[发明专利]基于超导状态信息的配电网自愈系统及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及配电网领域，具体涉及一种基于超导状态信息的配电网自愈系统及其方法，是应用超导短路电流限制器在电网发生短路故障期间的信息为主要判据的配网自愈系统。

 

背景技术

配电自动化（DA）是一项集计算机技术、数据传输、控制技术、现代化设备及管理于一体的综合信息管理系统，其目的是提高供电可靠性，改进电能质量，向用户提供优质服务，降低运行费用，减轻运行人员的劳动强度。在工业发达国家中，配电系统自动化受到了广泛的重视。

我国随着新一轮配电自动化试点项目的实施，智能分布式馈线自动化系统(Feeder Automation，FA)，因其不依赖于主站或子站的全局信息、一次性处理故障、对配电线路的变更具有更好的适应性、易于维护等特点逐渐受到用户的青睐，国家电网公司2009年组织制定的《配电自动化试点建设与改造技术原则》与《配电自动化技术导则》已经将智能分布式馈线自动化系统作为一种主要形式列入标准。智能分布式馈线自动化系统解决方案，总结起来主要有子站级分布式FA、馈线级分布式FA、开关级分布式FA，开关级分布式FA又分为负荷开关模式和断路器模式。

为保证系统运行的安全性与可靠性，目前包含故障定位、隔离和供电恢复 (Fault Location, Isolation and Supply Restoration，FLISR) 的FA系统多通过变电站出口保护提供故障隔离启动信号；而在故障隔离完成后，则需人工或系统延时产生供电恢复启动信号。

传统的配电网自愈方法由于故障期间短路电流大，需要配电网继电保护动作，在停电后实现故障隔离与非故障区域恢复供电，用户必须经历短时停电过程。

超导材料在临界温度、临界磁密及临界电流密度下电阻率为零，而在正常条件下却有较高的电阻率，因而作为电网中的故障电流限制器有很好的应用前景。基于高温超导材料的短路电流限制器，已经在很多国家和地区的35/10kV电网拥有挂网运行经验，实现商业应用。通过利用短路电流限制设备产生故障隔离与供电恢复信号，具备技术实现条件。本发明利用超导的故障限流技术以及故障信息的获取技术，可以在配电网继电保护动作之前实现配电网的故障隔离与供电恢复，实现整个配电网不失电的情况下能够快速自愈。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于超导状态信息的配电网自愈系统及其方法，可以在配电网继电保护动作之前实现配电网的故障隔离与供电恢复，实现整个配电网不失电的情况下能够快速自愈功能。

为实现上述目的，本发明提供一种基于超导状态信息的配电网自愈方法，利用超导短路电流限制器 (Superconducting Fault Current Limiter, SFCL)为分布式馈线自动化系统FA提供动作信号，方法包括以下步骤：

步骤A：超导短路电流限制器SFCL根据各检测点的电流大小判别是否为故障点；当检测点的电流大于等于超导短路电流限制器SFCL的临界电流，则检测点判为故障点，则超导短路电流限制器SFCL向分布式馈线自动化系统FA发出故障定位信号与隔离信号；当检测点的电流小于超导短路电流限制器SFCL的临界电流，不进行任何步骤。

其中所述步骤A中，在故障发生后，超导短路电流限制器SFCL在200毫秒内失超，先于继电保护动作，降低短路电流，不影响原有操作规程；超导装置失超就触发发出故障定位信息与隔离信号，反应时间短，可靠性高。正常运行状态下，超导短路电流限制器SFCL处于超导状态，FA系统处于正常运行状态，配电网运行正常，采集各检测点的量测数据，根据检测点的电流大小判别是否需要隔离故障点。

所述步骤A中包括以下步骤：

步骤A1：超导短路电流限制器SFCL采集各检测点的量测数据，比较检测点的电流大小和超导短路电流限制器SFCL的临界电流大小；

步骤A2：当检测点的电流大于超导短路电流限制器SFCL的临界电流，则检测点判为故障点，超导短路电流限制器SFCL进入失超状态并向分布式馈线自动化系统FA发出故障定位信号与隔离信号；当检测点的电流小于等于超导短路电流限制器SFCL的临界电流，超导短路电流限制器SFCL为超导状态，FA系统处于正常运行状态，配电网运行正常，继续采集各检测点的量测数据。

其中所述步骤A1之前还包括：在正常运行情况下，分布式馈线自动化系统FA系统可采集实时量测数据并上传主站或数据中心。

步骤B：根据超导短路电流限制器SFCL发出故障定位信号与隔离信号，分布式馈线自动化系统FA对故障点进行定位并实施隔离；