配电网自动化方案探讨

近阶段,配电网自动化（DA）的研究受到广泛重视,各地也在制定本地区配网发展的规划大纲。由于配网自动化的发展只是最近几年的事,不仅国内没有较完整的方案,就是国外亦无统一模式。本文就配问自动化实现的几种可能方案,结合地区实际,进行比较,推荐一种方案,供各地区在制定大纲时参考。1配电网故障诊断、隔离技术配电网故障诊断、隔离是实施配网自动化最基本的功能要求,也是方案比较的焦点。按现行技术,有以下两种类型：1·且线路开关自动隔离这是英、美、日等国以前普遍采用的方式,根据选用设备不同又可分为重合器和重合分段器2…     

基于FTU的油田配电网故障快速定位与隔离

分析油田配电网拓扑性质,提出对配电网拓扑结构描述的新方法,根据拓扑信息自动生成配电网拓扑接线图,并实时显示开关的运行状态.应用配网拓扑信息和FTU的遥测,遥信信息形成开关信息库,当系统故障时实时更新开关的故障信息,应用开关信息数据库构造故障定位和隔离算法,判断故障定位开关位置,给出故障隔离方案,并在配电网接线图上显示故障隔离的状态.     

重合器和电压-时间型分段器配合的馈线自动化系统的参数整定

为方便重合器和电压-时间型分段器配合馈线自动化系统的应用,研究其参数整定问题,提出了配电网的分层模型。以故障判定过程中任何时刻只能有1台分段开关合闸为原则,论述了分段开关的X-时限的整定方法和手拉手环状配电网的联络开关XL-时限的整定方法。以各个联络开关具有相同的XL-时限为基本多分段多联络配电网的联络开关XL-时限的整定原则,论述了扩展多分段多联络开关XL-时限的整定方法。实例表明了该方法的可行性。     

基于人工鱼群算法的配电网开关优化配置研究

配电网开关优化配置是配电网自动化和配电系统优化的重要方面.开关优化就是确定馈线上开关设备的最佳位置和数量,以提高系统可靠性,减少停电损失,提高资金的使用效率.该文对配电网开关优化配置进行了分析并建立了数学模型,应用人工鱼群算法来确定配电网馈线相应位置的开关种类和数量.仿真实验结果表明,人工鱼群算法收敛速度快,具有很好的全局搜索能力,将该算法应用到配电网开关优化配置中是可行且有效的.     

含电动汽车和智能软开关的配电网动态重构

提出含分布式能源、智能软开关(SOP)和电动汽车(EV)有序接入的配电网重构策略。基于上班族的出行习惯模拟EV的无序充电模型,并构建配电网重构下的SOP模型;对于接入的EV无序充电负荷,采用拉格朗日松弛分散式优化算法和虚拟电价进行EV的有序调度;以最小化网损费用,SOP运行费用,弃风、弃光费用与开关动作费用之和为目标函数,通过大M法和二阶锥松弛将配电网重构模型转化为混合整数二阶锥规划模型,采用CPLEX求解器进行求解。IEEE 33节点标准系统的仿真结果表明,在配电网动态重构中采用SOP代替传统开关能够提升配电网运行的经济性,同时采用所提有序调度方法优化EV充电可以改善配电网电压质量。     

柔性多状态开关应用场景分析

随着配电网负荷、分布式能源及电动汽车的快速增长,传统的配电网结构与调控方式面临巨大挑战,馈线功率失衡、变压器重过载、城市输配电增容困难等问题日益突出.配电网柔性多状态开关技术为解决上述问题带来了可能.文中以配电网区域柔性互联典型应用场景为切入点,分析了柔性多状态开关适用的不同应用场景,研究了不同应用场景下柔性多状态开关的应用背景和优势,并对典型应用场景下功能需求、技术支撑情况、示范应用以及研究难点进行了分析,给出了不同应用场景面临的关键问题和挑战,并展望了柔性多状态开关未来的研究方向.     

配电自动化特刊：配电自动化助力一流配电网

配电自动化（Distribution Automation, DA）能够改变配电网“盲管”现象、提高供电质量与运行效率、实现分布式电源的大量接入与集成,是建设智能配电网的关键支撑内容。为提高供电质量、解决分布式电源接入问题,国家电网公司将配电网建设作为当务之急,提出建设国际一流配电网,大城市核心区供电可靠率达到5个9（99.999%）;南方电网公司也开展与国际同行对标的活动,提出了供电可靠性赶超国际先进水平的努力目标。供电可靠率要达到5个9,必须在构建合理的网架结构、采用状态检修与不停电作业等先进技术的基础上建设DA系统,让配电网智能、灵活、主动起来,实现配电网的优化运行。建设一流配电网, DA具有“画龙点睛”之功效,为此,国家电网公司与南方电网公司都十分重视DA工作,国家电网公司还专门成立了副总经理挂帅的领导小组推动DA的建设与应用,DA迎来了新的发展机遇！     

配电网重构的逐级开关状态互换法

配电网重构是一个多目标、多约束、离散的非线性组合优化问题.根据配电网的特点,结合开关交换原理和网络构建算法,提出了开关状态互换的概念,并对其实现优化的原理进行了详细分析,表明可以收敛到最优解.利用启发信息简化寻优途径,在求解过程中运用禁忌思想,避免不必要的重复计算,大大加快收敛速度.将配电网供电恢复和优化重构统一考虑,并考虑了电容器的投切,为运行人员提供满足系统电压、容量和拓扑约束的配电网运行结构和开关操作列表,构建了配电网的优化运行方式.算例表明该算法是有效的.     

配电网自动化系统的组织

文章讨论基于计算机技术的配电风自动化系统找功能,指出实现配电网自动化所面临的困难,提出解决这些难点的配电网自动化系统的体系结构,并深入讨论了配电网自动化的通信方式,供电电源、柱上开关控制器以及区域集中站等关键技术问题。     

配电网终端数据采集器的设计

设计了一种利用AVR单片机实现的配电网终端自动数据采集器,主要用于检测配电网中柱上开关、变压器和小区变电站的电压、电流、电量和功率因数等参数。由于设计采用了专用电能参数计量芯片和高速的AVR单片机来实现数据的采集,因此,满足了系统的多任务及实时性要求。本设计提高了配电网的自动化程度。     

国网公司电科院探讨中压开关最新进展态势

截至2005年底,在网12～750 kV高压开关设备总量为295101台,其中40.5kV 48012台,12kV191852台,各占全网设备16%和65%.在网12 kV以真空占绝对优势,而40.5kV真空、SF6、油分别占有27%、51%、22%,SF6占了半壁江山.而各电压等级全年事故率中12 kV占45.2%,40.5kV占32.3%,可见中压等级无论在全网数量比例还是事故比重都占有较大比例.     

配电网故障定位的改进通用矩阵算法

分析了目前配电网故障定位算法中存在的问题,针对馈线区域和开关设备拓扑联接关系的网络关联描述矩阵模型,提出了一种配电网故障定位的改进通用矩阵算法,该算法在通用矩阵算法的基础上,对配电网末端故障及多电源复故障问题提出了新的判据,可快速地定位出故障区域,同时能确定出隔离该区域所应断开的电源侧开关,不仅能对配电网单一故障进行定位,而且能对配电网末端故障以及多电源复故障做出快速、准确的诊断。该算法判据简单,通过算例证明了该判据的有效性。     

隔离开关的可靠性分析及对策

针对隔离开关在运行申的常见故障，分析了影响高压隔离开关运行可靠性的原因，提出了加强高压隔离开关的运行管理及提高其运行可靠性的对策。     

Analysis and prevention of animal-caused faults in powerdistribution systems

The reliability, security and quality of power systems are significantly affected by distribution faults. One of the trends concerning distribution faults is the implementation of more preventive measures instead of reactive measures. In other words, we would like to prevent faults from happening rather than to restore the system after faults occur. Among the different categories of power distribution faults, animal-caused faults are probably the ones that can be prevented most easily and effectively if appropriate control actions are taken. This paper discusses and analyzes animal-caused faults in power distribution systems. The results of an animal fault prevention technique that can effectively reduce these faults is also presented     

计及开关和母线故障的配电系统可靠性评估

在中低压配电系统中，负荷点和系统的可靠性除了与线路的故障有关外，还与系统中各种开关、母线等元件的故障有关。文中给出了考虑开关和母线故障的配电系统可靠性评估程序的设计思路。采用故障模式及其后果分析方法（FMEA），对网络结构进行故障后果区域划分，找出与负荷点停电模式相关的不同元件集合，从而计算了负荷点的可靠性指标和系统的可靠性指标。该程序还采用了递归函数使能很方便地识别辐射型配电系统结构。通过对IEEE6母线可靠性测试系统（RBTS）及实际系统的可靠性计算，结果验证了该程序的准确性和实用性。     

馈线故障区域直接定位的改进型矩阵算法

提出了一种反映馈线区域和开关设备拓扑联接关系的网络关联描述矩阵模型,并给出了基于这一模型的馈线故障区域定位的新方法,可直观地定位出故障区域且同时能确定出隔离该区域所应断开的电源侧开关．对分支末梢区域故障也同样适用。此算法程序设计简单,能满足故障定位的实时性要求,并可推广至多电源复故障系统。算例证明了此算法的正确性。     

配电网故障定位的通用矩阵算法

提出了一种反映馈线区域和开关设备拓扑联接关系的网络关联描述矩阵模型,并给出了基于这一模型的馈线故障区域定位的新方法,可直观地定位出故障区域,且同时能确定出隔离该区域所应断开的电源侧开关,对分支末梢区域故障也同样适用。该算法程序设计简单,进一步满足了故障定位的实时性要求,并可推广至多电源复故障系统。通过算例证明了此算法的正确性。     

变电站倒闸操作过程中隔离开关故障处理方法

隔离开关在倒闸操作中常见的故障分为一次设备故障、二次回路故障2种类型;对隔离开关常见故障进行分析,结合500 kV蝶岭变电站的实际情况,介绍倒闸操作过程中隔离开关出现故障时如何查找并消除故障,并绘制故障处理流程图,指导运行人员进行故障处理,提高操作效率.     

Impact of VSC faults on dynamic performance and low voltage ride through of DFIG

A doubly-fed induction generator’s (DFIG’s) sensitivity to external faults has motivated researchers to investigate the impact of various grid disturbances, such as voltage sags and short circuit faults, on its low-voltage ride-through (LVRT) capability. However, no attention has been paid to the impact of internal faults in voltage source converters (VSCs), that interface a DFIG with the grid, on the dynamic performance of the machine. This paper investigates the impacts of various VSC faults, on the dynamic performance and LVRT capability of a DFIG. Faults such as open and short circuit within VSC switches and across the DC-link capacitor are considered in this paper. The impact of internal VSC faults when they occur within the grid side converter (GSC) and rotor side converter (RSC) is investigated. Compliance of the voltage profiles of a DFIG with the LVRTs specified in the recent grid codes of the USA, Spain, Mexico, Denmark, Ireland, Germany, Quebec and the UK are examined for the faults studied. The simulation results show that these faults should be considered in designs of protection systems aimed at avoiding any catastrophic failure of the converter switches or wind turbine.     

合闸速断方式馈线自动化的改进与整定

为解决基本合闸速断方式的馈线自动化系统瞬时故障处理时间长和因过负荷而扩大故障范围的问题,将配电线路电源开关保护改为2次重合闸,分段开关增加失压延时分闸功能,有效提高了瞬时故障处理速度.通过分段开关和联络开关分别增加失压闭锁功能,避免了因过负荷而扩大故障范围的现象.指出分段开关的重合延时时间X-时限可以整定为相同值,建立了配电网的分层模型,详细论述了联络开关的合闸延时时间XL-时限的整定原则,并将XL-时限的整定转化为线性规划问题求解.给出一个6电源、66馈线开关的复杂网格状配电网作为实例,验证了所提出方法的可行性.