配电网故障恢复研究 曹磊

发表时间:2020/5/22   来源:《电力设备》2020年第3期   作者:曹磊
[导读] 摘要:当前我国经济发展水平的不断提高,我国的电力行业的规模得到了空前发展,同时我国社会中的各行各业在发展的过程中也离开不了电力行业的辅助。
        (国华(河北)新能源有限公司  河北省张家口市  075000)
        摘要:当前我国经济发展水平的不断提高,我国的电力行业的规模得到了空前发展,同时我国社会中的各行各业在发展的过程中也离开不了电力行业的辅助。配电网是电力行业建设过程中的关键环节,在电力行业中通过高质量的配电网建设,便可以保证电力配送过程中的可靠性和互动性。因此现阶段在电力行业的发展过程中,需要对配电网的故障定位和故障恢复进行研究和分析,只有这样才可以更好的保障我国电力行业的发展。本文中主要对电力行业中的配电网故障恢复进行研究,文中首先分析了配电网故障进行恢复的基本思路,然后对配电网故障中的恢复系统创新方法进行研究。之后对配电网故障排除中的和声定位法进行研究,并根据实际情况提出了一些,配电网故障的具体阶段恢复方式,从而为我国的电力行业发展提供一些参考意见。
        关键词:电力行业;配电网;故障研究;故障定位;恢复措施
        引言
        当前我国电力企业在发展过程中的核心便是配电网的建设,但是当前我国配电网工程在建设过程中与发达国家还存在了一些差距,这主要是源于我国配电网工程在故障恢复的过程中还存在的部分问题。但是当前我国对供电的需求量越来越大,这便导致我国近些年来配电网建设投资额超过了输电网的建设。因此现阶段对配电网建设发展过程中的故障恢复技术进行研究,并可以有效的提高电力行业中配电网的工作效率,从而减少配电网在工作过程中出现供电中断的问题。
        目前我国行业中的配电网恢复工作主要是在多目标的恢复前提下进行非线性的优化工作,通过这些工作便可以将配电网系统中的部分故障因素进行切除。同时通过在配电网故障恢复过程中应用相对应的软件平台,便可以在平台中共享配电网发生的故障数据,这样维修人员便可以根据配电网在应用过程中所发生的相应故障进行判断。同时通过对配电网络进行恢复性构建,维修人员还可以在短时间内恢复非故障区域停电用户的电力供应,从而更好地促进当前我国电力行业的发展。
        一、对配电网故障进行恢复的基本思路
        在电力工程中对配电网故障进行恢复的过程中,维修人员首先需要在传统配电网网络线路的某一个位置设置电子式的绝缘电阻测试仪器,通过设置这样的绝缘电阻测试仪器,便可以在配电网工作过程中出现故障开关跳闸后,绝缘电阻测试仪器中的动态触头便会将电源侧的静触头进行分离,这样静态触头就会移动到配电网中的某一线路位置,在这一位置中和测试仪器中的开关辅助常开触点进行连接。这样电子式绝缘电阻测试仪器便可以对开关后段中故障线路的绝缘电阻进行检测,如果在检测过程中发现线路中的绝缘电阻大于正常电阻,那么即可以判定该电路中未发生故障,这时绝缘电阻测试仪器便会自动合上开关;如果在检测过程中发现线路中的绝缘电阻小于正常电阻,那么绝缘电阻测试仪器便会让开关自动拉至出现故障需要检修的区域。
        在对配电网网络中的线路进行对应设备的保护过程中,还需要确保配电网中的线路具有失压保护功能。这样配电网在工作过程中,一旦电源发生失压后,配电网中的开关便可以立即发生对应动作,从而确保开关处于分闸位置。在这个过程中并可以利用开关内部的绝缘电阻测试仪器设备,对线路中的故障进行检测,如果在检测的过程中发现该线路中的绝缘电阻值大于正常电阻,那么就表示没有故障,这时便可以自动合上开关;如果在检测过程中发现该线路中的绝缘电阻小于正常电阻,那么开关还会继续自动拉至需要检修的地方。除此之外,配电网中的检修人员还需要在变电站的出现端设置重合闸设备,这样才可以更好的确保配电网设备运行过程中的重合闸功能。
        二、配电网故障中恢复系统的创新方法
        在配电网工作过程中如果发生故障后,配电网智能端的隔离开关将会自动跳开,从而将故障电路与配电网电源进行隔断,这样就可以有效的对配电网中的故障线路进行保护。同时通过配电网线路中的自动检测功能,还可以对出现故障线路的具体位置进行自动寻找,然后便可以根据具体的检测结果对配电网中出现故障的位置进行隔离,同时该系统还可以非故障线路区域的电力进行重新恢复供应。当配电网在工作中发生故障后,配电网线路网络便可以根据对应的故障进行自动的恢复处置,例如:当配电网络线路发生故障,配电网线路网络并可以自动的迅速切断电源;配电网网络中的相关设备便可以在线路上自动对故障点进行寻找,并进行准确的定位;根据配电网网络的结构,恢复系统还可以通过对配电网网络运行影响最小的方式进行故障点的自动隔离,这样就可以有效的提高配电网的整体工作效率;在配电网网络发生故障后,恢复系统在对故障区域进行自动隔离后,便可以对非故障网络区域的用户重新进行供电。
       
        三、配电网故障排除过程中的和声法定位
        (1)和声法定位中的故障定位模型
        在配电网故障排除过程中所应用的和声定位法,主要是根据不同开关的故障电流所提供的电流信号,对故障点进行定位,然后重新建立故障点的线路故障状态。通过和声法定位便可以在配电网故障定位过程中,对故障电流信息进行转换和分析,这样就可以有效的提升配电网故障定位过程中的准确性。
        (2)和声法定位中的开关函数建立
        通过和声法在配电网故障进行定位的过程中,还需要进行开关函数的建立,而这就需要配电网中的主变电源提供故障电流信息,同时主变电源到故障点之间的通路还需要进行开关电流方向的判断。然后便是需要收集配电网中所出现故障位置的故障电流,通过判断配电网中故障点通路的所有开关电流,便可以分析出故障点电流的流向位置。
        (3)和声法在故障定位中的具体应用
        利用和声法在故障定位过程中,可以对配电网中的故障状态通过0和1的二进制编码法进行判断,在进行判断的过程中将有故障的地方用1表示,将无故障的地方用0表示;对配电网中负方向流过的电流用-1表示,对配电网中正方向流过的电流用1表示正方向,如果配电网中无电流流过那么便可以用0表示。通过这种故障定位和分区域的配电网故障处理方法,并可以通过和声法进行故障位置的具体判断。在进行判断的过程中需要根据分区域处理法将配电网划分成以下两种:无源树枝和有源树枝。如果配电网中故障电流信息在上传的过程中便可以,将无源树枝中的关系函数进行剔除,然后保留相应的维数,并且对判断过程中的每一个变量值都需要利用0或1进行表示,这样就可以准确的判断出配电网中线路的正常运行状态;同时还需要在进行判断的过程中及时的更新和声数据库,这样就可以对相应的目标函数进行重新审定,从而在判断迭代次数的过程中选择最优值。
        (4)和声法在配电网进行重构过程中的解编码方法
        通过合身法在配电网进行重构过程中的解编码方法,在这个过程中,首先需要将配电网处于开环运行状态。然后在配电网进行运行的过程中,将配电网中的每一个联络开关都构成相应的闭合环,这样就可以在对配电网中的闭合环进行断开的过程中,任意一点分段开关都可以通过拓扑结构进行辐射状态的恢复。除此之外,在配电网系统中的每一个联络开关都可以单独试做一个单独的闭合环,这样在闭合环在任何一个联络开关中进行开合状态的转化过程中,都可以灵活自如的操作。同时在辐射状的配电网中,任何一个联络开关的分段分组环都可以视作一个单独的联络环。因此在配电网进行维修的过程中,维修人员需要根据单联络环配联网网络中的相关特性,利用变量法来将解的具体维度进行减少,通过这样的方法便可以对配电网中的相关环节进行优化,同时还可以确保任何一个单联络环都不需要进行二次的编码。同时在配电网中所有的开关在闭合的过程中,都可以与出度和入度之和比小于2的节点进行连接,从而形成一个稳态支路,而这样的效果更有助于利用和声法在配电网重构过程中进行解编码。
        在进行混合编码的过程中,相关技术人员需要使用二进制和十进制的混合编码排列方式,将第一变量视作为联络开关,然后再进行编码编写的过程中利用二进制进行编写。在具体编写的过程中,维修人员需要把开关用0表示、把闭合状态用1表示;同时对于第2个变量设置为分段开关进行编写的过程中,维修人员通常利用10进制编码法进行表示,在表示过程中如果开关闭合就可以利用1表示,如果开关没有闭合那么就可以联络开关,而此时便可以用0表示。
       
        四、配电网故障的具体阶段恢复方式
        传统的配电网故障恢复方法,在实际的应用过程中还具有较多不足的地方,这主要体现在配电网应用在恢复的过程中,配电网的恢复时间较短、配电网的自带电荷数过多、配电网需要通过拓扑方式来保持辐射状态,这样才可以确保电网的安全运行。而现阶段可以在配电网故障的解决过程中,选择多目标的约束组合与优化方式进行恢复,这样只需要在故障电路中寻找正确的求解方式,便可以对配电网中的故障有效的解决。
        (1)通过单联络环网络联通进行配电网故障恢复
        配电网故障恢复过程中通过单联络环网络联通进行修复的过程中,需要根据具体的隔离故障来断开分段开关,首先就需要在配电网故障恢复的过程中,将单联络环进行对应的联络开关全部保持闭合状态,这样就可以在一定的程度上促进配电网网络的联通互动性。同时对于配电网网络中的分段开关,维修人员还可以进行分段开关的环数划分,这样就可以确保在环数划分过程中,每一个环与环之间都存在着一个公共开关,通过这样的方式就可以在配电网故障恢复的过程中进行单联络环的矩阵进行判断。在进行矩阵判断的过程中,维修人员首先需要确定联络开关的数量,同时需要用n来代表矩阵开关的数量,并且对于断开位置的分段开关维修人员可以通过(s1,s2,s3,s4……)进行表示,接下来便可以利用相关的零矩阵进行定义。在进行定义的过程中,可以先将信息复制到矩阵运算的特定公式中,然后在公式中便可以对矩阵中的相关元素进行同行判断。在判断的过程中,如果存在便可以删除一行,在保留一行。同时对于矩阵判断过程中的非0元素最小元素,还需要将相应的联络开关进行寻找。然后再划分出联络开关中最大的开关支路,这样便更有利于在运行结束过后,方案的输出。
        (2)通过和声算法进行配电网故障恢复
        再通过和声算法对配电网故障进行恢复的过程中,首先维修人员需要根据第一阶段中的联络开关进行判断,如果联络开关在第一阶段中没有任何动作,那么便可以将开关放置到可操作的联络开关集中,同时可以通过特定的符号对开关的维数进行确定,在开关维数确定后便可以通过HS的算法进行参数初始化。在配电网故障恢复过程中所应用的HS算法,包含了和声记忆库、解维数、和声记忆库概率、微调概率、最大替迭代次数、终止条件等。通过这些运算环节便可以对配电网进行重新的构造,从而更好的对配电网故障进行恢复。
        (3)通过切负荷实现法进行配电网故障恢复
        在配电网故障恢复的过程中通过应用切负荷实现法,主要发生在网络重构过程中不能将线路过载电压进行消除,这样就极容易会导致电压出现越限现象,因此在配电网网络重构过程中,可以通过切负荷的实现方法将配电网中的故障进行化解,从而保证配电网的及时恢复和安全运行。切负荷实现方法的主要步骤是,首先需要对配电网网络进行重构,然后得到相应的网络拓扑;之后便需要对电源开始支路的分层进行重新划分,然后对接近电源的区域划分为第1支路分层。同时沿着配电网辐射网络在搜索的过程,需要对线路的末端区域进行剩余层的划分。在剩余成的划分中,需要从层数最大的区域开始划分,并且对某一层之路中的过载情况进行仔细的搜索,那就可以确定该层的具体过载功率。在对过载之路进行搜索的过程中,需要应用辐射法的搜索方式,从第三级负荷进行切除判断,从而确保所切除后负荷量远远高于过载功率,这样就可以确保在配电网故障恢复过程中的每一组负荷值都处于最小值,如果维修人员发现三级负荷都满足配电网中的要求,那么就说明配电网中的过载支路已经完成了相应的处理。
        五、结束语
        现阶段我国电力企业在发展的过程中最关键的环节便是配电网的建设,本文通过对配电网中的故障定位方法和排除方法进行分析的过程中,便将当前配电网系统中不同位置的单故障和复杂故障的恢复过程、寻找故障点位置、划分阶层数等都进行了不同层次的说明,而这些方法在实际应用过程中具有较强的实用性、并且耗时较少,因此可以显著的提高配电网故障在搜索过程中的效率。
        参考文献
        [1]杨丽君, 卢志刚, 文莹.含异步风电机组的配电网故障恢复研究[J].电网技术, 2016(2):133-137.
        [2]巩伟峥, 房鑫炎, GONGWei-zheng, et al.基于混合编码方式的配电网故障恢复算法研究[J].电力系统保护与控制, 2012, 40(6):104-108.
        [3]杨丽君, 于琦, 魏玲玲, et al.基于移动多代理动态联盟的配电网故障恢复研究%A Distribution Network Fault Recovery Study on the Dynamic Alliance of Mobile Multi-Agent[J].电工技术学报, 2015(8):147-155.
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