國網(wǎng)太原供電公司 李 劍

1 引言

隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展進步，配電網(wǎng)作為連接輸電網(wǎng)和用戶的橋梁受到了更多的關(guān)注，為確保供電系統(tǒng)能提供優(yōu)質(zhì)安全的電能，要對分布式電網(wǎng)接入后的故障定位工作進行綜合管理，并及時優(yōu)化故障恢復工作，縮短停電時間且快速實現(xiàn)停電區(qū)域恢復供電。

2 分布式電源接入對配電網(wǎng)故障定位和恢復產(chǎn)生的影響

分布式電源接入電網(wǎng)后會增加電力系統(tǒng)運行的復雜程度，相較于傳統(tǒng)配電網(wǎng)網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的輻射狀網(wǎng)絡，分布式電源接入電網(wǎng)后會形成多源網(wǎng)絡模式，這就會對系統(tǒng)潮流方向形成改變作用，使得原有的故障約束條件和目標函數(shù)計算方式發(fā)生改變，增加了故障定位的難度。

在分布式電源接入后，其本身具有固定的調(diào)節(jié)頻率和電壓控制能力，并網(wǎng)運行過程中往往會呈現(xiàn)出孤島運行模式。因此，一旦整個配電網(wǎng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障問題后，利用分布式電源接入形成的孤島能為停電負荷供電，這就能更好地優(yōu)化供電效果。

分布式電源接入存在很多不同的類型、容量，甚至對應的接入位置不同都會對其運行效果產(chǎn)生影響，為此，在配電網(wǎng)故障定位和恢復工作中，要充分考量分布式電源接入的特點，并且要綜合關(guān)注發(fā)電間歇性以及波動性等問題，才能有效建立相應的故障定位和恢復方案[1]。

正是因為傳統(tǒng)能源存在消耗量大、環(huán)境污染嚴重等問題，所以分布式電源被廣泛應用在配電網(wǎng)運行體系中，基于此，依據(jù)全額接納分布式能源上網(wǎng)電量的基礎(chǔ)上，就要依據(jù)實際情況適當優(yōu)化分布式電源恢復負荷供電的處理工作，

分布式電源接入對配電網(wǎng)故障定位和恢復供電都會產(chǎn)生不同程度的影響，要在落實相關(guān)工作的過程中綜合分析分布式電源接入的特點以及情況，從而保證相關(guān)工作規(guī)范落實。

3 基于和聲算法的分布式電源接入下配電網(wǎng)故障定位

3.1 改進和聲算法理論基礎(chǔ)

在配電網(wǎng)故障定位工作中，為更好地提高階段性作業(yè)的質(zhì)量水平，要確保相應評估分析流程的可控性和合理性，并嚴格執(zhí)行具體流程，確保應用控制效果最優(yōu)化。具體流程如圖1所示。

圖1 故障定位基本流程

借助改進和聲算法進行相應工作，要充分結(jié)合故障定位的具體需求，主要是對配電自動化系統(tǒng)和饋線中FTU 檢測點進行管理，結(jié)合故障分析標準完成信息編碼工作，借助定義開關(guān)函數(shù)就能及時了解故障發(fā)生后過流信息和線路開斷狀態(tài)的關(guān)系，更好地確保整體解集空間運行的質(zhì)量。在定義符合實際特征的適應度函數(shù)后，就能準確定位故障位置。只有準確定位故障位置，才能更好地縮短停電時間，減少停電問題造成的經(jīng)濟損失。

3.2 具體內(nèi)容

應用和聲算法能有效提高處理效果，需要優(yōu)化的參數(shù)數(shù)量較少，且具備全局搜索的能力，但是算法處理環(huán)節(jié)中容易收斂于局部最優(yōu)，這就對其實際應用情況和范圍產(chǎn)生了一定的限制，為更好地維護其應用效果，采取增強尋優(yōu)的方式能提高處理效率。

一是輸入對應的網(wǎng)絡基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息，信息包括系統(tǒng)在整個運行體系中的拓撲結(jié)構(gòu)、開關(guān)狀態(tài)等，依據(jù)相關(guān)信息內(nèi)容，就能建構(gòu)完整的評估控制模式，從而確保開關(guān)處于正確的方向范圍內(nèi)，整合整體資源管理模式。

二是對初始問題予以優(yōu)化，并且，配合適應度函數(shù)計算、開關(guān)函數(shù)計算等過程獲取期望值以及修正系數(shù)，依據(jù)整體分析方案，更好地保證算法評估控制環(huán)節(jié)的科學性，提高故障定位分析的基本水平[2]。

三是要對系統(tǒng)的解集庫予以初始化處理，結(jié)合開關(guān)的運行狀態(tài)以及期望值參數(shù)、適應度函數(shù)公式等進行計算分析，依據(jù)標準參數(shù)評估體系進行函數(shù)集的評估處理。

四是結(jié)合動態(tài)修改參數(shù)以及和聲記憶庫選擇概率就能進行微調(diào)，形成新的和聲參數(shù)，確保能將其作為后續(xù)評估的基本依據(jù)，有效判定配網(wǎng)故障的具體位置，更好地維系故障處理工作的科學性。

五是結(jié)合排序方法更新初始解集庫和評價解集，依據(jù)實際管理控制要求，按照規(guī)范化流程維系配電網(wǎng)故障定位工作的科學性，實現(xiàn)多元評估工作的控制目標[3]。

六是比較評價解集的內(nèi)容，輸出最優(yōu)解后將其和上一級最優(yōu)解進行比較，判定結(jié)果是否滿足收斂條件，滿足收斂條件則結(jié)束搜索，并且輸出最優(yōu)解和相應的評價數(shù)值，準確判定故障位置。若是不滿足收斂條件則要進行最大迭代次數(shù)的檢驗，結(jié)合檢驗結(jié)果判定是否符合要求，完成搜索處理工作，以保證能最后確定故障問題。

在分布式電源接入下配電網(wǎng)故障定位控制環(huán)節(jié)中，要按照具體分析要求和規(guī)范，發(fā)揮改進和聲算法的優(yōu)勢作用，更好地建立完整的評估模式，確保能更好地建立完整且規(guī)范的應用管理機制，維持配電網(wǎng)運行的安全性和穩(wěn)定性。

4 基于改進蟻群算法的分布式電源接入下配電網(wǎng)故障恢復

在多類型分布式電源接入的情況下，難免會對系統(tǒng)故障定位以及故障恢復造成影響，為減少安全隱患問題的留存，要整合具體的分析管理控制模式，確保相應的處理工序和控制模式都能滿足規(guī)范，在充分考量配電系統(tǒng)恢復方案運行可行性的基礎(chǔ)上，秉持盡快完成停電區(qū)域恢復供電的原則，建立完整的控制模式，保證相應的恢復措施更加可控合理。

4.1 恢復階段劃分

在配電網(wǎng)管理分析環(huán)節(jié)中，為更好地提升配電網(wǎng)故障恢復工作的實效性，要全面分析恢復階段的相關(guān)情況，保證具體工作得以落實，最大程度上提高階段性作業(yè)質(zhì)量。針對配電系統(tǒng)，故障恢復過程要在滿足約束條件下對目標函數(shù)進行優(yōu)化處理，從而更好地維系整個系統(tǒng)運行控制的科學性水平。在進行故障定位后依據(jù)故障定位信息進行隔離，要結(jié)合實際標準維系相關(guān)工作流程的科學性[4]。具體階段見表1。

表1 配電網(wǎng)故障恢復階段劃分一覽表

與此同時，在恢復階段，還要充分滿足減少網(wǎng)損的具體要求，整合綜合評估過程，更好地實現(xiàn)統(tǒng)一分析目標，提高恢復階段控制的合理性和科學性。

4.2 骨干通道恢復

依據(jù)配電系統(tǒng)運行情況和具體安全管理要求，基礎(chǔ)拓撲結(jié)構(gòu)的特征為輻射狀和樹狀，利用廣度優(yōu)先搜索的方式能對樹狀圖進行全面、準確、科學地評估處理，更好地維系相應分析環(huán)節(jié)的合理性。并且，在使用相應處理機制的同時，還能對停電區(qū)域、重要失電負荷、重要負荷等進行綜合分析，與此同時，搜索具備黑啟動能力的分布式電源以及分布式電源相連饋線余量，就能對系統(tǒng)進行綜合管理，并且確保系統(tǒng)內(nèi)重要用戶能盡快恢復供電[5]。

一是啟動廣度優(yōu)先搜索程序，對含有具備黑啟動的分布式電源予以搜索。二是若是存在相應的電源，判定分布式電源容量是否大于重要用戶的失電量，若是正好大于，則對電壓越限情況、調(diào)節(jié)變壓器分接頭、電壓是否滿足條件等進行評估，按照規(guī)范要求恢復供電。三是若是沒有具備黑啟動功能的分布式電源，則搜索與重要用戶相連的饋線容量，判定饋線容量是否大于重要用戶的失電量，并且評估饋線與分布式電源總?cè)萘渴欠癯鍪щ娯摵?，一旦失效，則需要犧牲部分非重要負荷恢復重要負荷完成供電。

在應用廣度優(yōu)先搜索控制機制進行相應工作的過程中，要保證故障點到所有節(jié)點的評估分析工作都能落實，以便于能最直觀地分析重要負荷節(jié)點情況，更好地簡化系統(tǒng)分析過程，為潮流計算節(jié)點分布順序的判定和評估工作順利開展提供保障，也能最大程度上提高骨干通道恢復工作的時效性，維持整體配電網(wǎng)運行安全管理效果。

4.3 剩余負荷恢復

在完成骨干網(wǎng)絡恢復供電工作后，要對未恢復負荷量和拓撲結(jié)構(gòu)展開更新管理，確保相應環(huán)節(jié)控制的合理性，執(zhí)行對應的控制流程，就能更好地提高階段性工作的基本水平，為整個系統(tǒng)運行質(zhì)量的全面優(yōu)化提供保障。

4.3.1 蟻群算法優(yōu)化

主要是在傳統(tǒng)蟻群算法上進行多組蟻群同時尋優(yōu)過程予以優(yōu)化處理，建立相應解空間的同時，強化算法運行的效率，配合仿真分析過程更好地維系整體系統(tǒng)的安全水平?；玖鞒叹褪菍⒃邢伻哼M行分組，然后引導各個蟻群進行數(shù)據(jù)的單獨尋優(yōu)，在所有蟻群尋優(yōu)工作結(jié)束后匯總最優(yōu)解。

4.3.2 具體流程

結(jié)合配電網(wǎng)故障恢復工作的具體要求，為更好地發(fā)揮相應技術(shù)應用的優(yōu)勢作用，就要整合相關(guān)資源模式，建立相匹配的控制機制，按照規(guī)范流程維系具體環(huán)節(jié)之間的合理性，保證配電網(wǎng)故障定位和恢復工作都能順利開展。剩余負荷判定過程中，要按照式（1）進行分析。

式中，N1、N2為故障直接導致失電區(qū)域集合和故障間接導致失電區(qū)域集合；Si為節(jié)點i 對應電荷；Sj為節(jié)點j 對應的電荷，帶電取值為0、不帶電則取值為1。

一是要進行初始化參數(shù)的分析和匯總，并且及時更新剩余負荷恢復量和拓撲結(jié)構(gòu)，確保相應的處理控制模式可控合理。二是閉合相關(guān)聯(lián)的具有黑啟動功能的分布式電源，確保能為剩余負荷完成供電處理。三是判定剩余負荷是否恢復供電，若是恢復供電，則進行節(jié)點電壓越限評估，并對調(diào)節(jié)變壓器的分接頭進行判定，評估電壓是否恢復正常狀態(tài)。最后判定剩余負荷恢復供電情況，輸出恢復方案和最小網(wǎng)損參數(shù)，保證恢復處理環(huán)節(jié)的可控性和規(guī)范性。四是在判定剩余負荷是否恢復供電環(huán)節(jié)中，若是沒有恢復供電，則借助改進蟻群算法判定開關(guān)分合情況，計算最優(yōu)恢復方案，待處理后判定全部負荷是否恢復供電，若是沒有則要切除負荷。結(jié)合實際應用控制要求，要實時關(guān)注故障恢復狀態(tài)下有載變壓器分接頭的調(diào)整情況，保證節(jié)點電壓在正常的偏移范圍內(nèi)，才能更好地維系整個配電網(wǎng)運行管理的水平，避免安全故障問題留存對整個系統(tǒng)控制管理造成的不良影響，打造運行穩(wěn)定的配電網(wǎng)管理體系。

5 結(jié)語

在分布式電源接入配電網(wǎng)后，要結(jié)合實際情況全面分析故障定位和恢復處理方式，發(fā)揮和聲算法和改進蟻群算法的優(yōu)勢作用，建構(gòu)更加規(guī)范的評估過程，為配電網(wǎng)安全可持續(xù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。