故障后配网系统网络重构的研究

张龙

内蒙古电力（集团）有限责任公司巴彦淖尔电业局磴口供电分局

内蒙古磴口015200

摘要：基于城市化建设工作的不断开展，现代城市发展中配网系统优化问题逐渐引起了人们关注。而由于故障后配网系统网络重构是系统开发关键。因此，在配网系统设计规划期间，应着重考虑配网故障后恢复指标，然后，通过指标间的协调处理，将系统不同负荷下的网损降至最小，且在复杂多供电运行环境中，打造一个良好的配网运行空间。本文从网络重构恢复基本概念分析入手，并详细阐述了故障后配网系统网络重构的具体方法。

关键词：故障；配网系统；网络重构

前言：在现代社会可持续发展背景下，许多城市提出了可靠性供电要求。因而，为了更好的应对供电质量提出的新要求和挑战，应在当前配网故障恢复方案规划中，充分考虑配网调度的操作次数、负荷平衡、电压质量等问题。同时，实施配网自动化改造。然后，经过配网改造，达到故障探测、隔离、网络重构均在1min内完成的目标，且由此保证配网系统供电质量。以下就是对故障后配网系统恢复问题的详细阐述。

一、网络重构恢复基本概念

就当前的现状来看，配网系统由多个部分组成。如，某10kV配网系统在设计过程中，为了实现对系统故障的定位与保护，采取了辐射状网络运行结构。同时，网内由n个10kV供电子系统组成，且系统间以开关形式联络。此外，为了满足配网系统实际运行条件，该10kV配网在设计过程中，将内部所有与闭合开关连接的母线、干线作为供电系统子集，而供电子系统subn故障后，所对应的各个供电路径为供电恢复路径集，其中，该10kV配电系统拥有k个供电恢复路径。因而，当10kV配网系统故障发生时，为了更好的恢复网络重构，将利用配网恢复策略算法。即将整个配网故障子系统分为故障上游区、故障区、故障下游区3个组成部分[1]。然后，探测故障区实际故障情况。随之，进一步搜索电子系统中所有元件失电区，最终以故障线路为界，科学划分具体失电区，且利用开关，将故障线路两侧进行隔离，并通知技术人员对故障区域进行处理，达到网络重构恢复目的。

二、故障后配网系统网络重构方法

（一）指标优化

线损问题是配网系统自动化建设关键。据西方国家统计，其线损率大约在5%-8%。而我国线损率达到了9%以上。其中，配网线损占据较大部分。因而，在故障后配网系统网络重构时，也应寻求最佳的网损问题处理方案。首先，在故障后配网系统网络重构时，为了寻求网损最优指标，应构建线路模型Lij，同时，Lij的潮流方式是：i→Si→Rj+jXj→Sj→j，其中，Si和Sj分别表示i点和j点的流入、流出功率。因而，线路Lij的功率损耗可用公式：△Sij=S2j/U2j（Rj+Xj）进行表示，而网损最小指标用Dloopk=表示。因而，在故障后配网系统网络重构恢复路径选择时，可令Dloopk数值最小，而后，选择最优的系统指标。而在故障后配网系统网络重构中配网压降最优指标选择时，由于电压允许偏移数值在±5%左右。因而，可在网络重构时，以电力系统潮流计算，推导线路Lij电压压降表示公式是：Uloopk=[2]。因此，在配网压降最优指标选择时，可抓住配网压降指标Uloopk与供电恢复路径△DUloopk=成正比的特点，达到故障后配网系统网络重构最优指标选择目的。

（二）故障下游区恢复算法

在故障后配网系统网络重构作业开展过程中，为了保证供电质量，应注重采取故障下游区恢复算法。而在故障下游区恢复算法应用时，应从以下几个层面入手：

第一，在配网恢复路径Loopk准备期间，应注重设定故障线路K开关所流过的实时功功率为Sk。然后，计算Sk故障下游区失去负荷SLoss，同时，搜集所有元件的恢复路径，并将恢复路径集设定为{Loop1，……，Loopk}。随之，计算Loopk1-Loopk所对应的供电恢复路径最佳转移负荷，即Sloopk和最小网损Dloopk、Uloopk等等，并依照有小到大的顺序对计算结果进行排序，就此支撑配网恢复路径选择工作的开展[3]；

第二，基于故障下游区恢复算法准备工作完毕的基础上，应从中选择一条适宜的供电恢复路径Loopk。即首先，基于供电恢复路径已经进行最优排序的基础上，从供电恢复路径集中选择一条Loopki，由Loopki计算后所得出的Sloopi进行判断。即与SLoss进行对比分析。如若不成立，则需再选择一条供电恢复路径，直至所有条件满足需求。而若在对比分析中所有路径都不符合故障后配网系统网络重构条件，那么可转入到负荷策略，最终由此确定具体的供电恢复方法[4]；

第三，待故障下游区恢复路径选择后，需进入到策略的可行性评估环节。即通过对该策略的潮流计算。如，以“功率前推电压后代”方法，计算故障下游区各点的功率、电压。而若，其电压在±5%Un范围内，那么则表示策略通过了评估测试。除此之外，在故障后配网系统网络重构中的故障下游区恢复算法计算时，也应做好电压的下限处理工作。即从供电恢复路径中选择一个，按照判据进行优选，直至选择一个符合条件的策略。

（三）切负荷策略

在故障后配网系统网络重构期间，为了达到高效率供电目的，也应实施切负荷供电策略。即首先，在切负荷供电策略实施过程中，应参照局部服从整体的原则，剔除不重要的负荷，并对重要负荷进行VIP标识处理。然后，在失电区只有一条供电恢复路径的基础上，以Scut=SLoss-SLoopk的方式计算越线负荷。同时，寻求供电恢复路径下游开关，并按照由小到大的顺序，排列功率表，得到各个开关实时负荷，且最终遵从深度优先原则，查出所有电压低谷区，实现对该类区域的剔除处理，达到故障后配网系统网络重构目的。

（四）费用/效益分析

在配网系统操控过程中，故障后配网系统网络重构目的即是减少网络损耗，达到经济性运行目的。而为了打造良好的故障后配网系统网络重构环境，应在费用/效益分析过程中，以节约能量为指导思想，对故障后配网系统网络重构中各线路和变压器负荷进行均匀分配。同时，分析甩负荷的可能性，由此控制变压器和线路过载现象，保持电网安全性[5]。此外，在故障后配网系统网络重构期间，也应做好开关操作损耗、人工费用、电费损失等的分析工作。其中，人工费用的分析应考虑各项手工操作环节，且充分认识到开关操作对供电服务中断的影响，就此通过费用的控制，达到故障后配网系统经济性网络重构作业效果。除此之外，为了保证网络重构中配网安全性，也应深入分析变压器约束条件、电压限值、供电中断、电容器与继电保护间的配合等等，就此通过网络重构的控制与分析，达到最佳的故障后配网系统恢复效果。即费用/效益的分析有利于故障后配网系统网络重构工作的展开，因而，应提高对其的重视程度。

结论：综上可知，在配网系统操控过程中，故障后配网系统网络重构是操作关键。因此，在配电网实际建设与完善过程中，应提高对网络重构问题的重视。同时，在故障后配网系统网络重构实际操作中，遵从网络重构恢复原则，且从指标优化、故障下游恢复算法、切负荷策略、费用/效益分析等层面入手，合理化选择故障后配网系统网络重构路径，并通过网络重构策略的确定，进一步完善故障后配网系统运行空间，达到经济性、安全性、稳定性运行效果。

参考文献：

[1]于浩明，江亚群，黄纯等.基于定位有序树和模糊集评价的配电网故障恢复[J].电工电能新技术，2015，11（01）：75-80.

[2]秦昕，李修华，要航等.含有分布式电源配电网重构的研究现状及发展趋势[J].电气开关，2015，12（04）：74-78.

[3]游文霞，崔雷，李文武等.基于模拟退火粒子群算法的含DG配电网重构研究[J].三峡大学学报(自然科学版)，2013，12（03）：45-49.

[4]程金牛，童晓阳.基于整数规划的配电网重构算法[J].电气应用，2012，14（09）：81-85.

[5]郭运城，卢炜，李明等.配电网故障恢复研究现状及展望[J].电力与能源，2014，15（03）：321-324+328.