[发明专利]配电网自愈控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种配电网安全、可靠、优质、经济运行的控制方法，属于电力系统理论、控制理论和人工智能的交叉技术应用领域。

背景技术

配电网是联系电力负荷与大电网的中间环节，在我国典型的电压等级为10/6/20kV，社会生产生活水平的提高要求配电网具有更高的供电安全性与可靠性。配电网中分支和级联开关多、运行方式灵活、中性点不直接接地、多种能源形势的小容量分布式电源多点接入、负荷和分布式电源出力具有很强的不确定性、三相不平衡、故障率高、量测点覆盖率低，这些特点使得配电网的控制非常困难，其控制水平远落后于输电网。

目前，配电网中只实现了简单的保护和控制功能，当配电网中发生故障时，通过安装在馈线首端的继电保护装置切除故障，一些馈线中装有负荷开关和馈线终端单元，每个馈线终端单元及时采集流过负荷开关的电流、电压及开关状态等信号，并通过通讯网络上送到主站计算机，主站计算机根据馈线终端单元上传的数据判断出故障发生的区域，然后通过遥控指令，由馈线终端单元执行相应的负荷开关分合闸操作，将故障区隔离、恢复无故障区域的供电，以缩小停电区域。正常时，对配电网的运行状态进行优化，但由于以一个时间断面的数据为基础进行静态网络重构，未考虑负荷、分布式电源出力的变化趋势，无法获得优化效果，并且没有发挥分布式电源/微网/储能装置的作用。目前实现的配电网控制中，缺乏从绝缘缺陷到发生单相接地故障、以及发展为相间短路过程的预警监测、分析与控制。

与传统控制模式相比，自愈控制技术具有自治性、智能性、适应性、协调性、主动性和社会性等优良特征，使被控对象具备很强的自我愈合、自我防治、自我免疫能力，因此在通讯、网络等领域中纷纷提出了自愈控制方案，目前自愈控制在电网中的应用只针对于35kV以上电网。为了防止出现大面积停电，在被中断供电后，配电网要有自我恢复供电的能力，要求开展配电网规划和改造工作，建成坚强的配电网，提高供电能力和可靠性，确保电网安全稳定运行，满足社会经济发展及人民生活水平不断提高的要求。因此，需要研究并实现配电网的一次系统、二次系统、通讯网和自动化的有效集成与协调控制。

发明内容

技术问题：本发明的目的是提供一种配电网自愈控制方法，通过采集电压、电流、开关状态等数据，判断配电网当前所处的运行状态，并运用智能方法进行决策，对开关、保护控制装置、安全自动装置等进行协调控制，实现配电网始终向更健康状态转移，提高配电网供电安全性、可靠性、优质性和经济性，增强应急能力的目标。

技术方案：配电网的自愈控制通过对配电网状态的自动辨识，并根据实际条件进行控制决策，统一协调智能开关、保护控制装置、安全自动装置等控制设备与配电网集中控制主站计算机，形成分布控制与集中控制、局部控制与全局控制相协调的控制模式。为此，本发明完整定义了配电网的运行状态、以及各种状态与相应控制之间的关系。

本发明的配电网自愈控制方法采用集中与分布协调的控制模式，信号的处理和控制策略的生成具有自适应性，在无人工干预条件下自动完成控制过程，协调继电保护装置与保护控制装置、开关与智能开关、安全自动装置的动作行为，包括分布自愈控制和集中自愈控制两步，具体步骤如下：

1)分布自愈控制步骤：电压电流互感器分别将配电网的电压、电流变换为弱电或光信号，保护控制装置与继电保护装置接收到变换后的电压、电流信号后与保护整定值进行比较，超过动作启动值时触发继电器将开关分闸，同时保护控制装置根据电压电流信号确定故障区段、单相接地和绝缘下降设备，并触发继电器断开与故障区段相连的开关，然后搜索并合闸一个与非故障区段相连且另一端具有正常电压信号的开关，变电站的备自投装置接收到变换后的电压、电流信号和开关状态后与动作阀值比较，满足动作条件时触发继电器合上分段开关，所有变换后电压、电流信号、单相接地和绝缘下降信号、保护控制装置和备自投装置的动作情况、动作前后开关的状态以报文方式通过远程测控终端和电力通讯网络传送给主站计算机；

2)集中自愈控制步骤：主站前置机接收到报文后对信号进行解析还原，并进行滤波处理，过滤错误信息后将信号传递给主站服务器，同时通过电力通讯网络将收到的主站服务器控制命令信号发送给远程测控终端执行相应的控制操作；