供电恢复

供电恢复（精选7篇）

供电恢复 篇1

本刊讯2015年4月2日15时50分, 一场罕见的龙卷风横扫了江西省丰城市湖塘乡、梅林镇、上塘镇和秀市镇四乡镇。经统计, 此次龙卷风共造成7条10 k V线路停电, 倒杆、断杆31基, 3个配电变压器台架倒塌, 234台公用变压器停电, 横担、拉线、绝缘子、避雷器大量损毁, 2万余户居民用电受到影响。

“灾情就是命令!”受灾乡镇的供电所在第一时间内将灾情向国网丰城市供电公司领导进行了汇报。公司领导立即制定抢修方案, 组织运维检修部人员赶往现场了解受灾情况, 并指挥灾后抢修复电工作。

4月2日, 湖塘供电所为准确掌握每一档线路、每一基电杆、每一个台区的受损情况, 全体人员都加班加点, 将故障情况汇总分析, 做好抢修方案及物资清单。

经过三个昼夜的抢修, 4月4日11时, 随着受损的最后一台配电变压器的送电成功, 此次龙卷风灾害中受影响的234台公用变压器全部恢复正常运行, 2万余户居民恢复正常用电。

供电恢复 篇2

《煤矿安全规程》第121条规定：主要通风机必须保证连续运转。但在实际工作中，常因检修、停电或其它原因造成主扇停止运转。由于主要通风机一旦停止运转，就会造成全矿井停风，继而造成瓦斯等有害气体浓度超限；另一方面，主要通风机停风片瓦造成瓦斯积聚，如不采取正确的瓦斯排放措施，不按规定程序盲目供电，也会酿发瓦斯事故。因此，必须加强对主要通风机停风与恢复通风供电的安全管理。为此，特制定本安全技术措施。

一、主要通风机计划停风的安全技术措施要求

1、主要通风机计划停风是指主要通风机检修、线路改造或其它原因而进行有计划的停风。

2、主要通风机需计划停风时，必须制定“主要通风机停风申请书”，报矿机电、通风、安全、生产部门审核，并报矿总工程师审批。

3、“主要通风机停风申请书”必须载明停风时间、受停风影响的区域、受停风影响的停电区域、撤人范围、现场负责人及停风安全措施等内容。

4、经总工程师批准的“主要通风机停风申请书”应发至调度、生产、通风、机电、安全等部门，各部门应提前做好停风前的撤人、停电和恢复通风后的瓦斯排放措施等准备工作。

5、机电部门负责人必须现场指挥，必须按审批时间进行停风作业，只有在确认受停风影响区域的人员已全部安全撤离、电源已全部切断的情况下方可下达停风命令。

6、停风后，主要通风机司机应立即打开防爆风门，形成自然通风系统。

二、主要通风机无计划停风时的安全技术措施要求

1、主要通风机无计划停风是指事前无计划，因突然停电、主扇故障或其它原因而造成主要通风机停止运转。

2、因停电等原因造成主要通风机停风时，主扇应立即按程序启动备用风机。

3、备用风机同样不能启动时，司机应立即打开防爆门，形成自然通风，并立即向矿调度室报告。

4、调度室接报告后，应立即通知切断停风区域的电源，并下达撤人命令。

5、井下瓦斯检查员、全体作业人员发现主要通风机停风（井下无风流流动）时，应立即要求现场停止作业，并将人员撤至安全地点。及时向矿调度室报告。

6、对受主要通风机停风影响的局部通风机，应将掘进工作面人员全部撤出，停止局部通风机运行，并在掘进工作面入口位置设置栅栏，揭示警标，禁止人员进入。

三、停风后，恢复通风与供电的安全技术措施要求

1、计划停风时，检修等工作结束后，应进行全面检查，确认无误后，应进行试车运转，试车正常后再恢复主要通风机运转，司机立即关闭防爆门，恢复井下通风。

2、因停电等故障造成无计划停风时，在故障排除后，应立即按风机启动程序恢复主要通风机运转，关闭防爆门，恢复井下供风。

3、全矿井通风系统恢复后，瓦斯检查员应对停风区域内的风流情况、瓦斯浓度进行全面检查，只有在风流稳定正常，且瓦斯浓度符合以下规定时，方可通知恢复供电：

⑴中央变电所、采区变电所、局部通风机附近10米范围内瓦斯浓度在0.5%以下；

⑵采掘工作面电气设备附近20米范围内瓦斯浓度在1%以下。

4、主要通风机恢复通风后，对瓦斯浓度超过1%的独头巷道（掘进工作面），应制定瓦斯排放措施，严格按措施进行瓦斯排放：

⑴停风区内瓦斯浓度超过1%，但未达到3%时，由通风部门制定排放措施，组织排放。

⑶停风区内瓦斯达到3%时，由通风部门制定排放措施，报总工程师审批后实施。

⑶瓦斯排放结束后，经检查停风区内瓦斯在1%以下，且风流稳定后，方可恢复供电。

供电恢复 篇3

关键词：分布式电源；配电网；多目标供电恢复

引言：现代社会的配电网是和人们的生活息息相关，在其出现了故障的时候需要急迫的去进行供电的恢复，那么如何快速的去定位也将会是一件较为难办的事情，也是电力行业所面临的一项迫切的大事情。配电网对于供电的恢复是起着不可磨灭的重要作用，但是在隔离非故障区域是较为困难的事，对于一个线路段、多目标、多约束的进行线性的规划，也能最大限度的满足群众的需求，对于建立了含分布式的电源配电网洛供电恢复的目标函数等基本的限制条件，还需要在出现了故障之后提出一些恢复的策略，才能保证配电网的恢复。

1.含分布式电源配电网的概述

电力系统包括了发电、输电、配电和用电等环节，配电系统是直接面向电力用户的最后一个环节，在电力系统中起到分配电能作用的就是配电网，它和用户直接相连，用户在安全、优质、经济等方面的要求都将通过它来体现。含分布式电源的定义基本都是指分布在配电网或者是负荷附近的经济、高效、比较可靠的发电设施，其中就含有小的内燃机、燃料电池、可再生能源的太阳能光伏发电和风力发电等。主要的使用领域就是在几个方面，一个是备用电力、另外是单独供电，还有就是热电联产等，这些方式都大大的提高了电力系统运行的效率，也为其节省了一定的经济花费，在操作上，存在着更为广泛的灵活性，是对操作进行独立的布置，能够在短时间内极为灵活的变动；对于电力的供应也会更加可靠，在发生了重大事故之后，能够为系统提供更多的电力，还可以对特殊的地方，如医院、学校、政府等进行孤岛供电，这些都是为了能够保证人们生活更加平稳的运行。

2.含DG的配电网故障供电恢复流程

不仅仅是为了在供电的过程中能更好的为群众服务和提供稳定的供电环境，也是为了在大环境下对于电力的环保的一种探索，分布式发电技术的不断进步和越来越广泛的使用，也逐渐的被大家所认知，在其优势上有着原有的方式无法比拟的优点，这也就是为什么受到越来越多的人关注。真是因为它的引入，也就导致了新的问题的出现，对于大面积的断电恢复不能采用过去的办法，而是利用孤岛效应，达到自己想要的结果，维持重要的符合供电，保证最大限度的对其实现供电的策略。

2.1DG配电网的孤岛划分

当含有DG的配电网发生了故障之后，就要对故障进行隔离，这样配电网自动的形成了一种孤岛的效应，但是这种孤岛效应是不稳定的，因为其会降低供电系统的安全性，在一定程度上没有正常状态下可靠，在发生了重大的事故后，DG一般也不会起到很好的作用，直接退出。前面已经提到，如果能够将DG附近的电网进行控制，这样才保证供电系统安全的前提下，形成孤岛划分，这样本质上是可行的。只要有含有DG的系统出现了故障引起的跳闸，一部分的DG配电网和主系统进行了分离，分离的配电网就会形成孤岛，就是包含DG和负荷的孤立的有源配电网。但是孤岛的划分还是需要遵循一定的规律的，不是想在任何配电网中划分就可以。首先需要考虑的是功率要平衡，这是很重要的一方面，需要让孤岛内的负荷相互匹配，在保证稳定的前提下进行发电的能力。解列点要少，越少的解列点才能够进行孤岛操作：等级负荷，这主要分为三级，第一级要求的供电可靠性最少，因为发生故障将会是最严重的，二是要求能够连续的供电，最后一级保证正常的供电即可。

2.2DG配電网的恢复策略

配电网的供电恢复是指在故障定位和隔离的基础上如何恢复对无故障停电区域的供电，主要是为了能够及时的对恢复的过程中进行决策，在操作的条件的允许下，能够尽可能多的进行重构电网，并将其对断电区域进行恢复，具体的恢复策略可以总结如下，首先是策略恢复是实时的，不能超过了时间段，因为断电情况下，最好的办法是在最短的时间内进行供电恢复，这样既能减少群众的反感程度，也能进—步的提高供电可靠性。其次是尽可能多地恢复停电的负荷。同时，不同等级的负荷分别考虑，重要的负荷应优先恢复供电。对于的开关操作的次数不能过多，防止出现了对于正常运行的影响，因为其寿命是有限度的，在交通不便的农村是需要花费很多时间去进行操作的。最后，恢复网络的结构变动应尽量少，应尽量操作离停电区域近的开关。

结语：目前我国的配电网则是在国家电力公司的发展之后进行的一定配电，是需要不断的提高的，现在的配电网也开始走自动化的道路，在电能数据的采集上、电网设备保护上、数据远程的输送等都是为了电力能够在合理的范围内输送，从而保证不会因为电荷的原因出现事故，但是随着现在的电网不断的发展，其结构也是越来越复杂，电力系统经常发生故障，所以要切断电源进行故障的修理，那么关于DG的配电网故障的供电恢复是一个极为复杂的过程，是需要不断的去努力改进的。

供电恢复 篇4

随着社会经济的快速发展,信息化、现代化程度越来越高,人们对电力的依赖程度也越来越大。突然的断电不仅扰乱了人们正常的生活秩序,还有可能造成重大的经济损失或人身伤亡。然而,电力故障具有突发性,不以人们的意志为转移,即使电网设施再先进,意外的断电也在所难免。因此对城市电网而言,如何在应急过程中优先确保重要用户的供电安全是摆在城市电网规划设计和运行人员面前的一个富有挑战性的难题。

目前,城市供电系统的安全对策一般是采用环网接线,为城市电力提供可靠的电源,对重要用户采用多路进线的供电方式,并设计合理的网络接线方式,以便倒供。但从工业、民用建筑的使用情况来看,仅仅靠公用电网还远远不够,必须具备应急供电系统,以便在事故发生的情况下确保提供重要用户所需的应急电力,以有效降低断电造成的损失,为人们的生产和生活安全提供保障。文献[1] 和[2] 就严格规定:“一级负荷应有两个电源供电,当一个电源发生故障时,另一个电源应不致同时受到损坏。一级负荷中,除上述两个特别重要的电源外,还必须增设应急电源(Emergency Power Supply ,EPS)。同时,供电公司也应配置移动发电车,随时准备为重要用户提供保证供电的服务”。因此,应急电源也被称为“城市生命线系统”的重要组成部分。

目前,应急电源已被广泛应用于建筑电气、特殊应急供电等各个领域,包括医院、通信、广播电视、油田、矿山、野外勘探、考场、重大比赛和会议现场等,而且发挥的作用越来越大。但目前应急电源(指移动发电车)的造价还比较昂贵,我国城市各分区供电所应急电源的配置数量也较少。因此,在这种情况下,综合考虑新增应急电源的投资费用、重要用户的停电损失费用以及应急电源的运行和维护费用,为城市供电企业提供一个最优应急电源配置方案和采用不同应急电源恢复重要用户供电的方案具有非常重要的现实意义,能够增强城市电网的供电应急处理能力。

本文从四种恢复重要用户供电的手段,即网络倒供、分布式电源、移动发电车以及电压暂降与短时中断保护装置入手,分析了应急电源的种类、特点及其作用,指出了移动发电车在恢复重要用户供电方面的优势;然后分析对比了四种恢复重要用户供电的手段,提出了危机状态下恢复重要用户供电的流程;最后从各分区供电所应急电源的容量配置现状和重要用户的应急电源需求情况出发,充分考虑供电可靠性和供电企业经济性之间的关系,在一定的约束条件(时间约束、容量约束等)下,提出了以总费用最小为目标的应急电源优化配置方案,并以实际算例验证了所提模型的有效性。

应急电源及其种类

应急电源是为消防应急照明、消防设施、消防控制中心或其他一级负荷、特别重要负荷供电的应急电源装置。一般情况下是作为消防或生产在紧急情况下使用的电源,在电网突然发生中断时仍然能保持正常供电。例如在高层建筑、商场、医院、地下防空工程等人多、出口少、自然光源有限的地方,一旦出现火灾或电网受到破坏,当光源消失一片漆黑时,由于人多出口少,带来的后果将不堪设想。同时消防队会因为缺少电源供应而无法施展救助工作,更加重了灾害的程度。因此,应急电源对现代社会的安全将发挥越来越重要的作用。常用的应急电源有以下几种:

(1)电网中有效地独立于正常电源的专门供电线路,即电网供电时采用两路独立的电源,若主供电线路停电,则由备用线路供电,采用这种方式虽然简单、可靠,但供电线路复杂。当发生大面积停电事故时,两路电源均可能发生停电事故。供电线路的容量一般为几兆瓦到几十兆瓦。

(2)不间断电源(Uninterrupted Power Supply,UPS),可使负载“万无一失”,但UPS造价昂贵,特别是在线式UPS。UPS广泛应用于信息类负荷,不适合应急、事故照明等场合。小型UPS的容量一般为几千伏安,少量大型UPS的容量最高可达500k VA。

(3)分布式电源。分布式电源指的是在用户现场或靠近用电现场配置的较小的发电机组(容量一般小于8MW),以满足特定用户的需要,支持现存配电网的经济运行,或者同时满足这两个方面的要求。这些小机组包括燃料电池、小型燃气轮机或燃气轮机与燃料电池的混合装置。由于它们靠近用户,提高了服务的可靠性和电力质量。

(4)独立于正常电源的发电机组,如移动发电车。其主要作用是:1给某些没有第二路供电的场合或用户提供一个临时的、应急的第二路供电;2对某些突发性断电事故提供一个紧急的应急供电措施;3对电网改造与检修中某些用户不能停电的设备提供一种应急供电服务;4对电网范围之外的场合提供临时供电服务。移动发电车相当于变电站,可向一定范围内的部分用户供电,同时具有很强的机动性和环境适应性,可对灾难性事故即时响应。用作区域性支援时,移动发电车能以80 ~ 100km的时速赶赴事故现场,及时保证电力供给,能有效避免或降低事故所造成的影响,因而适合应急使用。移动发电车的容量一般为10~2500k VA,持续运行时间1~2.5 小时,有的可高达48 小时。

由于发电车都是依靠柴油机启动,当需要发电车供电而启动时,往往会存在一个几分钟的过程。国外发达国家生产的移动发电车本身带有一个附属设备,它的转换时间为零秒,能达到零秒启动的效果,即由这种发电车保障的线路一旦出现状况会自动转换,不会出现停电的情况。目前国内最先进的移动发电车是飞轮磁悬浮储能不间断发电车,它依靠飞速旋转的储轮,将电力储存起来,可以即刻恢复供电。

(5)电压暂降与短时中断保护装置。在数字化时代的今天,大量敏感负荷(如DCS、PLC、接触器、继电器、传感器、变频器等)在工业现场应用。这些敏感负荷对电压暂降、短时中断等电能质量的扰动非常敏感,当电网出现电压暂降或短时中断的问题时,就会造成敏感负荷的停机,从而引起连续性生产企业的非计划停运,给企业带来极大的经济损失和安全事故。所以,电压暂降与短时中断保护装置(见图1)对于需要不间断运行的敏感负荷来说意义重大,能够提供大电网所不能提供的高供电可靠性,为用户避免损失。

不同应急电源恢复供电的方案

确保重要用户安全供电的方案很多,从电网的自身结构上,对重要用户可以采用多路进线的方式进行供电,并设计合理的网络接线方式,以便倒供。从重要用户自身的角度出发,可以增设自备电源,在必要时具备紧急启动的能力[3]。从供电公司的角度出发,可以配置移动发电车,随时准备为重要用户提供保证供电的服务。因此,本文综合考虑四种恢复重要用户供电的手段:网络倒供、分布式电源、移动发电车以及电压暂降与短时中断保护装置,其优缺点对比情况见表1。

网络倒供恢复供电速度快,可以用秒计量,而且可以恢复大面积用户供电。但是当设备故障时,网络倒供也无法恢复某些重要用户的供电,而且设备的修复时间比较长。

在这种情况下,可以考虑采用分布式电源,一是因为分布式电源直接建在终端用户的附近,恢复用户更加方便;二是因为分布式电源可以大大提高网络的供电可靠性;三是因为目前大量分布式电源纷纷接入电网,成为一股越来越重要的资源。但分布式电源也有自身的缺点,例如不接受统一调度,受地理位置限制只能恢复其附近用户的供电。

因此,在恢复重要用户供电方面,移动发电车比分布式电源更有优越性。移动发电车有很强的机动性和环境适应性,不受地理位置和环境的影响,可对灾难性事故即时响应。但是,移动发电车也有自身的缺点,由于容量和电压限制,移动发电车一般只能出救中、低压用户,对高压用户只能通过分布式电源或网络恢复。

电压暂降与短时中断保护装置,恢复时间极快,容量配置灵活,特别适用于现有的配电网不满足供电可靠性的连续性生产企业,是敏感负荷不间断运行的强有力的保护设备。但限于储能设备的容量问题,保护时间不能无限延长。

综上所述,结合以上四种手段的优缺点,制定恢复重要用户供电的流程(见图2)。

(1)首先,电压暂降与短时中断保护装置作为敏感负荷的保护装置,可根据用户实际需求在用户侧单独配置,在电压暂降和短时中断期间,为敏感负载提供短时间的电压供给,故不在图2 中标识。

(2)当停电事故发生时,先采用网络倒供恢复重要用户供电。为了有效地减少大面积停电事件发生所造成的损失,要开展大面积停电恢复控制研究,综合考虑用户的重要程度和分布、网络的连接情况以及停电恢复时间等因素,确定不同情况下恢复重要用户供电的优先顺序,制定不同情况下恢复重要用户供电的方案,并编制城市恢复重要用户供电的预案。根据城区电力系统突发事件应急预案编制原则,突发事件应急预案要体现安全第一、以人为本、全力抢修、保主保重、有保有限的原则[4,5,6,7]。

(3)如果网络不能恢复某些重要用户的供电,要充分考虑现有分布式电源的分布、可调容量大小、响应时间等来出救其附近的重要用户。

(4)分布式电源不能出救的重要用户由应急电源恢复供电,即确定出救的分区供电所与重要用户、出救容量和应急电源的行车路线。当停电用户需要的应急电源容量大于现有应急电源的总容量时,只能出救部分停电的重要用户;否则,可以出救全部停电的重要用户。其目标函数如下:

1)出救部分重要用户时: 仍然存在重要用户的停电损失,因此决定出救与否的依据就是重要用户的停电损失,目标函数是重要用户的停电损失最小。

2)出救全部重要用户时: 重要用户的停电损失为零,因此时间的紧迫性自然成为应急电源出救问题的最显著特点。当大面积停电发生时,人们总是期望应急电源能够尽快从分散的分区供电所运送到应急地点,因此目标函数是应急电源到重要用户的时间和最小。

应急电源的优化配置方案

问题描述

为满足重要用户的用电可靠性要求,减少重要用户的停电损失,提高网络的供电可靠性和应急能力,必须考虑电网规划改造的投资与应急电源配置投资之间的平衡问题,即供电企业应考虑配置应急电源,某些重要用户在供电可靠性和供电企业的应急电源均不能满足要求时还应考虑配置自备电源。

城市重要用户应急电源的优化配置,应充分考虑现有分布式电源的分布情况,从各分区供电所应急电源的容量配置现状和重要用户的应急电源需求情况出发,建立在当前网络条件下使总费用(包括新增应急电源的投资费用,用户的停电损失和应急电源的运行和维护费用)最小的应急电源的优化配置模型,即按照目前已生产的移动发电车的容量级别,确定每个分区供电所应配置的移动发电车的台数和容量。从应急电源成本与供电可靠性分析(见图3)可以看出,系统的可靠性越高,应急电源的投资费用也就越高,用户的停电损失也就越小,因此总能找到一个最优点,使两者的费用之和最小[8,9]。

目标函数

目标函数为总费用最小。总费用=供电企业新增应急电源设备的投资费用+供电企业应急电源设备运行和维护费用+用户停电损失费用。

用户停电损失一般分为直接停电损失和间接停电损失。前者是指实际发生停电时及以后一段时间内承担的损失,后者是指用户为减少停电影响,调整其活动而支付的额外费用,或采用备用能源而承担的费用。直接停电损失通常是由未曾预期到的停电的短期效应决定的;而间接停电损失则是预期将发生停电的更长期考虑所产生的。用户的停电损失主要受用户类别、停电的发生时间、停电频率和停电持续时间等因素影响[10,11,12]。此外,突然或没有准备的停电所造成的后果比计划停电或得到预先通知的停电对用户造成的后果要严重得多。

优化原则和边界条件

(1)优化原则:1先考虑现有应急电源容量,并先用现有容量;2移动发电车越早到达,对于重要用户越有利。

(2)用户方面:1要明确重要用户的分布及位置,每个用户接入电网的电压等级及所连接的网络节点的可靠性指标、用户供电质量要求和可靠性要求。同时要明确每个重要用户的应急电源需求容量、应急电源可持续运行时间、最大允许停电容量、最大允许停电时间、备用电源的容量和可持续运行时间以及备用电源的投切时间等。2要根据重要用户的性质划分其优先级(或重要等级),具体分几个优先级,要进行实地调研和分析。一般必须力保(或出救)的重要用户(如医院)为第一优先级。

(3)供电企业(网络)方面:

1)明确所有分区供电所的位置、分布情况、分区应急范围、现有应急电源的容量、应急电源的可持续运行时间和每个分区供电所到每个重要用户所走的可能路线及其路程长度,并在此基础上进行基于GIS的最短线路分析。

2)分区供电所对应急电源的要求是:1由10k V电缆(多胶软芯)将配电车组成单电源或双电源的环网供电系统;2牵引车具备指挥车功能,配备必要的工具、仪表、备件等;3配电车可满足500 ~2500k VA的负荷要求,也就是说一台移动发电车可以通过拉线同时为几个重要用户应急,几台移动发电车也可以连接起来同时为几个重要用户应急。

(4)其他方面:包括分布式电源的分布、可调容量大小、响应时间等。

算例分析

某市有4 个分区供电所,应急电源配置现状见表2,其中市西区供电所和市东区供电所没有配置应急电源。20 个10k V重要用户包含医院、市府、党政机关等,总自备电源容量为3590k W,对应急电源的总需求容量为9884k W。

假设所有移动发电车的使用寿命为20年,平均每年出救1次,平均每次的停电恢复时间为1 小时,移动发电车单位容量的投资费用为2200 元/k W,移动发电车的运维率为0.4。应用优化配置模型,得到应急电源优化配置结果如下:

(1) 应急电源优化配置前, 某市应急电源总容量为960k W,占应急电源总需求容量的9.71%。在移动发电车的寿命周期内,最小总费用为2223.5 万元(其中,用户停电损失费用为2139 万元,移动发电车的运行和维护费用为84.5 万元),只能恢复市政府、市立医院和某通信公司3 个重要用户。

(2)应急电源优化配置后,应急电源的总容量为2129 k W(其中新增容量1169k W),占应急电源总需求容量的21.5%。在移动发电车的寿命周期内,最小总费用为1669.8 万元(其中,新增应急电源的投资费用为257.2万元,用户停电损失费用为1225.2万元,移动发电车的运行和维护费用为187.4 万元)。力保的重要用户增至7 个,包括体育中心、市立医院、市政府、中心医院、大酒店、国际新闻中心和某部队后勤部。

综上所述,医院、市政府、党政机关等特别重要的用户都在力保的范围之内,因此优化配置结果比较合理;其次力保的重要用户由3 个增至7 个,用户停电损失明显减少,应急响应能力明显提高;再次虽然应急电源的投资费用增加257.2 万元,但移动发电车寿命周期内的总费用降低了42.7%,由2139 万元降至1225.2 万元。

结语

供电恢复 篇5

配网供电恢复是在配网发生故障后，满足节点电压和支路电流等约束条件下，通过网络重构尽可能多地对非故障区的失电负荷迅速恢复供电，同时兼顾故障恢复后配网运行的经济性和可靠性。因此，配网供电恢复是一个考虑多约束条件的多目标组合优化问题。

目前在供电恢复目标函数制定和求解方面已有诸多研究成果，主要分为如下3类。

a.数学优化法。该类方法适用于处理系统规模不大、复杂性不高的供电恢复问题，具有完整的数学理论基础，并得到了广泛的应用，主要有分支界定法[1]、整数规划法[2,3]、混合整数法[4,5]等。

b.启发式搜索法。该类方法是配网故障恢复常用的方法，大多是基于开关操作。在搜索的过程中依据问题本身特性，加入一些具有启发性的信息，确定启发性信息的方向，使之朝着最优解的方向优化。主要有基于树结构的搜索法[6,7]、基于一阶负荷矩法[8]和分级搜索法[9]等。

c.人工智能法。该类方法在解决特定供电恢复问题方面体现出较好的效果，因此多种供电恢复策略常常借助于该类方法，目前主要有粒子群算法[10]、专家系统[11]、遗传算法[12,13]、启发式算法[14]、蚁群算法[15]等。

上述方法的优点是能够将供电恢复精确地表示成约束条件和目标函数的形式，但是由于供电恢复问题是一个多目标优化的复杂问题，各子目标之间既相互联系又相互矛盾，因此整体目标函数难以描述，同时在权重设置方面，也常常依赖主观经验性知识，因此求解过程往往非常复杂。

针对上述问题，本文提出一种基于加权理想点法的配网故障供电恢复策略。首先，以网损、电压质量、负荷均衡作为重构目标，确定综合评价函数，并利用粗糙集RS(Rough Set)理论确定各子目标函数的权系数，然后采用加权理想点法获取综合评价函数的最优解。验证结果表明该方法通过多目标函数代替单目标函数求最优解，考虑因素更为全面，且更符合实际配网供电恢复的要求，同时克服了传统权重设置依赖先前经验带来的不确定性问题，计算速度快，易于工程实现。

1 约束条件和目标函数

在对配网故障进行准确定位和隔离后，故障区下游将出现失电负荷。首先，为保证对失电负荷恢复供电，虚拟闭合原网络中所有可恢复供电的联络开关，需要注意的是，该操作有可能使分支路径互联形成环路(2个不同源点之间的路径也可等效为1个环路)。在此基础上，将环路中所有可开断的支路构成虚拟开断集。然后，考虑到配网辐射型约束，对虚拟开断集的各个开关进行虚拟开断，并对开断后的网络进行潮流计算，以判断每种虚拟开断是否满足节点电压约束和支路电流约束。在满足上述约束条件下，计算网损、电压质量以及负荷均衡等多目标函数的最优解，进而确定最优开断方案。

1.1 节点电压和支路电流约束

配网节点电压幅值约束如下：

其中，Uimax和Uimin分别为节点i电压有效值的上限和下限。

为满足配网线路的热稳定性约束，根据网络中各支路允许通过的最大电流定义支路电流约束矩阵Imax:

其中，Ii,jmax为支路i-j允许通过的最大电流。若节点i和j之间不存在联络支路，Ii,jmax=0;同时，节点i自身联络支路的最大电流Ii,jmax=0。

设配网支路电流约束为：

其中，Ii,j为支路i-j的电流。

1.2 网损函数

配网网损的目标函数为：

其中，m为支路数;Pi,j和Qi,j为支路i-j的有功和无功功率;ri,j为支路i-j的电阻;ki,j为支路i-j的状态变量，0表示打开，1表示闭合。网损函数C1越小，表明网络结构越节能，电能有效利用率越高，经济性越好。

1.3 电压质量函数

电压质量的目标函数为：

其中，Ui和Ue分别为转供路径上节点i电压的实际测量值向量和额定值向量。电压质量函数C2越小，表明实际运行时，各节点的电压越接近额定电压，电压质量越好。

1.4 负荷均衡函数

负荷均衡是指配网负荷分布与各线路供电相匹配的能力，其作用主要是提高线路的运行效率与配网的供电能力，同时，可降低网络损耗以及过负荷风险。以负荷均衡分布为优化目标的函数C3可以表示为：

其中，Pi,jmax为支路i-j的最大有功功率。负载率均衡目标函数C3越小，表示线路的负载率越均衡，设备的有效利用率越高，系统整体供电能力越强。

2 基于加权理想点法的配网供电恢复策略

首先，确定综合评价函数，并利用粗糙集理论确定各子目标函数的权系数，然后基于理想点法获取综合评价函数的最优解。

2.1 粗糙集理论相关知识

粗糙集理论在电力系统中应用广泛[16,17,18,19,20]，它是一种处理模糊和不确定知识的数学工具，可以处理定性、定量因素。其特点是不需要提供问题所需处理的数据集合以外的任何先验信息，直接对数据进行分析和推理，客观地提取数据间的相互依赖关系。本文采用粗糙集理论求取目标函数的权重系数，把权重问题转化为粗糙集中属性重要性评价问题，利用粗糙集理论中的依赖度和属性重要性评价方法，计算目标函数的权重。该方法克服了传统权重设置依赖先前经验带来的不确定性问题，更加贴近电网实际情况。

a.基本概念。

知识表达系统S=(U,A,V,f)，其中U为对象的非空有限集合，称为论域;A为属性的非空有限集合;V是属性A的值域;f:U×A V是一个信息函数，“×”表示运算关系，该运算为每个对象的每个属性赋予一个信息值。知识表达系统数据以关系的形式表达，当A=C∪D、C∩D=时，C称为条件属性集，D称为决策属性集，把具有条件属性和决策属性的知识表达系统称为决策表，它是一类特殊且重要的知识表达系统。

粗糙集理论基础是分类机制，它将分类理解为等价关系(亦称知识)，并用这些等价关系对特定空间进行划分[16]。假设R为论域U上的一个等价关系，R将论域U划分成互不相交的子集Ei，记为U/R={E1,E2，…，Ek}，其中“/”表示划分关系，Ei和空集称为基本集。对，若子集X不能用基本集的并集准确表示，则称X为粗糙集。

定义X的上、下近似集为：

其中，上近似集R-(X)表示在知识R下可能属于X的元素组成的集合;下近似集R-(X)表示在知识R下肯定属于X的元素组成的集合;[x]R表示按等价关系R划分的包含x的等价类，。

设知识P和知识Q均为论域U的等价关系，定义P的Q正域为posQ(P):

其中，Q-(X)表示在知识Q下属于粗糙集X的元素组成的集合;posQ(P)表示论域U中所有通过知识Q可以准确划分到U/P的元素集合。

b.知识依赖度。

为说明知识P与知识Q之间的依赖关系，定义知识P对知识Q的依赖度为γQ(P):

其中，card(·)表示集合基数。

显然，0≤γQ(P)≤1，依赖度越接近于1，表明知识P对知识Q的依赖程度越高。

c.属性重要度。

在决策表中，条件属性Ci对决策属性集D的重要性并非同等重要。删除属性Ci后，定义决策属性集D对条件属性C-Ci对的依赖度为：

由式(9)和(10)得，属性Ci对决策属性集D重要度为：

重要度φ(Ci)值越大，属性Ci在条件属性集C中的重要性越高。

2.2 供电恢复策略综合评价函数及权重计算

2.2.1 建立综合评价函数

在供电恢复策略中，设评价对象有p个目标函数，定义G=[g1(x),g2(x)，…，gp(x)]为评价函数向量，g1(x)、g2(x)、…、gp(x)均为子目标函数。评价函数的权重向量为W=[w1,w2，…，wp]，它们均满足归一性和非负性条件：

建立综合评价函数Y为：

2.2.2 目标函数权重系数计算

为计算子目标函数权重，先建立关系数据模型：将子目标函数作为条件属性，形成条件属性集C={C1,C2，…，Cp};将约束条件作为决策属性，形成决策属性集D={D1,D2，…，Dq}。设有k个评价对象，则第t个对象中子目标函数Ci(i=1,2，…，p)的信息值为Cti，约束条件Dj(j=1,2，…，q)的信息值为Dtj，将子目标函数和约束条件的信息值视为一条信息，显然ut={Ct1,Ct2，…，Ctp,Dt1,Dt2，…，Dtq}。那么，构成论域U={u1,u2，…，ut，…，uk}，由ut构成的信息表就是评价对象的关系数据模型，如表1所示。

子目标权重系数计算步骤如下。

a.计算决策属性集D对条件属性集C的依赖度γC(D)。

b.计算决策属性集D对条件属性C-Ci的依赖度γC-Ci(D)。

c.计算属性Ci的重要度φ(Ci)。

d.计算子目标函数i的权重系数：

2.3 综合评价函数的最优解计算

评价指标一般可以分为收益型指标和损失型指标：当收益型指标越大时，评价结果越有利;当损失型指标越大时，评价结果越不利。基于此，理想点和反理想点[21]可定义如下。

当指标为收益型指标时，有：

当指标为损失型指标时，有：

其中，hj(+)、hj(-)分别为对象H的第j个指标的理想点向量和反理想点向量;fj(x)为该指标的真实值;j=1,2，…，p。

加权理想点评价函数即为指标到理想点和反理想点的距离，如式(17)所示。

指标的解离理想点越近，离反理想点越远，解越优。根据式(17)，定义向量fj中元素fji(i=1,2，…，k)的正评价函数和反评价函数为：

将式(14)和式(18)代入式(13)，可得加权理想点评价函数为：

进而，采用欧氏距离定义评价函数到正理想点和反理想点的距离：

综合考虑式(20)中正理想点距离和反理想点距离，定义加权理想点贴近度的计算公式为：

其中，贴近度Ti越大，代表距离正理想点越近，距离反理想点越远，多目标函数的解就越合理，取贴近度最大值为综合评价函数的最优解。

3 仿真验证

3.1 仿真模型和潮流计算

a.采用PSCAD/EMTDC仿真软件搭建IEEE 33节点系统模型进行仿真分析，电气接线图如图1所示。设支路8-9和支路13-14同时发生故障，故障定位系统能快速识别故障并跳开相应的隔离开关。此时造成故障区下游负荷失电，定义失电负荷集合为：

失电负荷确定后，联络开关BRK11-21、BRK8-14、BRK17-32自动闭合，对失电负荷进行供电恢复。

b.根据尽可能多地恢复供电的原则，对于失电集合K1中的负荷，当满足支路电流约束时，通过闭合开关BRK11-21可以对失电负荷快速完全恢复供电;当不满足支路电流约束时，需要根据该条供电路径上所有负荷的重要程度，切除一部分较为不重要的负荷。对于失电集合K2中的负荷，闭合两开关BRK8-14、BRK17-32后，均可恢复供电，但此时形成了环路：

c.为了保持配网的辐射型结构，对虚拟开断集中的各个开关进行虚拟开断，并对开断后的网络进行潮流计算。然后，判断每种虚拟开断是否满足节点电压约束D1和支路电流约束D2，同时计算网损函数C1、电压质量函数C2和负荷均衡函数C3的值，结果如表2所示。

3.2 权重系数

决策表中，决策属性集和条件属性集分别为D={D1,D2}，C={C1,C2,C3}。

a.决策属性集D对条件属性集C的依赖度。

由表2可知，决策属性集D对论域U的划分：U/D={Y1,Y2,Y3,Y4}，其中Y1={1,15,16}，Y2={2,3,12,13,14}，Y3={4}，Y4={5,6,7,8,9,10,11};条件属性集C对论域U的划分：U/C={X1,X2,X3,X4,X5,X6,X7,X8,X9,X10,X11,X12}，其中X1={1}，X2={2,12}，X3={3}，X4={4}，X5={5}，X6={6,10,11}，X7={7}，X8={8}，X9={9}，X10={13}，X11={14,15}，X12={16}。以子集Y1为例，它表示既不满足节点电压约束，也不满足支路电流约束的方案集合。

注：在节点电压约束和支路电流约束中，“0”表示不满足约束条件，“1”表示满足约束条件。

决策属性集D的条件属性集C正域posC(D)为：

根据式(9)，决策表中决策属性集D对条件属性集C的依赖度：

b.决策属性集D对条件属性C-Ci的依赖度。

以网损为例，条件属性集C-C1对论域U的划分为：U/C-C1={X1,X2,X3,X4,X5,X6,X7,X8,X9,X10,X11}，其中X1={1}，X2={2,12}，X3={3}，X4={4,5}，X5=

依据式(10)，决策属性集D对删除网损后的条件属性集C-C1的依赖度：

同理，可求得与电压质量和负荷均衡相应的依赖度分别为0.7500和0.8125。

c.条件属性Ci的重要度。

依据式(11)，网损、电压质量和负荷均衡的重要度分别为：

d.子目标函数的权重系数。

根据式(14)，计算网损、电压质量和负荷均衡的权重系数分别为0.4000、0.4000和0.200 0。各指标的依赖度、重要度和相应的权重系数如表3所示。

3.3 贴近度和方案等级

在评价函数中，网损、电压质量和负荷均衡均属于损失型函数，其值越小，网络结构和开关操作方案越合理。定义满足节点电压和支路电流约束条件的方案组成可行方案集，并根据式(16)计算各指标的理想点和反理想点向量为：

再根据式(17)和(20)计算各方案加权理想点评价函数值，最后由式(21)得到加权理想点贴近度，并按照贴近度的大小确定可行方案集中各方案的等级，相关计算结果和评价结果如表4所示。

注：“0”表示不能同时满足节点电压约束和支路电流约束，“1”代表最优方案，“2”代表次优方案，“3”代表3级方案，依此类推，后同。

3.4 算例分析

将表4结果与表2结果作对比，如表5所示。

由表5可知，采用本方法得到的最优方案(与最优评价函数贴近度的最大值对应)为方案8，即开断支路17-32。该方案中，负荷均衡指标达到单目标的最优解，网损和电压质量2项指标均达到各自单目标的次优解，即等级系数均为“2”，网损和电压质量2项指标与相应最优解偏差很小，其中网损相差4.2%，电压质量相差5.6%。

由表5还可以看出，方案8和方案9同时达到负荷均衡的最优解，此时若仅考虑负荷均衡指标，则无法区分这2种方案。为此，本方法通过多目标寻优，迅速确定方案8优于方案9，且区分效果较为明显。

4 结论

本文提出一种基于加权理想点法的线路故障供电恢复策略。该方法首先以网损、电压质量、负荷均衡作为重构目标，确定综合评价函数，并利用粗糙集理论确定各子目标函数的权重系数，然后采用理想点法获取综合评价函数的最优解。仿真结果表明，该方法具有如下特点。

a.利用粗糙集理论求取目标函数的权重系数，该系数可随网络结构变化而灵活改变，具有较好的适应性，同时避免了以经验确定权重系数而带来的主观不确定性和不可变性。

b.采用加权理想点法对虚拟重构网络进行多目标优化，使开断方案达到多目标最优，有效解决了单目标优化过程中，多种方案同时达到最优而无法选择的问题，考虑问题全面，且判断过程快速可靠，易于工程实现。

摘要：提出一种基于加权理想点法的配网故障供电恢复策略。首先以网损、电压质量、负荷均衡作为重构目标,确定综合评价函数,并利用粗糙集理论确定各子目标函数的权系数,然后基于理想点法获取综合评价函数的最优解。验证结果表明,所提策略更符合实际配网供电恢复的要求,同时克服了传统权重设置依靠先前经验带来的不确定性问题,计算速度快。

供电恢复 篇6

分布式电源(DER)具有节省投资、降低损耗、提高系统可靠性、效率高、能源种类多样等优点,同时其位置灵活、分散的特点极好地适应了分散电力需求和资源分布[1]。DER的并网接入主要通过配电网络,随着智能配电网的不断建设与发展,将有越来越多的DER接入到配电网中,为传统配网自动化系统带来重大影响。

目前在配电自动化领域中有不少馈线自动化技术的研究实践,多集中于传统辐射型网络在非健全信息条件下容错故障处理技术的研究[2,3,4]等;也有一些分布式电源技术的研究实践,集中于DER对配电网的影响评估、并网接入技术[5,6]等;基于多电源情况下潮流双向流动网络的故障定位和快速恢复供电技术的研究比较少,多集中于故障定位算法的研究,而且大都采用矩阵方式描述配电网络,故障定位算法比较复杂。

针对这种情况,分析分布式电源接入后对主站参与型馈线自动化技术的影响,提出一种简单直观的分布式电源接入条件下故障定位方法,该方法判断准确、原理清晰,易于学习和掌握;同时提出了分布式电源接入条件下故障隔离后快速恢复非故障区域供电的计算方法。

1 分布式电源对主站参与型馈线自动化的影响

1.1 分布式电源(DER)

分布式电源是指小型(容量一般小于50 MW)、向当地负荷供电、可直接连到配电网上的电源装置。它包括分布式发电装置与分布式储能装置。DER可以带负荷通过断路器与配电网相连,平时并网运行;当配电网络发生故障时,可以断开与配电网的连接,转为孤岛运行。

DER的大量接入使配电网出现了遍布电源的状况,对配电网的运行和调度管理产生了重要影响,尤其对主站参与型的馈线自动化带来了新的技术问题。

1.2 主站参与型馈线自动化的故障处理

主站参与型馈线自动化通过主站与终端的配合,完成馈线故障的处理,主要过程为:

(1)配网终端(FTU)对开关状态进行监视,通过通信网络向主站上送开关的遥信、遥测数据。当线路上发生故障时,FTU主动将监测到的故障过流信号和开关跳闸信号上送给主站。

(2)由于传统配电网的馈线电源点集中在变电站10kV母线,馈线上功率为单向流动,主站系统可以根据拓扑分析,判断出故障电流方向,找出该方向上最末端的过流设备,完成故障定位。

(3)主站系统完成故障定位后,即可区分出故障区段与非故障区段,非故障区段可以利用备用电源点进行恢复供电,此时要计算转供区域的待恢复容量,一般可以根据故障发生前流入该区段和流出该区段的电流值之差进行计算。

1.3 DER接入带来的影响

在文献[10]中介绍了常见的两种DER并网方式:大容量DER并网一般通过联络线与变电站母线相连,通过母线对外供电,如图1所示;小容量DER接入配电网的方式主要以“即接即忘”式并网和微网技术为主,就近接入配电线路,如图2所示。“即接即忘”式并网,接入容量有所限制,不会对配电网安全性、供电质量和保护控制方式带来影响;微网技术接入DER时,从大电网角度看,可以把整个微网等效为一个“即接即忘”式的单个DER。

通过变电站母线接入的大容量DER,从配电网角度看,可以将其与母线视为一体化电源点,只要将母线的出线开关配置为断路器,在配网线路发生故障时能够隔断故障电流,就不会对DER产生影响,主站系统通过传统馈线自动化技术即可完成故障处理。

就近接入配电线路的小容量DER,会在配电网络上形成多处分布式的电源点,对主站参与型馈线自动化带来以下影响:

(1)馈线电源点不仅限于变电站内的10kV母线,馈线上的功率由单向流动变为双向流动,主站系统无法根据拓扑分析判断出电流方向。

(2)DER接入后会分担或增加馈线负载,但发生故障后,DER会自动切断。计算非故障区域的恢复方案时必须考虑到这一点。

2 DER接入条件下的故障定位

2.1 判断方法

在配电线路上,发生故障时,由于DER的存在和其所处位置的不确定性,对故障区域进行定位时须加入故障电流方向的判断。为了配合主站系统的馈线自动化功能,配电终端在采集开关信息时,须将功率流动方向以正负值的方式上送给主站系统,当发生故障时,配电终端就地对故障电流方向进行判断并以遥信方式上送主站。

主站系统接收到配电终端上送的正、反向故障信号,结合故障发生前的配电线路拓扑,即可快速定位故障区域。判断方法为:根据配电线路上开关之间的连接关系,以检测到故障电流的开关为边界,将配电环网线路划分为多个区域,判断各区域边界开关故障电流的方向是流入该区域还是流出该区域,逐个区域进行检查,若某区域只有流入的故障电流,没有流出的故障电流,则该区域为故障点所在区段。

此判断方法涵盖了传统馈线自动化技术,既可以定位单电源、潮流单向流动网络的故障,也可以定位多电源、潮流双向流动网络的故障,对配电网络运行方式的变化有着很强的适应性,同时在部分故障信息缺失的情况下,还有较强的容错性。

2.2 故障示例

图3为某城区配网的三联络配电环网图,由A、B、C三条馈线组成,L1、L2为联络负荷开关,以开断状态运行,出线开关1为断路器,2-8为负荷开关,G1与G2为两个就近接入A馈线的DER,C1、C2分别为G1、G2接入A馈线的断路器。

从图3可以看出,在当前运行方式下,A馈线上被开关分割开的主要区域共有8个,如表1所示。

(1)故障点1。

当图3中故障点1发生故障时,开关1-5和C1、C2均会检测到过流信号,涉及1-5号区域。由于故障点位于A馈线主供电源与DER G1、G2之间,所以故障电流向该点汇集,流经各区域的故障电流方向如表2所示。

从表2可以看出,在采集到过流故障信号的开关所涉及的1-5号区域中,只有区域4仅有故障电流流入,没有故障电流流出;其他区域均既有流入也有流出。而6-8号区域的边界开关均未检测到故障电流,可以排除在外。主站系统按照上述判断方法,即可判断出区域4为故障点所在区域。

若发生故障信号缺失的情况,如开关3的过流信号未采集到,则开关3不作为区域边界开关,此时应将2、3号区域合并处理,该区域流入故障电流的边界开关为2、C1,流出的为开关4,则仍只有4号区域满足条件,上述判断方法有效。

(2)故障点2。

当图3中故障点2发生故障时,开关1-6和C1、C2均会检测到过流信号,涉及1-6号区域,流经各区域的故障电流方向如表3所示。

从表3可以看出,在采集到过流故障信号的开关所涉及的1-6号区域中,只有区域6仅有故障电流流入,没有故障电流流出;其他区域均既有流入也有流出。而7、8号区域的边界开关均未检测到故障电流,可以排除在外。主站系统按照上述判断方法,即可判断出区域6为故障点所在区域。

若发生故障信号缺失的情况,如开关3、5的过流信号均未采集到,则开关3、5均不作为区域边界开关,此时应先将2、3号区域合并,该区域流入故障电流的边界开关为2、C1,流出为开关4;再将4、5号区域合并,该区域流入故障电流的边界开关为4、C2,流出的为开关6。则仍只有6号区域满足条件,上述判断方法有效。

3 DER接入条件下的快速恢复供电

3.1 计算方法

主站系统完成故障定位后,须计算非故障区域的恢复方案,包括主供电源侧的非故障区域和需转供的非故障区域。单电源网络下的馈线自动化一般直接恢复主供电源侧非故障区域的供电,并通过故障前的电流值对待转供区域的容量进行分析计算。接入DER之后,“即接即忘”式的DER在故障发生后会进行孤岛保护动作,将DER从网络中切除,微网和大电网的公共耦合点(PCC)也会在故障发生后跳开将微网和大电网断开。所以在容量计算方面,要计算DER对容量的影响,将其容量排除在外,既包括DER对主供电源侧恢复供电的影响,也包括DER对通过备用电源点转供恢复供电的影响。计算方法为:

(1)故障前向配电线路输出功率的DER,发生故障后应将其故障前向配电线路输出的功率计算进待恢复容量中。

(2)故障前由配电线路供电的微网、分布式储能等类型的DER,发生故障后应将其故障前通过配电线路输入的功率从待恢复容量中删减。

(3)由于DER的影响,主供电源侧恢复供电时,不能盲目地直接恢复,要判断待恢复容量是否超出主供电源能够承受的额定容量,若未超出,可直接恢复,否则,需将部分负荷通过其他电源点转供恢复供电或甩掉部分负荷。

3.2 故障示例

仍以上述三联络配电环网图为例,在各开关旁边增加数字代表流经该开关的电流值,单位为安培(A),如图4所示,所有开关的额定电流为400A。

根据图4所示的拓扑连接关系和流经各开关的电流值,结合上述计算原则,以电压为10kV统一进行计算,可以算出在当前状态下A馈线上各区段的负荷容量,如表4所示。

根据图4中流经C1、C2开关的电流,可以计算出,G1向A馈线输出了400kVA的功率,G2从A馈线输入了50kVA的功率。

当该馈线上发生故障时,主站系统确定故障区域并隔离后,须计算非故障区域的恢复方案。以两个故障点为例,对供电恢复方案的计算过程进行说明,故障点位置如图5所示。

(1)故障点1。

该故障点位于A馈线的4、5、6三个开关之间。隔离该故障点后,位于该故障点周围的三个方向均有非故障区域需要且有条件恢复供电,分别是主供电源侧的1、2、3号区域,L1侧的5号区域和L2侧的6、7号区域。由于故障发生后,G1与G2均会自动切断与A馈线的连接,转入孤岛运行,所以原先由G1、G2分担的负荷容量也需要计算到待恢复容量中去。

经计算,各待恢复区域的待恢复容量如表5所示。

主供电源侧1-3号区域的待恢复总容量为2500kVA,由于G1转为孤岛运行,需完全由主供电源恢复;5号区域由于G2转为孤岛运行,不需考虑其故障前从A馈线输入的50kVA功率,所以待恢复容量为350kVA,需要通过L1开关由C馈线恢复;6、7号区域的待恢复总容量为200kVA,需要通过L2开关由B馈线恢复。

(2)故障点2。

该故障点位于A馈线的6、7、8三个开关之间,隔离该故障点后,位于该故障点周围的三个方向均有非故障区域需要且有条件恢复供电,分别是主供电源侧的1-5号区域和L2侧的7号区域,发生故障后,G1、G2同样会转入孤岛运行。

经计算,各待恢复区域的待恢复容量如表6所示。

主供电源侧的1-5号区域的待恢复总容量为4050kVA,而沿线各开关的额定电流均为400A,可恢复的最大负荷容量为4000kVA,若不超负荷运行,需将一部分负荷转移到其他电源点恢复,可以选择将5号区域的350kVA容量通过L1开关由C馈线转供(若C馈线的剩余容量不足以恢复350kVA,则该部分负荷只能被切除),其余区域仍由主供电源恢复供电;7号区域的待恢复容量为100kVA,可以通过L2开关由B馈线恢复。

4 结语

提出了在分布式电源接入条件下,准确定位故障区域的简单方法,并对分布式电源条件下快速恢复供电的计算方法进行了研究,通过实际算例表明,所述方法正确有效,可以适应分布式电源条件下的馈线自动化需求。

参考文献

[1]张立梅,唐巍,赵云军,等.分布式发电对配电网影响的综合评估[J].电力系统保护与控制,2010,38(21):132-135,140

[2]陈艳丽,周群,滕欢.配电网故障定位容错算法[J].电力系统保护与控制,2011,39(13):91-95

[3]刘健,赵倩,程红丽,等.配电网非健全信息故障诊断及故障处理[J].电力系统自动化,2010,34(7):50-56

[4]刘健,董新洲,陈星莺,等.配电网容错故障处理关键技术研究[J].电网技术,2012,36(1):253-257

[5]王成山,王守相.分布式发电供能系统若干问题研究[J].电力系统自动化,2008,32(20):1-4,31

供电恢复 篇7

关键词：设备健康度,运行方式,风险评估,电网调度

0 引言

随着我国工业化进程的不断加快以及经济水平的不断提高, 社会用电负荷越来越大, 快速增长的用电负荷给电力系统带来沉重的压力。目前, 地区电网调度工作中需要人工进行运行方式的风险评估, 这种方式不仅工作量大, 还可能造成遗漏。为了防止人工进行运行方式评估所造成遗漏, 有必要开发地区电网运行方式风险评估自动评估当前方式下的运行风险, 筛选出存在事故隐患的薄弱环节并给出直观的量化评估结果, 从而及时提醒调度员采取必要措施, 保障电网的安全运行。

1 计及电网运行设备健康状态的失效几率评估

地区电网一般采取开环运行的方式, 因此在故障发生时, 为快速恢复地区电网的供电则依赖于自动装置的正确动作以及断路器的远方遥控操作。反之, 若电网中的自动装置不能正确动作, 或者断路器遥控拒动则会酿成非计划停电事故。鉴于以上原因, 要正确评估电网的运行风险则需要考虑自动装置以及断路器的失效几率。为此本文首先给定运行设备健康状态评估方法从而计算断路器的潜在失效几率, 其具体评估方法如下:

步骤1:统计断路器的额定开断次数N、额定开断电流Ie、已开断次数以及每次开断的电流大小。

步骤2:根据以上统计数据断路器的开断次数与开断电流的关系, 计算出断路器目前存在的磨损, 其计算公式如下式 (1) 所示:

其中Si为断路器第i次开断的磨损 (由第i次开断的电流和厂商提供的参数得到) 。N为该断路器的额定开断次数, M为开断额定电流时的磨损。

步骤3:统计断路器前五年的历史故障率, 并取出五年中该断路器故障率的最大值 λmax与最小值 λmin。

步骤4:根据断路器的历史故障率与断路器磨损状态计算其潜在失效几率, 其具体计算公式如下式 (2) 所示:

2 计及设备健康状态的电网运行风险量化评估

2.1 一般回复送电操作方法

根据上述内容可以得到电网中运行设备的潜在失效几率, 结合常规的电网运行方式N-1 扫描则可以得出电网失压事故发生的几率及其对应的负荷损失。其具体步骤如下:

步骤1:利用数据库中预存储的解析后的当前电网拓扑数据生成用于风险评估的电网拓扑数据;依据所述电网拓扑数据以及导入的检修计划中检修设备及其停运时间, 将所述电网拓扑数据中与所述检修设备匹配的设备删除;

步骤2:将从所述数据库获取的当前电网运行数据中检修设备的状态改为检修状态;由删除设备后的电网拓扑数据与标注有检修状态的当前电网运行数据, 生成检修时的拓扑数据。

步骤3:根据“N-1 原则”对电网元件进行扫描。若在扫描过程中存在失压区域, 则采用常见的“点集收缩算法”计算对失压区域复电的路径。根据设备健康状态的评估结果, 则可以得出区域复电的成功几率, 其具体如下式 (3) ~ (4) 所示:

式中GLk为对第k个元件故障时通过操作路径L对失压区域复电的成功几率, L为恢复失压区域的复电路径, i为该路径上的断路器, λi为断路器i的潜在失效几率。Gk为失压区域的复电几率, 其值为所有复电路径成功率的最大值。

2.2 计及设备健康状态的电网运行风险量化评估

采用Var风险量化评估模型给出具体的量化评估结果。其大小为:

其中R为量化的风险评估结果, Gk为对第k个元件故障时的复电成功几率, Fkloss为第k个元件故障时的损失负荷大小, D为电网中所有元件的集合。其值具体大小由公式 (6) 求得。

式 (6) 中P为故障后会造成负荷损失的元件集合, floss为存在失压情况的区域负荷, T为不会造成负荷损失的元件集合。

2.3 电网运行风险量化评估装置的实现

本文提出的电网运行方式的风险评估装置, 包括:拓扑管理模块, 用于利用数据库中预存储的解析后的当前电网拓扑数据生成用于风险评估的电网拓扑数据;拓扑修改模块, 用于依据所述电网拓扑数据以及导入的检修计划中检修设备及其停运时间, 将所述电网拓扑数据中与所述检修设备匹配的设备删除;检修状态修改模块, 用于将从所述数据库获取的当前电网运行数据中检修设备的状态改为检修状态;拓扑生成模块, 用于由删除设备后的电网拓扑数据与标注有检修状态的当前电网运行数据, 生成检修时的拓扑数据;风险评估模块, 用于将所述检修时的拓扑数据代入到本发明所提出的量化风险评估分析模型中进行分析, 从而实现对不同运行方式下电网运行的风险进行评估。上述所述的风险评估装置和服务器, 用于从数据采集与监视控制系统获取当前电网拓扑数据以及当前电网运行数据;数据解析模块, 用于对所述当前电网拓扑数据进行解析;数据库模块, 用于将解析后的当前电网拓扑数据以及所述当前电网运行数据存入到所述数据库。

3 小结