钱金鑫 石明明 王儒涛
国网安徽省电力有限公司蚌埠供电公司 安徽省 蚌埠市 233000
摘要：电力系统在其运营期间，应将供电稳定性作为其运营效果的评价指标，我国每年因停电而造成的经济损失可达数千亿元，因此，配电网络需要进行优化调整，改善电力用户服务体验，提高用电效益。据统计，超九成停电原因是配电网终端引发，而因故障导致的配电网电力中断比例则约为三成，所以，研发、推广配电网的自愈技术，能有效提升供电可靠性，避免用电用户损失。为提升配电网建设水平，将智能化、自动化等技术与供电技术相结合，可以有效建设良好的输配电网络。
关键词：自愈控制系统；10kV；配电网；设计要点
1智能配电网自愈系统中自动化控制技术的概述
配电网的工作主要在于电力的配送和输送，电力的输送环节和配送环节也是电力系统运行的两个重要部分，因此只有大大提升配电网的运行效率，才能够从根本上提升电力行业的服务水准。在如今电力行业在社会中需求不断扩大，大部分电力企业也已经从根本上认识到建设智能化配电网的必要性和重要性，所以说在智能配电网的建设中，逐渐重视智能建设，以此不断提升电力行业的自身实力和优化自身结构。
智能配电网的自愈自动化控制技术主要是由传统技术发展而来，不仅能够更好的利用和分配电力资源，还具有很强的自我恢复能力和自我保护能力，并且能在无人监测和控制的情况下，有效的处理电力系统在运行过程中发生的故障，并进行自我控制和保护，这样对提升配电网电力系统运行的稳定性和安全性具有重大的意义。智能配电网自愈自动化控制给予不仅能提升电力系统的运行效率，更能高效的处理各种发生的故障，让电力系统时刻维持在一个正常安全的运行环境下，并实施不断的供电，同时保护电力设备，从而从根本上提升了电力系统的运行效率和运行质量。
210kV双环网网架结构及自愈系统配置
10kV自愈系统采用纵联电流差动保护原理实现故障定位，待其他保护装置动作后对故障未隔离区域进行故障隔离，并采用系统自愈以及分段备自投实现非故障段失电负荷快速转供。如图1所示，系统按单环配置，即每个单环配置一台自愈保护控制主机、两台线路终端和若干台母线终端。各终端通过光纤通信网络和智能自愈保护控制主机相连，自愈保护主机通过以太网口和上位机相连。各智能采集控制终端通过无源光网络的内部同步协议和主机时钟同步，实现所有终端同步采样，并通过可控无源光网络实时上传SMV和GOOSE信息、接收主机GOOSE信息；各智能终端通过无源光网络和后台实现104通信，各智能终端同时实现就地保护功能。
10kV自愈系统能够完成完整的配网保护控制功能，包括线路纵差保护、非故障段负荷转供、就地母线差动保护、分段备自投、故障解列、低频低压减载等；能够完成对进线、出线以及多条馈电线路的相电压、线电压、电流、功率、功率因数、频率等电气量以及直流量的测量；能够实现对电压、电流、功率等电气量变化的监视并实时进行告警；具备电气信息量的采集及处理功能，能够完成开关位置量、电网模拟量、用户电能量等信息的采集、处理、上传和分析；具备故障录波、故障记录功能，能够实现遥测超限、遥信变位、事故报警、遥控过程等信息收集记录、统一管理并进行数据分析，自我学习判断。
3自愈技术整体架构
3.1自愈功能架构
从功能分析来看，自愈技术的系统结构主要有三个应用功能，一是优化运行，二是监测和发现故障，三是排除故障和恢复配电。根据功能划分和分析，可以设计出一套完整的自愈功能系统。
在正常运行情况下，自愈系统可以根据决策组织的功能对配电网进行充分的优化和控制，完善的自愈促进功能可以保持高效运行。此时，通信系统可以访问进程，为计算机决策提供实时的运行状态分析。
当故障隐患存在时，决策机构可以利用充分的信息进行决策，从而成功地解决存在的故障隐患。然而，决策组织并不能直接消除隐患。它将决策信息通过通信系统上传到上层组织，再由通信系统向下传递具体的处理操作，从而完成故障排除过程。自愈系统下的控制系统包括配电网的一次系统和二次系统。因此，自愈技术涉及多个管理领域，规模巨大。因此，在调度系统、测量装置、控制系统等各种辅助系统的帮助下，在各系统的协调运行下，配电网能够呈现出较高的智能化应用水平，促进自愈技术的健康发展。
3.2自愈硬件架构
数据采集系统。自愈技术的各个系统功能都需要硬件设备的支持。在下游系统的硬件组成中，数据采集系统的相关硬件组成有助于充分分析数据。这一步的采集设备需要传感器、电气设备、监控设备等硬件设备的支持，以便更好地获取第一手数据，并将数据实时传输到主开关，最终实现自愈控制操作。
自愈控制系统。数据采集并传输到自愈控制系统后，系统才能正常工作，对数据信息进行整理和处理，综合分析后提交下一道工艺流程。该系统包括SCADA、自愈控制、数据库等三类服务器。主要分析预防性自愈手段和纠正性自愈手段，从而判断科学合理的自愈方式，加快自愈的实施。
手动控制系统。自愈控制分析得到的数据结果需要借助主交换设备传送到调度员和自愈控制工作站。人工调度员对隐患数据进行反馈时，需要在人为干预的情况下对反馈结果进行分析。当遇到疑难故障和特殊情况时，人工调度还应及时提供支持和协助，确保自愈控制过程的完善。
通信设计系统。手动控制系统完成后，将分析结果传送给通信子系统。通过通信技术设计方案，将分析结果传输到网络服务器和保护执行装置，促进服务器与电网系统的通信。配电网借助有效的通信手段，将控制中心的控制命令准确地传送到远程终端单元，同时将远程设备的运行状态数据信息采集到控制中心。
维护开发系统。借助于维护开发系统，可以对服务器的整体系统进行有效维护，自愈系统通过更新升级可以充分保持运行的可靠性。维修开发系统还将提供对自愈控制相关功能的增删功能，以去除自愈系统下的各种冗余和故障部件，保持高水平的自愈性能。
3.3装置保护技术
在智能配电网自愈系统自动化控制技术中装置保护技术是最为重要的一部分，此技术的应用能够有效的保护和控制装置，主要包括以下几种：①在网络重构后，能够对装置实施自适应的功能保护技术和控制技术；②以配电网中保护技术、监测技术、控制技术为一体化的技术，能够对配电网故障进行详细的分析；③通过利用配电网的局部信息实现多电源的共同供电，能够形成对配电网有效的保护措施；④智能配电网的保护装置之间具有良好的保护机制，在实施过程中以局部信息为基础，且各个保护机制之间配合度较高。
3.4负荷保障技术和停电恢复技术
停电恢复技术和负荷保障技术这两种配电网自愈自动化控制机技术主要分为以下技术：配电网外部发生故障后、配电网内部发生故障后所应用的主动解列技术、被动解列技术；在配电网故障发生后以网络重构为基础，所应用的智能配电网电压控制技术和局部恢复供电技术，这两种技术能够在一定条件下保障配电网的稳定安全运行，即为启动技术和负荷技术。
结论
总之，10kV自愈系统在工程方案及工程设计中需要考虑潮流计算与分析、电缆稳定极限计算、设备动稳定性分析、电流互感器的抗饱和计算、用户负荷扰动分析、电压稳定分析、重构电网和解列运行等，方能实现10kV自愈控制的各种功能。
参考文献：
[1]王彦国，赵希才.智能分布式配电保护及自愈控制系统[J].供用电，2019,36(9):2-8.
[2]王郁垒.分布式配电网自愈控制技术研究与实现[D].南京：东南大学，2016.