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分布式能源接入配网自动化的故障处理技术研究分析

谭文 郑迪 饶华

国网荆州市供电公司 荆州市 434000

摘要: 众所周知,在分布式电源接入配网阶段,往往都会出现不同的因素导致其无法顺利的接入。而分布式电源作为电能应用中比较新型的一种节能方式,在节约能源方面发挥着至关重要的作用。对此,为了有效解决分布式电源接入配网中遇到的问题,针对其中的配网自动化技术进行分析,找到存在故障出现的根本原因,及时采取有效的措施,制定出有效的实施方案,为分式电源的顺利接入奠定基础,从而确保其稳定运行。
关键词: 分布式能源;配网自动化;故障处理技术
DOI:10.12721/ccn.2023.157001
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在“双碳”的背景下,能源结构、产业结构等方面将面临深刻的低碳转型,能源技术也将成为引领能源产业变革、实现创新驱动发展的源动力.而随着国民经济的飞速发展和人民生活水平的提高,对供电质量和可靠性也提出了更高的要求。

一、分布式能源接入配网自动化系统故障处理技术的重要性

分布式能源是一种建在用户端的能源供应方式,可独立运行,也可并网运行,是以资源、环境效益最大化确定方式和容量的系统,将用户多种能源需求,以及资源配置状况进行系统整合优化,采用需求应对式设计和模块化配置的新型能源系统,是相对于集中供能的分散式供能方式。 分布式能源具有能效利用合理、损耗小、污染少、运行灵活,系统经济性好等特点。配网自动化就是利用现代电子技术、通讯技术、计算机及网络技术,实现配电系统正常运行及事故情况下的监测、保护、控制和配电管理的现代化。为更好的实现配网系统运行的效率,并确保管理的自动化和信息化。配电网是当前在科技、信息、智能时代下的产物,其故障的自动处理技术,可以通过自动化的检配电故障进行分析,并在出现严重的故障或事故时,直接发出报警信号,这样就可以限制故障的发展,不让故障范围扩大,防止故障持续发展。另外,配网自动化的处理技术能够为用户提供可靠的用电需求,有助于提升处理故障的效率,并进一步确保配网的稳定性,从而为企业带来一定的经济效益。

二、分布式能源接入配网自动化系统的常见问题及处理方案

(一)分布式能源接入配网自动化系统常见的问题

针对于“双碳”为目标的分布式能源接入,配电网由单一的送电网络演变为“源网荷储”一体的复杂的多源网络,运行中常见问题表现如下:

(1)现有的配电终端多数无法正确研判相关故障功率方向,导致很多故障无法研判;

(2)主站端根据故障功率方向信息判定故障,需要复杂的配置,一旦配置错误将出现严重混乱,而且配网分布式能源在不断的接入系统,修改配置将非常频繁,难免出现失误,集控型将不再是一个很好的选择;

(3)现有的智能分布式配网自动化,从原理上讲,可以解决有源配电网的故障判断问题,但现实使用中,用户体验很差,还有一系列问题需要完善和解决,这些问题包括网络适应能力差、调试配置困难、对通讯速度和可靠性要求高等等;

(4)现有的现场自主动作型终端功能简陋,对多电源复杂网络根本不可行,且在役的环网柜等一次设备在出线侧都没有加装PT,这意味着这些出线都不能接入分布式能源;

(5)多源网络的接地状态还无相应成熟的研判策略及方法,而接地故障是配网最主要和最频繁的故障类型;

(6)配电自动化终端只有与主站“点对点”的通讯方式有完善的加解密策略,而无终端相互通讯的加解密策略,导致终端间通讯的信息安全性不高,容易受到攻击。

(二)分布式能源接入配网自动化系统常见的问题的处理

针对以上分布式能源接入问题最佳解决方案就是通过增强终端的边缘计算能力,完善既有的终端判断故障逻辑,立足通讯不可靠现实、从人员使用简单,配置简便直观出发,研制一款全新的配网自动化终端,使之适应有源配电网的发展需求。

三、分布式能源接入配网自动化系统故障常见的处理技术

(一)分布式故障定位

通过行波故障定位原理进行分布式定位,及时查找到故障的具体位置,在定位时,相关人员要把配网自动化系统故障的定位装置,从变电站的二次侧转转移到相关的线路上,这样就可以确定发生故障的具体位置,并在一定程度上缩短修复时间,提高供电的效率,减少故障的发生而造成的经济损失。与传统的故障定位和检测方式相比,这种故障方式的定位可以解决那些结构比较复杂,且接线为T型的效果更佳,不仅如此,电流行波采集也更为真实,并确保定位的科学性与准确性。另外,配网自动化系统还可以依据雷电电流的行波分析时域,对雷电故障进行识别。

(二)智能分布式处理技术

智能分布式,主要是快速解决通讯配网保护和网络重组的两大问题。通讯一般采用“IEC61850+GOOSE”对等通信方式。保护实质是早期提出的相邻通讯差动原理保护,保护出口考虑了断路器和负荷开关的情况 ,如断路器则直接跳闸,负荷开关则在失压时跳闸。其原理细分又分为速动型和缓动型。速动型是站内开关保护同步改造为配网保护型式,并将电流保护配300ms延时,配网开关感受故障直接跳闸;而缓动型则是站内开关保护维持传统保护,正常时限动作,跳闸后,配网开关再开始隔离故障。而相邻通讯保护的基本原理,在网络中,任何一个开关定义,并定阅这两个域的开关故障信息和位置信息。每个开关感受故障时,都报告自身的故障信息。各开关通过开关故障信息,来确定本开关是否是故障边界。

(三)优化网架结构

当发生单电源撇电网和开环配网的情况时,通常故障根源都是在路线的断路器或分段的开端处或连接开关等部位上,因此,就要求技术人员找到节点位置,然后再进行编序,这样再计算出故障的信息数据。如果在这个过程当中,出现多电源的配网故障,则需要先判别出输入电压的合理流向,从而转变为单一电源配网的故障,而在此基础上,则需要先对单一的供电加以假设,并通过相应的算法算出具体的数值,并做好障的定位工作。

结束语:

总而言之,分布式的电源在接入配网的过程当中,往往都会由于电流的因素发生短路,而引起的不同故障。对此,在对这些故障进行分析时,一定要找到根本的原因。实际上,对于电路模型的建设是一种有效的方式。通过科学合理的手段,可以快速找到问题所在。再根据实际情况和出现的故障进行排除,从而让分布式的电源顺利接入到配电网当中,使其正常运行。

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