李汉荣
广东电网有限责任公司惠州博罗供电局 广东惠州 516100
摘要：配网自动化是指一种常在智能电网中使用的集科学化、自动化与智能化于一体的现代先进系统化装置，这种先进装置主要应用于低频电网领域中，因此在我国的绝大多数多电力企业中，它常常作为建设配网过程中的首选目标之一。
关键词：配电网；合环转负荷；前推回代法；两阶段法
引言
随着现代化科学技术水平的提升。如今，我国各个领域当中都已经实现了自动化管理和生产。而且随着自动化水平的不断提高，使得我国一些建设工作变得更加高效。
１配电自动化合解环决策概述
智能配电网的合解环操作能够减少停电时间，但也会影响电网的稳定运行。当进行合环操作时，合环点两侧的电压矢量差会在合环瞬间消失，由此产生的电流可能会导致线路过载或出现保护失误操作，影响合解环决策；在进行解环时，线路负荷会突然增加，容易出现馈线末端电压过低的现象，对导线、电气设备造成损害，严重者会导致合环失败，出现大面积停电事故。因此，很多供电公司采用“先断后通”的冷倒方式进行负荷转移，会增加用户停电次数，影响用户的用电体验。另外，目前进行合解环操作时大多依赖于调度人员的自身经验判断，缺乏一定科学性，容易出现判断失误的现象。因此，开发一个辅助决策分析软件成为提升合解环操作合理性的最佳方式。
2配网自动化的特点
针对配网自动化建设工作进行深入的分析和研究，这样才能够更好地把握配电网建设工作的主要目的和系统。随着我国越来越重视新型技术的研究和发展，在配网建设的过程中，逐渐诞生了配网自动化这项技术，而且这项技术在整个电网系统当中得到了普遍的运用，同时还使得我国传统的供电模式和方式发生了一定的变革。我国电网系统可以借助一些先进的设备，就能够对整个配电网的供电运行状态进行实时的监测。这种工作模式相比之前能够减少人力和物力的消耗，同时还能够有效控制故障的发生，促使系统自动完成相关操作，在一定程度上能够减少人工带来的误差和安全隐患问题。通过运用配网自动化技术，还能够实现故障区域和非故障区域的独立工作。这主要是指在配网工作运行的过程当中，可能会存在一些故障，但是在传统的供网系统当中就会进行统一的断电处理。这样可能会影响正常的供电工作的效率，但是通过运用配电网自动化的技术能够对非故障区域进行正常的供电，这样就能够进一步提升配电网供电的可靠性，对于我国电网系统的运行和发展来说是非常重要的。这项技术在运行的过程，其中，对我国供电系统进行全面的检测，主要监测的数据是其中电流和系统的变化。
3实现电网自动化的基本条件和潮流算法研究
3.1电网自动化的基本条件
双电源供电方式或多电源互供是满足合解环操作的基本条件。供电公司需要有变电站数据采集系统和配电线路运行监控系统，才能为配电自动化合解环分析提供基础。变电站数据采集系统包括应用软件、视频监控系统、馈线自动化、数据采集、地理信息系统等模块，需要具有较强的扩展性、兼容性、通用性，以为供电公司提供接线图、计算结果及系统运行情况。配电线路运行监控系统可以采集线路负荷电流、单项接地等短路故障信息，通过将检测数据上传到软件中来帮助调度人员了解线路运行状态，实现远程控制断路器的目标，以及时将故障区隔离。
3.2前推回代法
配电网络结构多以辐射状网络为主，前推回代潮流算法是配电网支路类算法中被广泛研究的一类算法，也是求解辐射状配电网络潮流的有效方法之一。此算法具有简便、快捷、收敛性较好等优点。但是，前推回代法必须对节点和支路按一定的规则进行分层和编号，即在具体的计算前必须对网络进行拓扑分析，这对于大规模配电网和工程实际应用来说，是一件比较繁重的工作。此外，该算法处理网孔能力较差，随着网孔数量的增加，算法的收敛性变差，甚至发散。如图1所示的辐射状配电网：
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3.3合环稳态电流的计算
我国的配电网常常使用开闭环设计网络结构，这样就可以通过闭环断开、开环运行的方式来实现不停电负荷转移目标。通常，当系统正常运行时，电网网络结构会呈现辐射状，电网出现故障时会出现环状运行情况。将环网转化为辐射型常规网格是合解环操作的任务，叠加法是常用的一种处理方法。从叠加法角度来看，可以将合环运行看作是开环运行两端叠加一个电压源，需要将合环运行进行分解，将其转化为开环运行和一个电压源。在进行稳态电流计算时，合环前的计算结果就是合环稳态电流大小。
3.4基于前推回代的两阶段法
由于前推回代法只能用于辐射状网络，对于合环后的环网潮流计算，应该利用叠加定理对前推回代法进行改进，即在合环点将环网打开，对合环开关两侧负荷功率进行修正。环网后的潮流分布应该等于合环前网络潮流和合环后等值网络响应之和，即合环后的支路潮流由两部分叠加而成：一部分是合环之前各支路的初始潮流；另一部分是由合环开关两端电压的相量差引起的循环潮流在网络中的分布。第一部分可以用前推回代法计算，从而得到合环点两侧电压。第二部分则需要采用戴维南定理，将原辐射状网络等效为理想电压源Uoc以及一个内阻Z0串联的形式，如图2所示。
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3.5冲击电流及解环潮流的计算
在进行合环操作的一瞬间，合环点两侧的电压差会消失，并产生一个短暂的冲击电流，如果冲击电流超出范围，就会造成设备速断保护越限，影响电网的稳定运行。冲击电流具有幅值大、时间短的特点，在正常情况下只需要建立单相等值模型来计算。在进行负荷转供后，调度人员需要尽快进行解环操作，及时恢复网络的辐射状结构，并要避免出现设备过载或电压过低现象。在计算解环后电流时，需要将负荷集中在几个负荷点上，然后根据负荷点建立配电网负荷模型。
4配网自动化在智能电网中的应用
4.1环网柜的优化设置
环网柜是环网的核心，通过加强对环网柜合理有效的布设，不仅能够有效地实现电网供电的稳定性，同时还能够有效提升电网的运行效率，从而提高其安全性与经济性。由于环网柜具有小型化的特点，在配网过程中常出现大规模的故障，这就在一定程度上对配网自动化的安全性、可靠性及运行效率产生一定的影响。一般情况下，可根据区域内负荷的实际运行情况采取相关措施，并通过设置更为合理有效的环网柜布局，使得环网柜内的负荷能够满足实际需求，同实际情况相匹配符合,一定程度上保障了居民的日常供电需求，也在一定程度上实现配网的可靠性与安全性。
4.2新技术设备及时更新
更新配电自动化技术和设备对于电力系统而言十分重要，其直接关系到电能输送的安全可靠性，若在使用自动化设备时，忽视了将其及时更新，会为运行工作状态下的电力系统带来较多负面影响与阻碍。若自动化设备因未及时更新而出现故障，会对正常运行的系统产生影响。因此，必须对及时更新配电自动化技术设备予以重视，确保电力系统的供电安全，提高配电网设备运行的安全性与稳定性，在一定程度上提升供电效率与质量。
结束语
本文从电力系统配网合环潮流算法的前推回代概念出发，基于该理论提出了一种“前推回代+叠加定理”的“两阶段”算法，并设计了理论化与简化的算法流程；与传统算法相比，该算法可以很好地处理合环之后的潮流分布并且仿真结果表明其同样可以满足计算出来的航迹能主动的对障碍物进行判断并绕行避障，在航迹最佳性，搜寻实时性和算法时效性上更高效，能够满足实时规划需要。
参考文献
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