基于电网动态数据的区域备自投控制策略

2019-12-25莫健记

通信电源技术 2019年12期

莫健记

（广东电网有限责任公司湛江供电局，广东湛江 524000）

1 动态数据的基本概念

动态数据是指在某一固定系统中，数据随着时间的变化而变化。动态数据的准备和时间流逝有着密切的关联性，由于其变动的实时性，所以它全面反映了事物产生、变化和发展的全过程。在电力系统中，备自投采集的数据随着时间变化，同时控制策略也随着时间变化[1]。

2 区域备自投控制系统的构成

一般电网区域备自投控制系统的构成主要是主站、站域、子站、采集设备及通信网关设备等，并在辖区站域内安置子站、控制主站及通道，使系统中的每个机制都能够发挥最大的作用，最终合作完成管制区域的自投控制任务。

3 区域备自投控制系统的结构

区域备自投控制系统通过将站域备自投及区域备自投功能整合到一起，逐步实现对控制中心、间隔层及站控层的全面且有效控制。区域备自投控制系统具有控制电网备自投逻辑的作用。此外，控制主站还肩负着区域保护和自投的重任，还要同其他子站协同控制，完成主站区域内电力自动投入的工作内容。

4 区域备自投系统的不足之处

区域备自投系统包含高压侧备自投和低压侧备自投等装置，还涵盖了110 kV 和220 kV 等多套装置。一旦辖区范围内的电网出现故障和问题后，低优先级备自投就会出现先动，致使备自投动作后方式出现转换操作，严重时高优先级备自投放电不动作事件，甚至无法恢复到正常运行状态。如果利用过去传统的备自投装置恢复供电状态，那么低优先级备自投的操作时间势必较长。这就要求低优先级备自投动作转换到供电模式，但是恢复供电模式时间就会延长，且多种备自投配置的跳闸计时的形式可能会存在差异，无法全面抵制优先级备自投的危害及风险。

5 基于电网动态数据的区域备自投控制策略

区域备保护机制动作之间的接点在连接测控装置后，将数据信息传送到主站系统内部。对于复杂故障处理，需要同一时间获取多个节点的电压值和电流量。如果要实现电路负荷量的联切和均分，需要将断面和负荷的潮流在同一时间节点的数据信息截取。但是，当前能量管理系统收集的数据和数据系统收集的电流、电压值没有时标，大大提高了错误动作的发生概率。

瞄准大数据前沿技术，利用电网动态数据，完善系统的规划、设计和故障解除，综合分析整合有效的数据信息，为电力业务开展和供电提供有力支持。对供电系统的稳定性、发用电的态势和静态安全等问题进行合理分析，并把可能会发生故障、问题及事故进行预估和记录，降低区域备自投控制管理系统的损耗，辅助综合管理部门利用较短的时间对电力安全供电的危害程度进行准确把握，精准分析区域备自投控制系统状态。

电力系统区域备自投控制之间受到协调配合失误的概率高和低压侧备时间过长等问题的困扰。本文将利用电网的动态数据分析，采用变电站各级电压和区域电网变电站间的数据信息，协调搭配使用高优先级备自投和低优先级备自投的方式，从根本上降低自投配置间风险发生的概率，并在低优先级自投动作的状态有效恢复供电机能。特别是区域链式的供电模式，应在沿线的变电站设置高压侧、低压侧备自投装置，站域备自投和区域备自投要利用大数据库实现资源的共享。以区域链式串供电网结构（见图1）为例，在10 kV 的区域链式串供电形式下，备自投系统应依照优先级高低的次序进行自投，即220 kV 备自投→站域 110 kV →区域备自投→变电站→中低压侧备自投。一般区域电网中可能存在多级备自投形式，若依据先前的方式进行时间差定值整合的方式进行协作，那么低优先级备自投会因为其级数的上升而延长动作的时间。一旦中低压侧失电，自投动作恢复的时间就会无限度延长。通过暂停控制的方式和高、低优先级的方式可以有效治理这一问题[2]。

图1 区域链式串供电网结构示意图

以图1 为例，如果A 站位置出现失电故障，那么其站域备自投将会启动，并指示传递给区域备自投控制系统。由于A 点是电源站，所以串供的变电站只有通过区域备自投动作才能恢复供电。倘若电源站A 的220 kV 备自投动作没有达到预期效果或者失败，那么电网动态数据系统将会发出停止控制的指令，并通过低优先级的区域备自投的方式恢复区域的供电。如果线路中L1 区域出现问题，那么A 站域将无法满足系统启动的实际条件，这时区域备自投将会启动并下发暂停指控的命令，由区备将5DL 合上才恢复供电，那么B 站和C 站区域内将会恢复正常的供电。如果区域备自投不成功，那么将召回指令，C 站将会由站域的 110 kV 备投完成继续恢复供电的工作。如果线路中L2出现问题，在A 站无法达到站域启动条件的情况下，区域备自投将会停止控制指示，当区域备自投动作成功完成后，C 站就会继续供电。如果C 站由于一些因素致使低压侧失电，那么电源站域备自投和高压侧备等达不到启动的标准要求，且不发出停止控制的指示，C 站域备自投的中低压侧备自投就会利用系统延时作用恢复供电能力。

采用撤回暂停控制命令的形式可从根本上杜绝区域备自投动作出现操作误差。高优先级备自投启动且生效后，发出暂停指令至低优先级，从而停止自身备自投动作的发出。在低优先级备没有收到任何指示的情况下，它可依据系统内部的设置完成动作，待暂停控制命令下达后，高、低优先级自投跳闸时间无需完全吻合也可完成动作的协调与配合[3]。

通过对电网备自投的经验可知，倘若供电线路非解环点断路器出现分位问题，可以根据线路状态分析该线路发生故障的位置及原因；倘若现实问题是链式结构的串供出现问题，线路的区域备自投保护迟迟没有发出动作，供电线路后备保护会通过跳闸的方式进行保护。因此，区域备自投故障区域位置的搜寻困难，故障问题很难在第一时间得以解决。图2 为区域备自投故障区域图。

6 区域备自投供电故障的排查与确定

如果图2 中标注的125 位置断路器是解环点，K1是故障所在位置，断路器出现跳闸的位置即为图2 中的121。预判故障位置在121 和122 区域之间，那么区域备自投就会将自动跳开断路器122，合上125。因此，电力系统的技术部门应强化故障定点进行常规化排查，结合电力系统站域控制线路的保护，参照故障可能出现的区域范围，确定故障出现的实际点。倘若没有进行必要的线路维护和区域备自投保护，但是串供线路非解环点出现位置分离的状况，线路将停止供电。倘若这段线路没有出现任何故障，那么断路器可能出现偷跳问题。如果断路器侧母线上其他断路器接连跳开，那么故障问题很可能出现在断路器的母线处；倘若断路器跳闸且存在故障电流，那么可以结合经过断路器的故障电流确定故障存在的位置；倘若该站域的某个断路器接连跳开，那么故障很可能出现在该站其他线路上，可结合故障电流的方向判定故障存在的位置。在没有确定故障点情况下，备自投装置将会自动跳开断路器122，并闭合125 断路器，因为K1 点存在一定的故障，备用电源将会合于故障跳闸的方式，也就宣告备自投动作无效[4]。