路上其他設(shè)備的各項參數(shù)進行匯總比較，綜合分析后判斷是否滿足合環(huán)條件，若滿足條件，則進行合環(huán)操作。目前，針對配網(wǎng)合環(huán)的相關(guān)技術(shù)分析手段還不成熟，多數(shù)情況下是靠以往的經(jīng)驗來判斷是否能夠合環(huán)，缺少量化的分析，而且具有一定的風(fēng)險。基于這些情況，提出一種配網(wǎng)合環(huán)供電輔助系統(tǒng)，可提供科學(xué)合理的合環(huán)判斷依據(jù)。

1 系統(tǒng)的基本架構(gòu)

系統(tǒng)的整體架構(gòu)如下圖1所示，主要功能模塊包括電網(wǎng)建模、合環(huán)約束條件及校驗、合環(huán)風(fēng)險評估、輔助決策輸出。大致流程為：構(gòu)建電網(wǎng)模型，根據(jù)電網(wǎng)模型判斷當前運行方式下是否滿足合環(huán)約束條件，進而評估合環(huán)操作的風(fēng)險等級，最后綜合分析判斷聯(lián)絡(luò)開關(guān)是否可以進行合環(huán)操作，輸出輔助決策信息。

2 系統(tǒng)的主要組成模塊及功能實現(xiàn)

2.1 電網(wǎng)模型的建立

電網(wǎng)模型編輯模塊為系統(tǒng)的基礎(chǔ)模塊，它的主要功能是構(gòu)建電網(wǎng)模型，首先是根據(jù)實際情況繪制電網(wǎng)圖形，繪制完成后把圖中所有聯(lián)絡(luò)開關(guān)進行特殊標記，以便合環(huán)操作時快速選取。同時，系統(tǒng)開發(fā)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)接口可實時接收SCADA系統(tǒng)中各個設(shè)備的運行參數(shù)，如電壓值、電流值、相位、負荷、力率等，為后面的合環(huán)校驗的分析計算提供數(shù)據(jù)支撐。

2.2 合環(huán)約束條件的建立

能不能進行合環(huán)操作，最主要就是看合環(huán)操作時會不會引起較大的環(huán)流，而合環(huán)操作時產(chǎn)生較大環(huán)流的原因大致有以下幾點：合環(huán)點兩端所屬母線的相序和相位不同；合環(huán)點兩端的電壓值相差過大；合環(huán)點兩端線路的綜合阻抗相差過大；合環(huán)點兩端的負荷相差過大；合環(huán)點兩端線路的運行力率相差過大。

綜合以上幾點，可以提取合環(huán)供電的幾個影響要素，主要包括相位偏差、電壓偏差、綜合阻抗偏差、負荷偏差、力率偏差等。這樣，合環(huán)操作的約束條件也可以理解為各項影響要素設(shè)置的上下限。系統(tǒng)在判斷能否進行合環(huán)操作時，首先判斷這些影響要求是否超出上下限，只要有任何一個要素超過限值范圍，均不允許進行合環(huán)操作。如果所有影響要素均未超過限值范圍，那么系統(tǒng)會根據(jù)數(shù)據(jù)接口采集到的各項要素數(shù)值進行分析計算，得出模擬合環(huán)條件下產(chǎn)生環(huán)流的大小，通過判斷環(huán)流大小是否超過合環(huán)限值來判斷是否滿足合環(huán)約束條件。

2.3 合環(huán)操作的風(fēng)險評估

在進行合環(huán)操作約束條件的建立后，如果當前電網(wǎng)運行方式滿足合環(huán)操作的約束條件，那么理論上就可以進行合環(huán)操作，但此時進行合環(huán)操作不代表沒有風(fēng)險，為了進一步評估合環(huán)操作的風(fēng)險，系統(tǒng)設(shè)計了合環(huán)操作的風(fēng)險評估模塊。根據(jù)合環(huán)操作的各項影響要素影響程度不同，對不同的影響要素設(shè)置不同的權(quán)重系數(shù)，各項影響要素的偏差值乘以對應(yīng)的權(quán)重系數(shù)，得出各要素影響合環(huán)供電的風(fēng)險值，各項要素的風(fēng)險值相加得出合環(huán)操作的總風(fēng)險值，系統(tǒng)對總風(fēng)險值進行了低級、中級、高級三個風(fēng)險等級的劃分，風(fēng)險等級越高，合環(huán)操作的風(fēng)險越大，風(fēng)險等級越低，合環(huán)操作的風(fēng)險越小。

2.4 輔助決策

系統(tǒng)的輔助決策模塊主要是對合環(huán)供電校驗和合環(huán)風(fēng)險評估的一個結(jié)果輸出，系統(tǒng)通過對合環(huán)校驗結(jié)果和風(fēng)險評估的風(fēng)險值進行綜合分析，列出輔助決策信息。輔助決策信息會根據(jù)不同的分析結(jié)果輸出如下內(nèi)容。

（1）如果合環(huán)開關(guān)不滿足合環(huán)約束條件，系統(tǒng)將提示“不滿足合環(huán)約束條件，禁止合環(huán)”，同時列出不滿足的影響因素有哪些，顯示對應(yīng)影響因素的具體數(shù)據(jù)與約束條件的上下限對比情況，給出調(diào)節(jié)建議，例如電壓偏差超過限值，建議調(diào)節(jié)兩側(cè)主變分接頭以調(diào)整電壓偏差至限值以內(nèi)；如相位不滿足約束條件，建議調(diào)整兩側(cè)相位為同一相位等。

（2）如果合環(huán)開關(guān)滿足合環(huán)約束條件，同樣顯示對應(yīng)影響因素的具體數(shù)據(jù)與約束條件的上下限對比情況，同時輸出對應(yīng)的風(fēng)險等級，如果為低級風(fēng)險，系統(tǒng)提示“滿足合環(huán)約束條件，風(fēng)險等級低，建議合環(huán)”，然后列出合環(huán)操作時注意事項，主要是根據(jù)以往經(jīng)驗制定的技術(shù)措施和組織措施，最大程度地降低合環(huán)操作帶來的風(fēng)險。如果為中級風(fēng)險，系統(tǒng)提示“滿足合環(huán)約束條件，風(fēng)險等級中等，可以合環(huán)”，同樣列出合環(huán)操作的注意事項。如果為高級風(fēng)險，系統(tǒng)提示“滿足合環(huán)約束條件，風(fēng)險等級高，謹慎合環(huán)”，列出主要的風(fēng)險因素，同時提出降低風(fēng)險的一些建議以及合環(huán)失敗后對應(yīng)的處理預(yù)案。

3 結(jié)語

上文介紹了一種合環(huán)供電輔助系統(tǒng)，此系統(tǒng)可代替人工進行大量的分析計算，與以往靠人工經(jīng)驗判斷能否進行合環(huán)的方式相比，此方法提供了更加科學(xué)合理的判斷依據(jù)，能夠保證配電網(wǎng)的合環(huán)操作更加安全、可靠，很好地實現(xiàn)不停電轉(zhuǎn)供負荷，滿足了用戶對供電可靠性的要求，提升了供電企業(yè)形象。