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供配电系统中的负荷自动转供技术研究

发表时间：2020/8/11 来源：《基层建设》2020年第10期作者：胡栋梁

[导读] 摘要：减少负荷损失，是提高电力企业经济效益的重要手段，应该在供配电系统中采用先进的负荷自动转供技术，降低供配电系统中运维人员的工作强度，同时降低电力用户的平均停电时间。

        国网晋中供电公司山西晋中 030600
        摘要：减少负荷损失，是提高电力企业经济效益的重要手段，应该在供配电系统中采用先进的负荷自动转供技术，降低供配电系统中运维人员的工作强度，同时降低电力用户的平均停电时间。通过在供配电系统中采用负荷自动转供技术，可以提高供配电系统运行的经济性。
        关键词：供配电；自动化；负荷转供；具体应用
        引言
        建设配电自动化系统具有较强的实际工程应用意义和价值，首要意义是实现可视化调度、自动 FA（故障定位、故障隔离、供电恢复）。其次是配电自动化系统具备配网自动电压控制的功能，可实现配电网无功补偿和电压的自动优化控制，在保证电压质量的前提下，尽量降低网损，提高电网运行的经济性，同时最大限度地减少设备的操作次数，减少控制成本，降低事故概率，保证电网运行的安全。最后是配电自动化系统具有网络重构的功能，当馈线重载时，通过改变电网运行方式，把重载馈线的负荷转移到其他馈线上，使电网负荷分布更均衡，从而消除馈线重载，统计网络重构前后各馈线的负载率及其变化。
        1配电自动化概述
        1.1配电自动化的功能
        配电自动化系统具有较多的功能，可以在一定程度上提高配电网的供电可靠性。通过配电自动化系统，可以实现配电网供电能力分析评估，统计整个系统和各厂站的负荷转供率以及馈线转供率，并对提高电网的供电可靠性具有较大的影响。智能配电终端是进行配电自动化系统建设的基础设施，也是实现配电自动化的关键。通过配电自动化系统，可以实现配电系统故障的自动隔离，并能够自动分析配电系统的实际情况，给出最佳的负荷转供策略。同时，在配电自动化系统中还可以实现源网荷储等不同业务之间的协调优化运行，提高配电系统运行的灵活性和安全性。
        1.2配电自动化的结构
        配电自动化系统包括主站系统和子站系统，现场设备层通信系统的主干网可选用无源光网络、光纤以太网、光纤自愈环形以太网。随着近年来光伏并网容量的增加，通过配电自动化系统的光伏功率预测功能，可以实时监视数据，如以曲线方式展示实时气象数据，包括辐射强度、温度、风速等，还有电站实时出力、各个逆变器的工作状态等。
        2负荷转供技术
        在配电系统中通过负荷转供技术，可以提高配电系统的供电可靠性，但在具体的实现过程中，需要考虑到配电系统的运行实际情况，以下是可能影响负荷转供分析决策的因素和负荷转供技术的实施背景。
        2.1负荷转供技术的实施背景
        目前，配电网在运行过程中，当 110kV变电站因进线或母线故障导致变电站全停时，配电网会生成大面积停电，如何快速恢复供电区域的负荷成为配电网调度的首要问题。依靠配电自动化系统把故障快速隔离后，就可以把停电负荷通过网络转移出去，常规的方法是把负荷转移到对侧，如果转移过去会导致主变或线路过载，则减少转移负荷量，使其满足过载约束。
        2.2负荷转供需要考虑的因素
        在进行负荷自动转供时，需要考虑到当前配电网架的实际情况、配电系统中的负荷情况、配电线路的载流量和配电系统的运行方式等内容。当某条配电系统具有双电源时，此时其中一路电源进线跳闸之后，可以通过利用另外一条电源进线继续给该配电线路供电，保证不会出现负荷损失。但在进行配电开关倒闸操作之前，需要先分析判断配电线路的载流量是否满足要求。

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        3供配电系统中的负荷自动转供技术
        3.1负荷自动转供技术
        负荷自动转供技术，需要通过配电自动化系统实现对配电开关的操作和控制。配电自动化系统中的配电开关具备远程遥控功能，并能够根据需要自动进行负荷的转供。通过配电自动化系统，在配电系统中指定需要转供的开关，给出转供方案和影响的负荷，统计转供前后各馈线的负载率及其变化。在配电环网图上，切到“负荷转供”应用，在进线开关上右键分析负荷转移，分析此开关断开后失电负荷应该通过哪个开关转移到另一条馈线上，并可以查看转供前后馈线负载率对比。
        3.2负荷自动转供逻辑判断
        当某个配电开关断开之后，对配电线路中的另一个开关进行逻辑判断，综合分析其是否具备将负荷进行自动转供的条件。如果另一条线路能够接跳闸线路的负荷，则可以通过自动改变配电系统运行方式，将负荷转至另一条线路运行，降低负荷损失量。
        3.3配电网主动服务
        一是需求响应，用户对需要的需求策略的响应方案进行流程化的提交审批，待需求响应策略审批通过后，由管理员对该策略进行系统运行方式的分析，给出用户最合理的运行方案，该流程化引擎可提供定制化的配置界面，方便用户对流程的更改；二是基础服务，可提供监测范围内基本信息实时展示和查询，提供配网整体用能情况的分析结果，并对配网的设备状态和检修情况进行总体监控，使用户对配网的运行情况实时掌握；三是用户服务，该模块可以对用户情况进行增删改查，发布停电信息，并对历史停电信息进行查询，对重要客户的停电情况进行历史统计分析，该模块中还提供客户总体的服务情况。
        3.4负荷转供技术
        配电自动化能够在分钟级别同时完成非故障区恢复供电的任务，其执行效率远远高于现场人工闭合联络开关，配电自动化能够大大缩短大面积停电时非故障区快速复电的时间，因此充分发挥配电自动化优势成为配电网调度人员努力的方向。一次转供是指将中心主变上的负荷转移到其直连主变上，如果存在不满足主变约束的变电站，即“薄弱环节”，则需进行考虑二次转供。考虑二次转供的配电网负荷转供方法，针对一次转供存在的不满足主变约束的变电站，即“薄弱环节”，考虑二次转供，二次转供以“薄弱环节”的部分初始负载转移到与其相连的次级主变上，利用遗传算法求解二次转供过程，二次转供以最大可转移负荷量为目标函数。对于约束条件，除了配电系统中的线路约束和主变约束之外，还具有多路径馈线的结构约束。该结构约束的表达建立在以下假设基础上：不同多路径馈线可以转移到同一台主变；一条多路径馈线至少有两种转移路径；一条多路径馈线的可转移路径不能同时出现在一个数学模型中。在充分考虑线路约束以及主变约束的条件下，将停电负荷的转供路径进行优选，在目标变电站容量不足时，通过二次转供提高供电恢复量。算例结果表明，该方案可以有效提高负荷的转供成功率同时减小负荷的恢复时间，从而减小负荷因变电站故障而造成的停电损失。
        结束语
        配电自动化系统在实际的运行中，可能会遇到一定的问题，如配电终端超时不回复报文导致通讯中断，具体原因需仔细核查，有可能是终端设备问题，比如未将报文下达终端或者未将终端返回报文上送。总体而言，配电自动化对于负荷转供功能的实现和供电可靠性的提高具有积极作用。
        参考文献：
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        [5]陶宏.配电自动化技术在智能配电网建设中应用探讨 [J].科技尚品，2017（8）：172-173.