综合自动重合闸对配电可靠性影响的研究

介绍了Copper公司综合自动重合闸的动作模式,说明了不同故障情况下三种动作模式的差别,并通过馈线可靠性分析证实该重合闸能显著提高可靠性.     

分布式发电条件下配电网重合器的优化配置

提出了一种在分布式发电条件下配电网保护设备位置优化配置的方法,以提高系统及用户侧的供电可靠性。首先分析了配电系统引入分布式发电对重合器动作的影响,并建立了配电网重合器位置最优配置的数学模型。利用区域模型进行配电系统可靠性评估,根据重合器位置以馈线为单位,进行馈线分区,采用区域故障模式影响分析法进行计算。基于迁移策略的多种群遗传算法给出了模型的求解算法,此算法引入多个种群同时优化搜索,克服了普通遗传算法收敛速度慢,且易陷入局部收敛的问题。通过算例,验证了该方法的有效性。     

电压时间型智能分段器

随着我国国民经济的高速发展,城乡用电负荷与日俱增,人们在对电力需求增加的同时,也对供电可靠性和供电质量提出了更高的要求。配电网自动化是提高配电系统可靠性、减少停电时间的最直接、最有效的手段。目前,配电网自动化主要有以下三种控制模式: 重合器+分段器模式:由智能化开关检测与隔离故障,保证非故障区自动迅速恢复供电,减少停电面积和时间。 用配电终端单元FTU实行SCADA集中控制模式:故障切除和恢复供电依赖智能终端FTU和通信系统。 重合器、分段器等+SCADA实时监控方式。 上述三种模式中,依赖通信的FTU及SCADA的集中控制在技术上较为先进,也符合未来配电网馈线自动化的发展趋势,但这种模式的实现需建立造价较高的可靠的实时通信系统。第三种方式切除故障不依赖通信,可靠性高,但成本也最高。根据我国国情,除一些繁华地区及配电负荷密集区可直接发展SCADA集中控制外,占我国电网大多数的农村电网和中小城市电网应先发展带通信接口的“重合器+分段器”模式,在经济实力增强后可方便地升级到最完善的第三种模式。     

10kV环网采用ABB重合器实现馈线自动化的实践

分析了基于传统重合器的馈线自动化的原理及存在缺点，在此基础上，介绍了基于ABB重合器的馈线自动化的工作原理；对环网不同部位发生瞬时故障或永久性短路故障时，各重合器的动作时序及故障隔离过程进行了分析；指出了该馈线自动化系统所具有的优点和缺点。文章提出，目前的研究方向是基于智能配电路端单元（FTU）的馈线自动化。     

馈线自动化的最优控制模式

总结了当前配电自动化中馈线自动化的控制模式，在比较调度自动化、变电站综合自动化技术特点的基础上，提出了具有柔性控制特征的分层分布式馈线自动化控制模式。该方案将配电自动化的紧急控制功能相对独立，并尽可能下放到馈线层的配电终端中实现，以一条馈线为对象实现馈线的故障识别、故障隔离及负荷转移，同时保留配电子站、配电主站层的馈线紧急控制功能，并作为远后备。这种控制模式可提高配电自动化系统的可靠性，当配电主站、配电子站或主站到子站的通信系统失去功能时仍可实现馈线的故障处理，从而使配电自动化系统具有更好的鲁棒性。     

配电自动化系统

技术发展。国外配电自动化技术的研究开始于20世纪70年代，欧美发达国家应用配电自动化的早期目的是缩短馈线故障停电时间。在应用配电自动化初期在配电线路上装设多组重合器、分段器．使线路故障不影响变电站馈线供电。日本配电自动化的发展途径和美、英等国不同，     

不同网络结构及可靠性要求环境下FTU的最优配置

为了解决配电网馈线自动化中不同网络结构、不同供电可靠性需求下配电终端的优化配置问题,对配网供电可靠性与馈线自动化终端配置的敏感性进行了分析。采用故障模式与后果分析法,提出了基于配网可靠性发展目标的配电终端优化配置方法。在综合考虑技术性、经济性、可拓展性的基础上,分析了无配电终端、全"二遥"终端配置和"二遥"、"三遥"终端混合配置三种模式下,配电网典型结构的线路故障停电时间和配电网平均供电可用率;得到了配电网平均供电可用率和配电终端优化配置的通用计算方法。算例验证了研究方法的合理性和实用性。     

考虑容量约束的配电系统可靠性评估

提出了一种考虑线路容量约束的配电系统可靠性评估模型,并开发了其软件。可靠性评估通过故障影响分析实现。这样,开发的软件既可评估全部失去连续性事件的可靠性,又可以评估部分失去连续性事件的可靠性。可靠性指标是：系统平均停电频率、系统平均停电持续时间、用户平均停电频率、用户平均停电持续时间、平均供电可用率、缺供电量、平均缺供电量。经对IEEE配电测试系统DRTS的测试表明,该软件是有效、可用的。     

基于配电自动化终端配置方案的供电可靠性评估

建立了架空系统供电可靠性评估模型,分别以架空主干馈线故障和柱上开关故障为研究场景,在馈线满足N-1和不满足N-12种情形下,运用集中式馈线自动化故障处置原理,分析并推导了架空主干馈线故障和柱上开关故障时的户均停电时间计算公式。特别是针对“二遥”和“三遥”终端混合配置情形,枚举“二遥”和“三遥”终端不同数量、不同位置的配置方案,详细分析故障处理过程,推导得出基于“二遥”和“三遥”终端配置数量的架空系统故障平均停电时间计算公式。最后,以某架空区域配电自动化终端建设为例,对研究成果进行了应用。     

配电自动化数据传输有误对配电系统供电可靠性的影响

配电自动化系统可视为一类典型的信息物理系统,其信息环节(包括主站、通信网络以及配电终端单元)是物理配电系统安全可靠供电的重要保证。考虑信息环节数据传输有误影响,旨在提出一种评估配电自动化数据传输有误对配电系统供电可靠性影响的分析方法。首先,以馈线分段联络模型为基础,构建基于供电可靠性指标以及包含故障定位、故障隔离和故障处理恢复环节细分的馈线故障模式后果分析解析模型;随后,引入信息环节数据传输有误影响,提出相应的可靠性指标修正模型,以系统停电时间和系统缺供电量为指标,评估配电自动化传输信息有误对配电系统可靠的影响。最后通过算例验证了所提模型和算法的有效性。     

基于改进遗传算法的多目标配电网络重构

以配电网可靠性最高、网络损耗最低为目标函数 ,以配电网的运行满足电力连续供应为约束 ,提出了基于排序选择、对违反约束个体进行直接比较的改进自适应遗传算法 ,对配电网的可靠性按照深度优先搜索最小路进行计算 ,对系统的网络损耗按照牛顿 拉夫逊法进行计算。通过IEEE典型算例RBTSBus4系统的验算 ,结果表明所提算法的有效性。     

基于电压-时间型重合器的配电网单相接地故障自动隔离技术研究

提出了利用选线装置与电压-时间型线路重合器相配合,实现单相接地故障自动隔离与非故障区段自动恢复供电的新技术。讨论了选线装置与电压-时间型线路重合器的配合工作方式,通过第一次重合闸确定故障区段,通过第二次重合闸隔离故障区段。该技术能够快速选出故障线路并隔离该故障区段,有利于故障快速消除,提高系统运行的安全性、可靠性,同时为快速准确的故障定位创造条件。现场的实际运行充分验证了该技术的正确性与可行性。     

考虑环间接入模式及可靠性影响的有源配电网软开关规划

针对当前软开关(SOP)规划方法未涉及馈线环间的接入模式以及配电网可靠性影响等问题,提出了一种考虑故障损失成本的SOP在馈线环内与环间的位置选择及容量配置方法.首先,分析SOP两种接入模式对配电网运行的效益,并针对环内接入提出了混合式SOP及将SOP与联络开关联动控制的方案.其次,构建了计及配电网正常、故障运行效益的双层规划框架与模型,规划层以系统年综合成本最小为目标,正常运行层考虑SOP的三相潮流调节作用优化网络状态,故障运行层基于序贯蒙特卡洛模拟可靠性评估方法计算故障成本.再次,面对该模型的离散、连续变量混合整数规划的非线性特性,提出了基于改进粒子群优化和锥规划的求解方法.最后,通过算例验证了所提方法的有效性.     

配电系统电压跌落幅值估算分析

电力市场的快速发展及敏感负荷的逐年增多，要求发展相关的评估指标和方法，来衡量整个配电网络或者评估不同馈线之间的暂态电能质量优劣。然而实际系统中不能保证对每一个点都进行实时监测，因此必须根据己知的不完整监测数据来准确地估计其余各未知点的电压跌落幅值。为了解决该问题，提出了“电压跌落幅值估算”的概念，并且基于最小二乘原理发展了实用的幅值估算算法，该算法通过判断故障相位，搜索故障路径，估计出未知点的电压跌落幅值。理论分析和仿真表明，该算法的提出为配电系统电压跌落的状态评估和数据统计提供了有力的保障。     

Establishing quality performance of distribution companies based on yardstick regulation

This paper proposes a procedure and methodology for performance target setting related to continuity metrics in electricity distribution networks. This proposal deals with one of the key issues in the monopoly regulation, which is either the reduction of the information asymmetry among economic agents or the emulation of a competitive environment in industry segments usually considered as natural monopolies. This paper develops an approach toward standard definitions for Customer Average Interruption Duration Index (DEC) and Customer Average Interruption Frequency Index (FEC) based on inter-companies comparative analysis. This approach introduces productive efficiency concepts to the definition of network performance. In order to do so, the data envelopment analysis (DEA) technique, used for defining the efficiency frontier, was combined with the dynamic cluster technique, oriented toward models of identification of similar networks. A technique for comparative analysis was used for the definition of the network expected performance. Examples with the Brazilian electric systems are provided to clarify the methodology suggested by this paper.     

微网混合式孤岛检测及运行模式切换研究

孤岛运行是微网稳定控制的核心内容,而非计划孤岛检测是微网在故障解列时转入稳定孤岛运行的前提条件。提出一种基于电压-相角下垂控制的混合式孤岛检测方法。结合被动式的过/欠频、过/欠压检测法和基于正反馈的主动式孤岛检测法,实时感知非计划孤岛。通过负荷调度,快速实现网内功率平衡,保证网内负荷的供电连续性。在Matlab/Simulink中搭建微网系统模型,通过多复杂工况对所提方法进行仿真验证。     

计及电动汽车充电需求的孤岛微网可靠性计算方法

由于远离大陆,独立海岛上的微网多运行于孤岛模式,不与配电网发生功率交换,微网内部实现电力供需平衡,同时,电动汽车充电需求的接入给孤岛微网的可靠运行带来了影响。提出了一种计及电动汽车充电需求的孤岛微网可靠性计算方法。首先,通过模拟用户的出行行为建立了基于出行链理论的电动汽车充电负荷模型,计及风电和储能特性提出了微网运行策略和负荷分块削减策略。其次,考虑电动汽车充电需求,提出了年均充电中断次数、系统平均充电可用性等新型指标,构建了与传统配电网有差异的微网供电可靠性评估体系。最后,对改进的RBTS Bus6馈线F4系统进行了可靠性评估。算例结果表明,微网运行策略和电动汽车充电需求对孤岛微网的供电可靠性影响显著。     

配电网单相接地保护的研究

为快速识别配电网单相接地故障,断开故障线路并发出故障跳闸信号,仿真分析了配电网单相接地故障时故障线路和正常线路的暂态零序功率的特点,应用小波包精细分析配电网单相接地故障后的暂态零序功率,提取反映故障线路的暂态零序功率特征频带和信号窗长度;以零序电压作为单相接地保护的启动条件,以线路在特征频带和固定时间窗口的暂态零序能量为保护动作判据,构成配电网单相接地的反时限保护。仿真分析表明该单相接地保护动作原理不受短路时刻、接地电弧电阻、线路长度等因素的影响,满足继电保护"四性"要求。     

基于可靠性及经济性的配电自动化差异性规划

配电自动化能够有效地提高供电可靠性,但必须兼顾其可靠性提升效益与投资之间的平衡。综合考虑可靠性和经济性,建立了实施配电自动化后的净收益模型。其中可靠性计算部分所采用的负荷点最小割集算法以及故障修复时间,均针对配电自动化条件进行了修正。结合国家电网公司规定的供电区域分类,研究了可靠性经济性最佳的差异性配电自动化方案。研究表明,B类供电区域推荐采用重合器与分段器配合的就地控制方案、分布式智能终端就地控制方案;产电比在15元/kWh以上的A类供电区域,推荐采用分布式智能终端就地控制方案。对于经济发达、负荷密度大以及可靠性要求高的地区,可考虑采用配电自动化主站集中控制方案,并给出了具体应用的产电比范围。