含分布式電源的智能配電網(wǎng)故障處理方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種含分布式電源的智能配電網(wǎng)故障處理方法，包括以下步驟：(1)配電自動(dòng)化主站內(nèi)的故障監(jiān)聽程序監(jiān)聽配電網(wǎng)中所有的遙信變位信息，篩選其中存在的故障信號，由故障分析程序根據(jù)下游保護(hù)信號進(jìn)行故障定位；(2)根據(jù)負(fù)荷失電量最小原則進(jìn)行故障隔離；(3)配電自動(dòng)化主站內(nèi)的能量管理系統(tǒng)結(jié)合分布式電源當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)，根據(jù)不同約束條件和目標(biāo)函數(shù)制定合理的故障恢復(fù)策略，并下發(fā)給協(xié)調(diào)控制層執(zhí)行進(jìn)行故障恢復(fù)。本發(fā)明根據(jù)配電網(wǎng)中所有的遙信變位信息進(jìn)行故障定位，根據(jù)負(fù)荷失電量最小原則進(jìn)行故障隔離，并制定合理的恢復(fù)策略，從而解決了配電網(wǎng)引入分布式電源后的故障定位、故障隔離及故障恢復(fù)問題，有效地提升了饋線自動(dòng)化的可靠性。
【專利說明】含分布式電源的智能配電網(wǎng)故障處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于智能配電網(wǎng)【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是一種含分布式電源的智能配電網(wǎng)故障處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]饋線自動(dòng)化可以實(shí)時(shí)監(jiān)控配電網(wǎng)及其設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，為進(jìn)一步加強(qiáng)電網(wǎng)建設(shè)并逐步實(shí)現(xiàn)配電自動(dòng)化提供依據(jù)，是配電管理系統(tǒng)的一項(xiàng)重要功能。當(dāng)配電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)，饋線自動(dòng)化能夠迅速查出故障區(qū)域，自動(dòng)隔離故障區(qū)域，及時(shí)恢復(fù)非故障區(qū)域用戶的供電，因此縮短了用戶的停電時(shí)間，減少了停電面積，提高了供電可靠性。
[0003]分布式電源接入配電網(wǎng)后，使配電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行發(fā)生改變，配電網(wǎng)從一種嚴(yán)格垂直的輻射式網(wǎng)絡(luò)變成一個(gè)遍布電源的水平網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)分布式電源接入配電網(wǎng)中的數(shù)量和容量達(dá)到一定程度時(shí)，傳統(tǒng)的饋線自動(dòng)化技術(shù)將不再適用。對于分布式電源接入饋線的情形，當(dāng)某個(gè)區(qū)域發(fā)生故障時(shí)，除了該區(qū)域的主電源側(cè)端點(diǎn)會(huì)流過主網(wǎng)電源供出的短路電流以外，該區(qū)域與分布式電源連接的端點(diǎn)也會(huì)流過相應(yīng)分布式電源供出的短路電流。若主網(wǎng)電源供出的短路電流與分布式電源供出的短路電流相差較大時(shí)，可以通過提高短路電流上報(bào)閾值，來區(qū)分主網(wǎng)電源與分布式電源供出的短路電流，從而根據(jù)短路電流信息進(jìn)行故障定位。當(dāng)主網(wǎng)電源與分布式電源供出的短路電流相差不大時(shí)，則難以進(jìn)行區(qū)分，依靠傳統(tǒng)故障定位原理進(jìn)行故障定位可能發(fā)生誤判。因此，在不同故障場景下，實(shí)現(xiàn)含分布式電源的配電網(wǎng)故障準(zhǔn)確定位是饋線自動(dòng)化發(fā)展的必然趨勢，如何解決配電網(wǎng)引入分布式電源后的故障定位、故障隔離及故障恢復(fù)是目前迫切需要解決的問題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種設(shè)計(jì)合理、快速準(zhǔn)確且穩(wěn)定可靠的含分布式電源的智能配電網(wǎng)故障處理方法。
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問題是采取以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0006]一種含分布式電源的智能配電網(wǎng)故障處理方法，包括以下步驟:
[0007](I)故障定位處理步驟:配電自動(dòng)化主站內(nèi)的故障監(jiān)聽程序監(jiān)聽配電網(wǎng)中所有的遙信變位信息，篩選其中存在的故障信號，由故障分析程序根據(jù)下游保護(hù)信號進(jìn)行故障定位；
[0008](2)故障隔離處理步驟:根據(jù)負(fù)荷失電量最小原則進(jìn)行故障隔離；
[0009](3)故障恢復(fù)處理步驟:配電自動(dòng)化主站內(nèi)的能量管理系統(tǒng)結(jié)合分布式電源當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)，根據(jù)不同約束條件和目標(biāo)函數(shù)制定合理的故障恢復(fù)策略，并下發(fā)給協(xié)調(diào)控制層執(zhí)行。
[0010]而且，所述故障定位處理、故障隔離處理和故障恢復(fù)處理時(shí)還包括故障信息顯示、故障隔離處理結(jié)果顯示及故障恢復(fù)處理結(jié)果顯示的處理過程。
[0011]而且，所述的故障隔離處理采用自動(dòng)方式進(jìn)行或交互式方式進(jìn)行，在自動(dòng)方式下，系統(tǒng)根據(jù)故障處理方案自動(dòng)執(zhí)行故障隔離策略，并能夠在顯示界面上顯示故障的隔離信息以及處理過程信息；在交互式方式下，以顯示界面的形式給出故障分析結(jié)論，調(diào)度員可在顯示界面上按步驟執(zhí)行故障隔離策略，并反饋每一步的執(zhí)行狀態(tài)。
[0012]而且，所述的故障恢復(fù)處理采用自動(dòng)方式進(jìn)行或交互式方式進(jìn)行，在自動(dòng)方式下，系統(tǒng)根據(jù)故障處理方案自動(dòng)執(zhí)行故障恢復(fù)策略，并在界面上顯示恢復(fù)方案以及處理過程信息，在交互式方式下，以界面的形式給出故障分析結(jié)論，調(diào)度員可在顯示界面上按步驟執(zhí)行故障恢復(fù)策略，并及時(shí)反饋每一步的執(zhí)行狀態(tài)。
[0013]而且，所述的故障恢復(fù)策略包括兩種方案:一種是在配電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)范圍內(nèi)尋找合適轉(zhuǎn)代線路優(yōu)先使用主網(wǎng)電源；另一種是進(jìn)行分布式電源篩選、分布式電源邊界劃分、孤島負(fù)荷分配及分布式電源發(fā)電預(yù)測及負(fù)荷預(yù)測進(jìn)行孤島組建。
[0014]而且，在故障恢復(fù)過程中，采用分布式電源脫網(wǎng)特性與重合閘的配合來消除短路電流中分布式電源的影響，包括以下處理過程:
[0015](I)變電站重合閘延時(shí)時(shí)間增加至2.5s-3.5s ；
[0016](2)配電終端上送過流信號不作保持，或縮短信號保持時(shí)間至Is內(nèi)；
[0017](3)增加對兩次過流信號的疊加分析功能。
[0018]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是:
[0019]1、本發(fā)明根據(jù)智能配電網(wǎng)的特點(diǎn)，根據(jù)配電網(wǎng)中所有的遙信變位信息進(jìn)行故障定位，根據(jù)負(fù)荷失電量最小原則進(jìn)行故障隔離，并制定合理的恢復(fù)策略，從而解決了配電網(wǎng)引入分布式電源后的故障定位、故障隔離及故障恢復(fù)問題，有效地提升了饋線自動(dòng)化的可靠性。
[0020]2、本發(fā)明采用自動(dòng)方式或交互方式進(jìn)行故障隔離與故障恢復(fù)，縮短了用戶的停電時(shí)間，減少了停電面積，提高了用戶滿意度。
[0021 ] 3、本發(fā)明能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控含分布式電源的配電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)，為進(jìn)一步加強(qiáng)電網(wǎng)建設(shè)并逐步實(shí)現(xiàn)配電自動(dòng)化提供依據(jù)，對推進(jìn)配電自動(dòng)化應(yīng)用具有現(xiàn)實(shí)意義。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0022]圖1是本發(fā)明的處理流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明實(shí)施例做進(jìn)一步詳述:
[0024]一種含分布式電源的智能配電網(wǎng)故障處理方法，如圖1所示，包括以下步驟:
[0025](I)故障定位處理步驟
[0026]由于分布式電源接入配電網(wǎng)后，配電網(wǎng)由原來的輻射狀結(jié)構(gòu)變成一個(gè)多源網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從而使配電網(wǎng)原有的保護(hù)受到威脅，可能會(huì)導(dǎo)致故障誤判。為了實(shí)現(xiàn)含分布式電源的配電網(wǎng)故障準(zhǔn)確定位，在分析不同故障場景下分布式電源對配電網(wǎng)影響的基礎(chǔ)上，得出以下結(jié)論:針對分布式電源接入配電網(wǎng)容量較大且被接入的配電線路供電半徑較長，故障情況下分布式電源對配電網(wǎng)提供的短路電流容易影響線路開關(guān)上過流信號動(dòng)作，要求加裝方向保護(hù)，為能量管理系統(tǒng)上送方向信號。
[0027]在本步驟中，由配電自動(dòng)化主站內(nèi)的故障監(jiān)聽程序監(jiān)聽配電網(wǎng)中所有的遙信變位信息，根據(jù)啟動(dòng)條件篩選其中可能存在的故障信號，一旦捕捉到故障，即啟動(dòng)故障分析并由故障分析程序根據(jù)下游保護(hù)信號進(jìn)行故障定位。
[0028]在進(jìn)行故障定位時(shí)，配電自動(dòng)化主機(jī)根據(jù)各配電終端或故障指示器檢測到的故障信息，結(jié)合變電站的繼電保護(hù)信號、開關(guān)跳閘信號等故障信息，啟動(dòng)故障處理程序，確定故障類型和發(fā)生位置，自動(dòng)推出相應(yīng)的配電單線圖，可通過網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)拓?fù)渲姆绞皆陲@示界面上表示出故障區(qū)域。對于故障處理結(jié)果可通過上告警窗、圖形著色、歷史查詢等多種方式進(jìn)行展示。在進(jìn)行故障隔離及故障恢復(fù)處理時(shí)，可以根據(jù)故障定位的結(jié)果進(jìn)行交互式處理。
[0029](2)故障隔離處理步驟
[0030]根據(jù)負(fù)荷失電量最小原則進(jìn)行故障隔離分析，即需要進(jìn)行隔離范圍最小化分析。采用負(fù)荷失電量最小原則進(jìn)行故障隔離控制簡單，對配電網(wǎng)線路運(yùn)行方式影響最小。
[0031]故障隔離處理可以采用自動(dòng)方式進(jìn)行，在自動(dòng)方式下，系統(tǒng)根據(jù)故障處理方案自動(dòng)執(zhí)行故障隔離策略，并能夠在顯示界面上顯示故障的隔離信息以及處理過程等信息。
[0032]故障隔離處理也可以采用交互方式實(shí)現(xiàn):在交互方式下，首先以顯示界面的形式給出故障分析結(jié)論，包括故障定位結(jié)果、故障隔離方案等相關(guān)信息；調(diào)度員可在顯示界面上按步驟執(zhí)行故障隔離策略，并能夠及時(shí)反饋每一步的執(zhí)行狀態(tài)。
[0033](3)故障恢復(fù)處理步驟
[0034]在保證電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的前提下，配電自動(dòng)化主站內(nèi)的能量管理系統(tǒng)結(jié)合分布式電源當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)(如光伏出力、蓄電池剩余容量等)，根據(jù)不同約束條件和目標(biāo)函數(shù)(如負(fù)荷恢復(fù)量最大或開關(guān)操作次數(shù)最少等)制定合理的故障恢復(fù)策略，并下發(fā)給協(xié)調(diào)控制層執(zhí)行。
[0035]恢復(fù)策略本質(zhì)上是發(fā)生在故障以后的網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)，分布式電源參與故障恢復(fù)主要有兩種方式:
[0036]①保證轉(zhuǎn)供負(fù)荷的供電可靠性。在配電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)范圍內(nèi)尋找合適轉(zhuǎn)代線路優(yōu)先使用主網(wǎng)電源，這種方式可以最大程度保證供電可靠性，但對分布式電源的利用有限。
[0037]②使用分布式電源進(jìn)行孤島組建。這種方式需要進(jìn)行分布式電源篩選、分布式電源邊界劃分、孤島負(fù)荷分配及分布式電源發(fā)電預(yù)測及負(fù)荷預(yù)測。充分利用分布式電源對孤島配電網(wǎng)進(jìn)行恢復(fù)供電。
[0038]故障恢復(fù)處理可以采用自動(dòng)方式進(jìn)行，在自動(dòng)方式下，系統(tǒng)根據(jù)故障處理方案自動(dòng)執(zhí)行故障恢復(fù)策略，并能夠在界面上顯示恢復(fù)方案以及處理過程等信息。
[0039]故障恢復(fù)處理也可以采用交互方式實(shí)現(xiàn):在交互方式下，首先以界面的形式給出故障分析結(jié)論，包括故障隔離方案，上、下游供電恢復(fù)方案等相關(guān)信息；調(diào)度員可在顯示界面上按步驟執(zhí)行故障恢復(fù)策略，并能夠及時(shí)反饋每一步的執(zhí)行狀態(tài)。
[0040]在故障恢復(fù)處理過程中，還可以進(jìn)一步采用分布式電源脫網(wǎng)特性與重合閘的配合來消除短路電流中分布式電源的影響。根據(jù)Q/GDW480-2010《分布式電源接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定》規(guī)定，非有意識孤島的分布式電源必須在饋線故障后2s內(nèi)從電網(wǎng)脫離。據(jù)此，可采用分布式電源脫網(wǎng)特性與重合閘的配合來消除短路電流中分布式電源的影響，具體處理方法如下:
[0041](I)變電站重合閘延時(shí)時(shí)間增加至2.5s-3.5s。
[0042]故障發(fā)生后2s內(nèi)，該饋線上的分布式電源全部從電網(wǎng)脫離。變電站出線斷路器跳閘后經(jīng)2.5s-3.5s延時(shí)進(jìn)行重合，若是永久性故障，則變電站出線斷路器再次跳閘，此時(shí)配電自動(dòng)化系統(tǒng)二次采集到的故障信息就排除了分布式電源的影響。
[0043](2)配電終端上送過流信號不作保持，或縮短信號保持時(shí)間至Is內(nèi)。
[0044]現(xiàn)有配電終端通常為考慮過流信號可靠上送及線路巡檢等原因，將過流信號保持較長時(shí)間(數(shù)分鐘或小時(shí))，這將影響二次過流信號的上報(bào)。需要將過流信號的保持時(shí)間縮短或不作保持，但要保證信號的可靠上送。
[0045](3)增加對兩次過流信號的疊加分析功能
[0046]用于架空線路的饋線自動(dòng)化，配電自動(dòng)化主站故障處理功能軟件需要增加過流信號疊加分析的功能。主站將重合閘前后兩次收到的配電線路過流信號進(jìn)行疊加匹配分析，對故障進(jìn)行定位和分析處理。
[0047]分布式電源接入容量超過線路容量的25%時(shí)，需要重新整定配電終端上報(bào)故障信息的閥值，提聞設(shè)定值。
[0048]上述改進(jìn)策略對于接入任意容量的分布式電源的情形都適用，并且不必改變配電自動(dòng)化系統(tǒng)的硬件，只需在故障處理應(yīng)用軟件中略加改動(dòng)即可。
[0049]需要強(qiáng)調(diào)的是，本發(fā)明所述的實(shí)施例是說明性的，而不是限定性的，因此本發(fā)明包括并不限于【具體實(shí)施方式】中所述的實(shí)施例，凡是由本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案得出的其他實(shí)施方式，同樣屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種含分布式電源的智能配電網(wǎng)故障處理方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)故障定位處理步驟:配電自動(dòng)化主站內(nèi)的故障監(jiān)聽程序監(jiān)聽配電網(wǎng)中所有的遙信變位信息，篩選其中存在的故障信號，由故障分析程序根據(jù)下游保護(hù)信號進(jìn)行故障定位； (2)故障隔離處理步驟:根據(jù)負(fù)荷失電量最小原則進(jìn)行故障隔離； (3)故障恢復(fù)處理步驟:配電自動(dòng)化主站內(nèi)的能量管理系統(tǒng)結(jié)合分布式電源當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)，根據(jù)不同約束條件和目標(biāo)函數(shù)制定合理的故障恢復(fù)策略，并下發(fā)給協(xié)調(diào)控制層執(zhí)行。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含分布式電源的智能配電網(wǎng)故障處理方法，其特征在于:所述故障定位處理、故障隔離處理和故障恢復(fù)處理時(shí)還包括故障信息顯示、故障隔離處理結(jié)果顯示及故障恢復(fù)處理結(jié)果顯示的處理過程。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的含分布式電源的智能配電網(wǎng)故障處理方法，其特征在于:所述的故障隔離處理采用自動(dòng)方式進(jìn)行或交互式方式進(jìn)行，在自動(dòng)方式下，系統(tǒng)根據(jù)故障處理方案自動(dòng)執(zhí)行故障隔離策略，并能夠在顯示界面上顯示故障的隔離信息以及處理過程信息；在交互式方式下，以顯示界面的形式給出故障分析結(jié)論，調(diào)度員可在顯示界面上按步驟執(zhí)行故障隔離策略，并反饋每一步的執(zhí)行狀態(tài)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的含分布式電源的智能配電網(wǎng)故障處理方法，其特征在于:所述的故障恢復(fù)處理采用自動(dòng)方式進(jìn)行或交互式方式進(jìn)行，在自動(dòng)方式下，系統(tǒng)根據(jù)故障處理方案自動(dòng)執(zhí)行故障恢復(fù)策略，并在界面上顯示恢復(fù)方案以及處理過程信息，在交互式方式下，以界面的形式給出故障分析結(jié)論，調(diào)度員可在顯示界面上按步驟執(zhí)行故障恢復(fù)策略，并及時(shí)反饋每一步的執(zhí)行狀態(tài)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含分布式電源的智能配電網(wǎng)故障處理方法，其特征在于:所述的故障恢復(fù)策略包括兩種方案:一種是在配電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)范圍內(nèi)尋找合適轉(zhuǎn)代線路優(yōu)先使用主網(wǎng)電源；另一種是進(jìn)行分布式電源篩選、分布式電源邊界劃分、孤島負(fù)荷分配及分布式電源發(fā)電預(yù)測及負(fù)荷預(yù)測進(jìn)行孤島組建。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含分布式電源的智能配電網(wǎng)故障處理方法，其特征在于:在故障恢復(fù)過程中，采用分布式電源脫網(wǎng)特性與重合閘的配合來消除短路電流中分布式電源的影響，包括以下處理過程: (1)變電站重合閘延時(shí)時(shí)間增加至2.5s-3.5s ； (2)配電終端上送過流信號不作保持，或縮短信號保持時(shí)間至Is內(nèi)； (3)增加對兩次過流信號的疊加分析功能。
【文檔編號】H02J13/00GK104135079SQ201410391992
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年8月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月11日
【發(fā)明者】張磐, 魯文, 于建成 申請人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)天津市電力公司