王木楠

摘 要：在用戶對(duì)用電要求越來(lái)越高，傳統(tǒng)配電網(wǎng)難以滿足用戶供電需求的基礎(chǔ)上，配電網(wǎng)合環(huán)操作也逐漸成為實(shí)現(xiàn)配電自動(dòng)化，提升供電可靠性中著力要考慮的問題。文章在簡(jiǎn)要介紹配電網(wǎng)合環(huán)相關(guān)知識(shí)的基礎(chǔ)上，針對(duì)合環(huán)穩(wěn)態(tài)電流的計(jì)算和調(diào)控策略展開初步探索，旨在拋磚引玉，與大家相互交流，推進(jìn)相關(guān)工作的更好開展。

關(guān)鍵詞：配電網(wǎng)；合環(huán)操作；電流計(jì)算；調(diào)控

1 配電網(wǎng)合環(huán)概述

隨著配電網(wǎng)的不斷建設(shè)和發(fā)展，配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)設(shè)置也逐漸趨于合理化，也進(jìn)一步提升了多電源互聯(lián)互通的比率，對(duì)此，如何改善提升供電網(wǎng)的穩(wěn)定性也成為配電網(wǎng)合環(huán)中需要著力考慮的問題。在實(shí)踐中，常常使用不停電負(fù)荷轉(zhuǎn)供作為主要操作手段。從操作原理上看，配電網(wǎng)合環(huán)模式主要是指讓兩個(gè)變電站的低壓母線各帶一條配電線路[1]，并在配電線路之間通過(guò)聯(lián)絡(luò)開關(guān)實(shí)現(xiàn)互聯(lián)。在配電網(wǎng)正常運(yùn)行時(shí)，聯(lián)絡(luò)開關(guān)斷開，當(dāng)配電網(wǎng)運(yùn)行出現(xiàn)故障時(shí)，即某個(gè)變電站所帶出線路的開關(guān)需要檢修或者發(fā)生異常時(shí)，則需先合上聯(lián)絡(luò)開關(guān)，再斷開該站的出線開關(guān)，利用另一個(gè)低壓母線和兩端的配電線路來(lái)實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)的持續(xù)供電，配電網(wǎng)絡(luò)合環(huán)示意圖如圖1所示。

當(dāng)需要進(jìn)行帶電合環(huán)操作時(shí)，在聯(lián)絡(luò)開關(guān)沒有打開前，其兩側(cè)的電壓差不為零，當(dāng)聯(lián)絡(luò)開關(guān)閉合后，其對(duì)應(yīng)兩側(cè)的電壓差為零。合環(huán)以后，聯(lián)絡(luò)開關(guān)兩端電壓差瞬時(shí)發(fā)生變化，必將引起環(huán)流的出現(xiàn)，如果環(huán)流過(guò)大，還會(huì)引起路線過(guò)載或者路內(nèi)繼電器保護(hù)誤動(dòng)，導(dǎo)致故障問題的出現(xiàn)，影響供電系統(tǒng)的正常使用。在配電網(wǎng)執(zhí)行合環(huán)操作時(shí)，在合環(huán)開關(guān)處會(huì)產(chǎn)生沖擊電流和穩(wěn)態(tài)電流，為保障配電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，獲取科學(xué)準(zhǔn)確的合環(huán)電流是關(guān)鍵。在功能相對(duì)完善的配電自動(dòng)化系統(tǒng)中，各終端設(shè)備會(huì)將開關(guān)狀態(tài)、繼電保護(hù)、饋線負(fù)荷等實(shí)時(shí)信息傳遞至主站，為高效準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)計(jì)算奠定良好基礎(chǔ)。

2 合環(huán)穩(wěn)態(tài)電流的計(jì)算

對(duì)應(yīng)如圖1所示的配電網(wǎng)合環(huán)系統(tǒng)，在執(zhí)行合環(huán)操作時(shí)，可結(jié)合疊加原理對(duì)兩個(gè)線路的電流進(jìn)行疊加，分別包含：合環(huán)之前各支路的初始電流以及由聯(lián)絡(luò)開關(guān)兩端電壓向量差引起的環(huán)流。對(duì)于合環(huán)之前各支路之間的初始電流[2]，運(yùn)行人員可以結(jié)合傳統(tǒng)的潮流計(jì)算獲得，也可以從SCADA系統(tǒng)中直接獲取。因此，如何計(jì)算合環(huán)支路環(huán)流也成為合環(huán)穩(wěn)態(tài)電流計(jì)算的關(guān)鍵。結(jié)合圖1所示的合環(huán)網(wǎng)絡(luò)來(lái)看，如果假設(shè)兩個(gè)子網(wǎng)絡(luò)對(duì)應(yīng)的合環(huán)節(jié)點(diǎn)分別是p和q，采用戴維南等值后，對(duì)應(yīng)的合環(huán)示意圖如圖2所示。

聯(lián)立上述三個(gè)方程組時(shí)，不難發(fā)現(xiàn)在三個(gè)方程組中存在三個(gè)未知量，如果進(jìn)一步展開，則一共有六個(gè)方程組和六個(gè)未知量，經(jīng)過(guò)求解方程組，不難得到方程組的求解結(jié)果。在求解上述方程組的過(guò)程中，首先要確定合環(huán)支路負(fù)荷等效阻抗Z1，結(jié)合如圖3的示意圖來(lái)看，在配電網(wǎng)運(yùn)行中，負(fù)荷節(jié)點(diǎn)往往沿梳狀結(jié)構(gòu)分布，對(duì)負(fù)荷的實(shí)時(shí)分布也無(wú)法準(zhǔn)確及時(shí)的獲取。因此，在具體計(jì)算中，可以結(jié)合等效負(fù)荷模型，用集中負(fù)荷來(lái)等效饋線上分布的電荷，借以保障簡(jiǎn)化前后的電壓差？駐U近似或者相等。

3 配電網(wǎng)合環(huán)電流調(diào)控策略分析

做好復(fù)雜配電網(wǎng)合環(huán)電流計(jì)算工作，是開展有效電流調(diào)控的前提和基礎(chǔ)。在開展有效的配電網(wǎng)合環(huán)調(diào)控策略之前，首先要準(zhǔn)確計(jì)算出合環(huán)沖擊電流和合環(huán)穩(wěn)態(tài)電流，當(dāng)這兩個(gè)電流超越限度時(shí)，要因地制宜的采取有效地調(diào)控策略，將合環(huán)電流將至限值以下，為操作人員的安全合環(huán)操作營(yíng)造良好的條件。在配電網(wǎng)的合環(huán)操作實(shí)踐中[3]，常常是因?yàn)楹檄h(huán)沖擊電流過(guò)大而出現(xiàn)速斷保護(hù)動(dòng)作而致使合環(huán)操作失敗。對(duì)于文章的討論，合環(huán)操作電流主要是指合環(huán)沖擊電流，但也要同時(shí)兼顧防止出現(xiàn)合環(huán)穩(wěn)態(tài)電流過(guò)大而出現(xiàn)的保護(hù)性動(dòng)作。從合環(huán)穩(wěn)態(tài)電流和沖擊電流兩者的關(guān)系來(lái)看，兩者之間存在一定的比例關(guān)系，一般來(lái)說(shuō)，合環(huán)沖擊電流降低的同時(shí)也會(huì)造成合環(huán)穩(wěn)態(tài)電流的下降，因此，需著力將配電網(wǎng)的沖擊電流控制在限值以下，同時(shí)，需要檢驗(yàn)合環(huán)穩(wěn)態(tài)電流，查看其是否越限。

在具體操作實(shí)踐中，為了實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)調(diào)控合環(huán)電流，實(shí)現(xiàn)安全合環(huán)，常用的措施是進(jìn)行電容器投切和網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)，在很多情況下，只要使用上述兩種方式中的一種即可實(shí)現(xiàn)良好的調(diào)控效果，但是為了進(jìn)一步提升改進(jìn)調(diào)試的效果，豐富調(diào)整調(diào)控手段，常常綜合使用兩種調(diào)控手段，因此，有必要重點(diǎn)研究綜合調(diào)控現(xiàn)象。以調(diào)控中常用的遺傳算法為例，在進(jìn)行綜合環(huán)綜合調(diào)控?cái)?shù)學(xué)模型時(shí)，若采用完全遍歷形成搜索空間，則不僅會(huì)延長(zhǎng)搜索時(shí)間，帶來(lái)資源的浪費(fèi)和消耗，也會(huì)導(dǎo)致在搜索過(guò)程中形成大量的不可行解，影響算法的計(jì)算效率，故常常對(duì)這些算法進(jìn)行程序設(shè)計(jì)，最終以程序的形式來(lái)實(shí)現(xiàn)。應(yīng)用遺傳算法解合環(huán)電流綜合調(diào)控問題，在算法收斂以后即得到綜合調(diào)控合環(huán)電流的可行方案，但也只是得到所有方案結(jié)束以后的最終狀態(tài)，并沒有確定各種調(diào)控手段的順序，一般來(lái)說(shuō)，調(diào)控順序也會(huì)影響最終的調(diào)控效果，如以某種方式調(diào)控時(shí)會(huì)出現(xiàn)電流或者電壓過(guò)大的情況，而換一種調(diào)控順序，則效果則會(huì)大不相同。

參考文獻(xiàn)

[1]白玉東.計(jì)及分支負(fù)荷分布的配電網(wǎng)合環(huán)穩(wěn)態(tài)電流計(jì)算[J].現(xiàn)代電力，2011（12）：34-38.

[2]鄧哲林.復(fù)雜配電網(wǎng)合環(huán)電流調(diào)控的實(shí)用化策略研究[J].現(xiàn)代電力，2012（12）：11-16.

[3]鄒俊雄.10kv配網(wǎng)合環(huán)轉(zhuǎn)電計(jì)算模型與試驗(yàn)分析[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2010（10）：145-149.