李德平
摘 要：进入新世纪后，我国经济社会持续保持高速增长的态势，对电能质量与供电可靠性有着更为严苛的要求，一旦配电网出现故障，需要在极短时间内恢复供电，以便降低故障对供电的影响。配电网故障分布式处理技术有着诸多的优点和好处，可以有效地完成故障隔离，在最短时间内恢复非故障区域的供电，是未来主流的配电网故障处理技术。
关键词：配电网 故障 类别 分布式处理
中图分类号：TM93 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）10（b）-0066-02
改革开放以后，我国经济社会高速发展，导致电力生产难以满足国计民生的需要，电力缺口问题始终成为我国政府的首要解决问题之一。所以我国在之前较长的一段时间内，持续加大了配电网和发电厂的建设力度，现已基本能够实现供需平衡。结合我国的现实国情来说，配电环节的问题已成为现阶段最为主要的问题之一，因为在过去的一段时间里我国对于配电系统的投入相对不足，造成我国配电网结构存在各种各样的问题。一方面配电线路输电能力不足，另一方面配电技术较为落后，配电线路故障处理时间偏长，对人民生产生活造成严重的影响，这也是笔者对配电网故障分布式处理技术进行研究的主要原因之一。
1 配电网故障的主要类型
配电网内存在繁多的设备和元器件，因此会产生各种各样的故障和问题，导致故障的原因也是非常多样化的。主要包括断线故障、单相接地故障和短路故障。其中，断线故障主要指的是由于外部环境或者外力作用因素导致线路断线造成电力传输中断的故障。单线接地故障只有少量的接地电流可以流经接地处，系统仍然能够继续保持运行状态。短路故障指的是不同类型的相间短路，涵盖了不同类型的相间接地。导致配电网出现故障问题的原因也是相当多样化的，主要的原因有计划检修、电网结构、设备老化、内部过电压、污闪、雷电过电压等，都会对配电网的正常运行造成严重的负面损害。
2 配电网故障处理技术
以线路故障保护方案中的通信处理方式、是否具有通信动作、分段开关的类型等，可以制定不同的、差异化的配电网保护方案，具体可以分为分布式智能控制型、集中控制型、分段器控制型等不同类型，具体如下。
2.1 分布式智能控制型
通常情况下，FA供电恢复时间可以具备分钟级的能力，但是如果采取C型FA（分布式智能控制型FA），就能够具有更为强大的能力，即在仅仅几秒时间内就可以完成隔离与恢复供电、故障定位的功能，减少停电的时间和停电的影响。
通过图1可以明显地看出，主站、出口处的保护装置以及配电终端均接入到相同的通信网络之内。图中左侧的CP代表的是通信处理机，主要完成将DTU数据转发给主站的功能。较之传统处理技术来说，分布式处理技术有着明显的优势，智能终端能够对其管辖范围内的设备传递相应的控制命令、获取所需的状态信息，并主动地和其他智能终端完成通信，从而实现FLISR功能，彻底摆脱了集中式保护方式所采取的通过控制主站来进行故障处理的方式。另外，智能终端无需学习和掌握整个网络的拓扑结构，只需要在配置时设置相邻终端的信息就可以了。
2.2 集中控制型
集中控制型FA也被称作B型FA，采用该类型的保护方式，配电终端与主站之间的通信利用通信网络开展信息传输工作，通过主站，智能终端完成网络拓扑信息的下载和收集，然后将测量的数据向主站进行上传，接着按照判断逻辑对故障区域进行准确判断，在完成之后，进行信息的下發和保护。
2.3 重合器-分段控制型
A型FA需要预先设定相应的保护动作，以电流或者电压的变化情况来进行设备的相应动作。另外，重合器-分段控制型的特点在于不需要主站和通信通道作为基础。
其中，电压-时间控制型是A型FA的主要代表之一，利用对分段两侧的电压检测所获得的信息数据是进行合闸和分闸操作的基础。
3 配电网故障分布式处理技术
在馈线自动化处理达到一定程度之后，就可以采取和实施分布式处理技术，可以不通过主站就可以完成非故障区域的恢复供电，在极短时间内完成故障的预判、隔离和定位，极大地增强了供电的可靠性。要实现以上功能，必须完成配电终端信息模型的构建和完善，在终端故障的情况下系统所具备和可以实现的容错能力、终端网络拓扑等。
3.1 网络拓扑自动识别分析
对于电力系统来说，要想进行高级分析计算工作，必须开展拓扑分析工作。其主要功能是基于断路器的状态信息，对电网网络拓扑结构进行实时计算和分析，也就是确定母线—支路和节点—开关之间的关系。换言之，分析电网接线状态是电网拓扑的主要分析功能。
基于网络拓扑结构能够获得终端开关的状态信息，并全程、实时地跟踪终端开关的状态信息，通过直观的状态显示，可以掌握运行情况以及连接状态，维护电力系统持续、健康和稳定的运行。
现阶段，主要采取离散处理法、树搜索表示法、接点消去法和关联表矩阵表示法等。为了便于配电网分布智能控制，应当选择配电终端信息人工配置的方法，以便其可以进行信息的交换，实现网络拓扑结构的自动识别。基于现实需求，分布式智能控制要能够实现网络拓扑结构的实时变化，在负荷预判的基础上开展负荷转移工作，对主网电源进行跟踪需要用到孤岛保护，对联络开关进行动态识别以便完成故障恢复工作。
3.2 网络拓扑自动识别过程
（1）静态配置开关属性。
位置属性以及自身属性是最为主要的开关属性，其中前者主要指的是不同开关之间的位置属性，而后者主要指的是末端开关、分段开关以及电源开关。利用静态配置开关属性，实现所需应用网络拓扑结构的确定。
（2）网络拓扑结构的查询。
网络中的每个DTU都能够实现应用拓扑结构的构建和完善，基于其事先设定的属性来实现网络拓扑结构的动态变化。举例来说，要想实现故障的有效隔离，必须实现网络应用拓扑的构建和完善；为了实现故障隔离后供电的及时恢复，要对位置进行动态确定然后构建拓扑结构。endprint
操作者发起查询申请，对邻居DTU下发查询指令，在接收到查询指令之后，DTU把相应的信息反馈给操作者，然后将指令向邻近的DTU进行传递，在到达末端开关或者电源开关后随即终止。
（3）网络拓扑结构的构建和完善。
在完成网络拓扑结构信息的收集之后，操作者要对信息的完整性进行判断，终端开关和末端开关应当成为网络拓扑信息的终结点，在完成网络拓扑结构的收集之后，操作者应当主动放弃无关紧要的信息。如果出现应用变化的情况，应当重新执行查询动作，并不影响供电恢复控制的速度。
分布式智能系统示意图见图2。
4 配电网故障分布式处理功能的实现
在配电网存在故障的情况下，故障分布式处理功能的先后顺序依次是故障定位、故障隔离和供电恢复。利用分布式处理技术，可以在极短的时间内实现有效的故障隔离，并确保最佳的供电可靠性，确保供电质量能够满足现实需求。
4.1 联络开关的自动识别
图3显示的是开环运行线路，在系统处于运行状态下，Q22如果处于未闭合状态，智能终端可以进行自动检测，然后与相邻的智能终端开展通信操作，基于拓扑自动识别技术完成相应的接力查询动作。
4.2 断路器模式下的故障隔离与恢复
与负荷开关所采取的方式较为相近，在线路存在故障的情况下，故障区域的边界开关能够直接完成跳闸操作，不需要电源处的断路器首先进行动作。
5 结语
进入新世纪后，我国经济社会持续保持高速增长的态势，对电能质量与供电可靠性有着更为严苛的要求，一旦配电网出现故障，需要在极短时间内恢复供电，以便降低故障对供电的影响。配电网故障分布式处理技术有着诸多的优点和好处，可以有效地完成故障隔离，在最短时间内恢复非故障区域的供电，是未来主流的配电网故障处理技術。
参考文献
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