配网自动化是缩短停电时间、减少停电面积从而提高供电可靠性的重要手段,如何在配网发生故障时,通过FTU上报的信息,同时结合配网的拓扑结构,采用有效算法精确的进行故障区间定位,迅速隔离故障区间、恢复非故障区间的供电是配网自动化的一个重要内容,也是实现配网自动化的关键技术。关于东方楚能电力工程配网自动化的故障隔离问题分析。
基于故障信息阵的定位算法
这种算法的基本原理先依据配网的结构构造一个网络描述矩阵。根据馈线的最大负荷,对各台FTU进行整定。当馈线发生故障时,有故障电流流过的分段开关上的FTU将检测到高于其整定值的过电流,此时该FTU就将这个故障电流的最大值及其出现的时刻记录下来并上报给配网控制中心的SCADA系统,SCADA系统对这些信息进行处理获得一个故障判断矩阵,根据故障判定矩阵就可准确地判断和隔离故障区段。
对于单电源树形配网或开环运行环形配网的故障定位,可将馈线上的断路器、分段开关和联络开关当作节点并进行编号,构造网络描述矩阵和生成故障信息矩阵,通过运算和规范格化处理得到故障判断矩阵。对于多电源闭环运行的配网故障定位,可在生成故障信息矩阵时,考虑故障电流的方向性,可将配网的多电源故障定位转化为单一电源的故障定位问题,只要对每一电源都假定一次正方向,且在每一正方向下用改进后的矩阵算法求一次故障设备,就能找到所有的故障设备,从而可以解决环网闭环运行模式的多点故障定位问题。文献提出了一种改进的故障信息阵算法,它无需进行矩阵相乘以及规格化运算,使得判定原理简单、直观,同时容易满足实时性的要求,具有一定的通用性。
根据单电源配网在拓扑结构上可以看作是一种树的特点,还可以引入数据结构中的树和有向图的相关知识,将馈线作为树或有向图来描述,构造基于开关和双亲表示法的馈线有向描述模型。当系统节点数较多时,可采用分线存储技术,将网络描述矩阵按线路为单位进行存储,并单独考虑联络开关的联接关系。但是这些算法生成判定信息阵则显得相对复杂,而且在处理多重故障定位时具有一定的局限性,作为一种新的方法还有待于进一步改进。
由于基于信息矩阵的算法完全根据FTU上报的信息进行故障定位,所以在信息误传或保护拒动等情况时,将会影响定位结果,容错性差。
过热弧搜索故障区段算法
应用这种算法对配网进行故障定位首先要对网络作简化处理。将线路上的电源点、馈线沿线、开关和T节点看作是节点,节点的权是流过节点的负荷。将相邻两个节点间的配网馈线和配网变压器综合看作是图的边,边的权即是该条边上所有配网变压器供出的负荷之和。在由网架结构形成网络运行方式时,取边为有向边(弧),其方向就是线路的潮流的方向。通过整定计算可以获得各节点和弧的额定负荷值。定义负荷和额定负荷之比为归一化负荷。故障区段是在网络的归一化负荷矩阵中弧的负荷远大于1的那些,这些弧即为过热弧。
采用过热弧进行故障定位实际上就是从归一化负荷矩阵中搜索出过热弧,并根据所有过热弧的起点和终点的性质决定故障区段,然后将故障区段周围的开关均断开的过程。算法的关键在于如何生成负荷分布矩阵。实际配网系统在向专线用户或综合负荷供电的分支馈线与主干线交接处常装有特殊形式的隔离开关(如T型节点处),在构建网络模型时,引入虚拟开关的概念,对这些开关进行特殊的处理,在一定的情况下可以使切除故障的范围更精确,避免无谓的切除造成故障范围的扩大。过热弧搜索故障区段算法也存在容错性差的缺点www.hbdfcn.com。