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化繁为简 配电网的协调控制需尽量简单化

北极星智能电网在线  来源:供用电杂志微信公众号  作者:刘健  2016/7/14 14:10:44  我要投稿  

北极星智能电网在线讯:为了简化配电网的运行控制,提出了配电网的协调控制需尽量简单化的思路。以自动化开关协调配合处理单相接地故障为例说明了即使协调控制也有可能不依赖通信网络。以旨在提高多分段多联络配电网的供电能力的模式化故障处理为例,说明了采取固定控制策略实现协调控制的简化思路。指出尽量减少参与协调控制的对象及控制次数,能够有效简化协调控制策略并避免频繁操作。

引言

尽管对配电网上的一些分散对象进行协调控制的方法属于下策,但是有时为了解决问题,却不得不采用。

例如:在继电保护难以相互配合的情形(如供电半径较短的配电网主干线上发生相间短路故障),需要借助配电自动化系统根据各个终端采集的故障信息确定故障区段并进行故障隔离和健全区域恢复供电。

再例如:为了均衡配电网的负荷以提高供电能力,需要基于配电自动化终端采集的相互连接的一组馈线(即“连接系”)中负荷分布的全局信息,进行网络重构。

再例如:为了利用分散的无功资源(分组投切电容器、分布式电源等)的作用,降低线损和改善电压质量,配电网无功电压综合控制有时也采取协调控制策略。

对于不得不采用协调控制的情形,也应尽量简单化,简单化的主要途径包括:

1)尽量不依赖通信网络。

2)尽量采用固定的控制策略。

3)尽量减少控制对象。

4)尽量减少控制次数。

1尽量不依赖通信网络

如果协调控制依赖高速可靠的通信网络,则其可靠性将打折扣,并且通信系统的建设需要额外的费用,其维护也需要额外的工作量。

但是,一些优秀的协调控制策略可以不依赖通信网络。例如,在需要相关开关协调配合以达到相间短路故障定位、隔离和恢复的应用中,重合器与电压-时间型分段器配合的馈线自动化系统、重合器与过流脉冲计数型分段器配合的馈线自动化系统、合闸速断方式馈线自动化系统、重合器与电压-电流型分段器配合的馈线自动化系统、重合器与重合器配合的馈线自动化系统等都不需要借助通信网络,而依靠自动化开关相互配合就可以达到相间短路故障处理的目的。

借鉴上述针对相间短路故障处理的无通道协调控制技术,再增加少许改进,就可以用来解决单相接地故障定位与隔离问题。

比如,在重合器与电压-时间型分段器配合方案中,对重合器增加单相接地选线跳闸功能,就可以实现单相接地故障自动隔离。

例如,对于图1(a)所示的配电网,A为具有选线跳闸功能的重合器,第1次重合闸延时时间为15s,第2次重合闸延时时间为5s,B、C、D、E为电压时间型分段器,并分别增加了零序电压闭锁功能,B、C和E的X-时限为7s,D的X-时限为14s。

若区域c发生了瞬时性单相接地,则A选线跳闸导致馈线失压,随后B、C、D、E因失压而分闸,瞬时性接地现象消失,接着A、B、C、D、E按顺序依次重合成功,恢复全馈线供电。

若区域c发生了永久性单相接地,则A选线跳闸导致馈线失压,随后B、C、D、E因失压而分闸;15s后A第一次重合把电送到B;再过7s后B重合把电送到C和D,再过7s后C重合把电送到单相接地点,A再次选线跳闸随后B、C因失压而再次分闸,由于C合闸后未达到Y-时限,则其闭锁在分闸状态,见图1(b);再过5s后A第二次重合把电送到B;再过7s后B重合把电送到C和D,再过14s后D重合把电送到E,再过7s后E重合恢复e区域供电;这样单相接地区域c得以隔离,其余区域都恢复了供电,见图1(c)。

图1自动化开关协调控制的单相接地故障处理

在本文涉及的图中,实心符号代表开关处于合闸状态,空心符号代表开关处于分闸状态。

值得一提的是,上述原理的关键在于重合器的单相接地选线跳闸功能,近几年来在单相接地选线领域已经取得了质的飞跃,其中基于暂态分量和参数辨识的选线技术、基于暂态分量和相电流突变的选线技术、暂态行波法等已经能够比较可靠地实现单相接地选线,从而可以保证重合器的单相接地选线跳闸功能的可靠性。

基于上述原理,当发生永久性单相接地故障后,将对单相接地区域进行隔离而停止供电,与在发生单相接地故障后可继续供电一段时间(如2h)的认识不同,早隔离可以有效避免因威胁另外两相对地绝缘而可能导致的异地两相短路接地故障的发生。但是,持续时间很短的瞬时性单相接地经常发生,为了避免因此导致的频繁跳闸,选线跳闸需经过足够长的延时时间才可进行,比如检测到单相接地持续时间超过60s才跳闸,但当第一次重合后若再次合到单相接地点,则该跳闸延时时间应缩短至明显短于Y-时限,如3s。

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