CN111342455B - 一种10kV线路环网转供电方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种10kV线路环网转供电方法，包括如下步骤：S1、对存在联络的10kV供电区域线路建立线路模型；S2、按照上述联络情况，收集每条10kV供电线路的线路参数、保护信息以及用电负荷情况；S3、对线路负荷与线路参数信息进行比对，提炼能够进行供电方式转换的联络线路；S4、转供方案智能化构建与应用；本发明提供一种10kV线路环网转供电方法，因原有10kV配电网转供电方法较为粗放、低效，仅能大致确定转供电方案和站内的全线转供电，按照本发明可以具体精确到一条线路的某一段，某一部分，保证某个节点以下停电也能根据接入的节点实现部分线路段的转供，与之前相比更为精确、具体和停电后的自愈效率更高。

Description

一种10kV线路环网转供电方法

技术领域

本发明属于供配电技术领域，具体为一种10kV线路环网转供电方法。

背景技术

随着城市化进程的快速推进，城市配电网建设也在不断随着需要进行规划、建设和变化，日趋复杂。同时，为提升城市供电可靠性，城区逐步形成环网供电的格局，为居民和商业用电提供了基础性高保障条件。但因为城市环网建设和用电形态的持续变化，增加了城市环网的运行压力和运维管理难度。而且近年来“智能分布式”电网日益受到关注，倒逼电网企业不断提高电网可靠性和快速切换和故障恢复能力，减少客户停电感知，以提升用户满意度。尤其在高原藏区的区域，虽然存在10kV电力线路的联络，但网架薄弱，未形成系统性的运行方式转换管理的策略和针对性的方法，缺少明确运行方式改变的依据和信息支撑，也尚未形成有效的运行方式转化算法。工作中常因联络线路关系不清晰，用户负荷情况转供前后不明确，产生转供电难的问题。另外对于各类工程项目的实施，因缺乏统一管理、统一规划，导致10kV电力线路转供信息不对称，对于今后的配电网维护、改造存在难题，当下电网结构的高效能利用也缺乏准确数据依据；

为此，发明人综合各类因素提出了一种10kV线路环网转供电方法。

发明内容

本发明的目的在于：为了解决现有10kV供电转供难的技术问题，提供一种10kV线路环网转供电方法。

本发明采用的技术方案如下：

一种10kV线路环网转供电方法，包括如下步骤：

S1、对存在联络的10kV供电区域线路建立线路模型；

S2、按照上述联络情况，收集每条10kV供电线路的线路参数、保护信息以及用电负荷情况；

S3、对线路负荷与线路参数信息进行比对，提炼能够进行供电方式转换的联络线路；

S4、转供方案智能化构建与应用。

作为本发明进一步技术方案：所述S4包括如下步骤：

S401、对存在可以转供电，但是没有联络点的电缆混合型线路，在同杆架设、同塔双回区段新建10kV真空断路器进行联络；在具备电缆线路能新增电缆头的，以户外开关柜或环网柜的间隔以10kV母线进线连接板或10kV出线连接板将两条或更多的10kV供电线路进行联络；

S402、按照10kV电缆及电缆混合型供电线路关键联络点的位置进行绘制，增加进单条电缆或电缆混合型线路的走向路经；

S403、在配电网络上布置智能分布式馈线自动化系统，要求执行策略的各个开关在同一个环网线路中，联络开关只有一个，也就是最简单的单环网接线。由于变电站的管理要求与配网差别较大，变电站开关难以与线路开关相互通信并执行网络保护策略，因此，智能分布式常常以线路上的第一个开关作为首开关，首开关及之后的其他开关构成一个可以相互通信，执行相同策略的域；

作为本发明再进一步技术方案：S404、按照用电负荷和接入关系断开及合环的操作实现转供。逻辑转供可行性，首先根据保护定值算法计算单条线路的最大可承载负荷，其次计算进3个月发生过的最大负荷，然后根据差值明确可进行转供电的方案及接入点(不同接入点，其接入点以下的负荷和线径不同，决定了转供实现的可行性)；

作为本发明再进一步技术方案：S403中域内电气接线是单环网结构；

作为本发明再进一步技术方案：S403中域内分段开关和联络开关需要配套智能终端；

作为本发明再进一步技术方案：S403中智能终端之间需要建立快速通信。

作为本发明再进一步技术方案：S404中从故障点线路前后开关(断路器)探测到负荷点(用户)的供电路径方案；

作为本发明再进一步技术方案：S404中计算比对线路原负荷，是否能够承受新加(故障段)负荷，不满足条件则跳过此方案；

作为本发明再进一步技术方案：S404中按线路最短、变化最少(投切断路器或开关最少)为合格备选方案。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、本发明提供一种10kV线路环网转供电方法，因原有10kV配电网转供电方法较为粗放、低效，仅能大致确定转供电方案和站内的全线转供电，按照本发明，可以具体精确到一条线路的某一段，某一部分，保证某个节点以下停电也能根据接入的节点实现部分线路段的转供，与之前相比更为精确、具体和停电后的自愈效率更高。

2、本发明实现模型化实时环网运行态，以全面展现环网的动态和资源；转供方案智能分布式，即去中心化，无需主站干预，由各个环网开关(含环网柜和柱上断路器)的智能终端决策，协同完成配电线路故障定位、隔离以及恢复供电；

3、本发明结合城市环网结构特点，以环网数据参数为依据进行系统性转供电方案提供，减少人工方式产生的低效、误差，误判；为环网管理和决策提供依据。

附图说明

图1为本发明中网络保护域的示意图；

图2为本发明中定位隔离划分的示意图；

图3为本发明中线路环网转供流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制；术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

一、工作实施步骤：

1、对存在联络的10kV香格里拉城区线路建立线路模型；

2、按照联络情况收集每条10kV供电线路的线路参数、保护信息以及用电负荷情况；

3、对线路负荷与线路参数信息进行比对，提炼可以进行供电方式转换的联络线路；

4、对存在可以转供电，但是没有联络点的电缆混合型线路，在同杆架设、同塔双回区段新建10kV真空断路器进行联络；在具备电缆线路能新增电缆头的，以户外开关柜或环网柜的间隔以10kV母线进线连接板或10kV出线连接板将两条或更多的10kV供电线路进行联络。

5、按照10kV电缆及电缆混合型供电线路关键联络点的位置进行绘制，增加进单条电缆或电缆混合型线路的走向路经

6、按照用电负荷和接入关系断开及合环的操作实现转供。逻辑转供可行性，首先根据保护定值算法计算单条线路的最大可承载负荷，其次计算进3个月发生过的最大负荷，然后根据差值明确可进行转供电的方案及接入点(不同接入点，其接入点以下的负荷和线径不同，决定了转供实现的可行性)

二、技术逻辑

智能分布式馈线自动化又名网络保护。要求执行策略的各个开关在同一个环网线路中，联络开关只有一个，也就是最简单的单环网接线。由于变电站的管理要求与配网差别较大，变电站开关难以与线路开关相互通信并执行网络保护策略，因此，智能分布式常常以线路上的第一个开关作为首开关，首开关及之后的其他开关构成一个可以相互通信，执行相同策略的域，首开关也叫域界开关，例如图1的2#开关至7#开关就构成一个域，2#和7#开关就是首开关。

实现这种技术需要满足以下3点条件：

1)域内电气接线是单环网结构；

2)域内分段开关和联络开关需要配套智能终端；

3)智能终端之间需要建立快速通信。

智能终端实现故障区段的定位、隔离和转供电的逻辑如下图2：

智能转供电逻辑原理：

1、故障定位

满足最少通信数量，线路上的每个开关只需与左右相邻的开关通信，就可以判断故障区段。通过开关之间的通信，自己有故障电流+相邻两侧也有故障电流则得出结论：故障不在本开关的保护区段，保护不动作，仅启动后备模式。自己有故障电流+相邻两侧开关仅有一侧有故障电流则得出结论：故障在本开关的保护区段；自己没有故障电流+相邻两侧开关仅有一侧有故障电流则得出结论：故障在本开关的隔离区段。

2、故障隔离

故障定位后，由故障点两侧的开关分别启动故障切除程序和隔离程序，故障点上游开关跳闸智能终端发出故障切除成功标志；故障点下游开关跳闸智能终端发出转供电请求。

3、转供电

联络开关收到转供电请求，启动转供电程序-开关合闸，转供电完成。

以图1为例，4#开关与2#开关、S1开关通信，S1与4#开关、S2开关通信。假如电源来自1#开关，6#环网柜的S1开关是联络开关(常开)，4#-S1线路发生故障时，线路上的1#、2#、4#开关均检测到故障电流，S1及右侧的开关均检测不到故障电流。开关之间相互通信判断出故障点在4#开关的下游，在S1的上游，4#及S1分别跳闸，S1跳闸后发出转供电信号，联络开关合闸。故障的定位、隔离和转供电程序完成。

开关与左右相邻开关的通信解决了就地分布式的故障定位和隔离，通信时间+智能终端程序计算时间+断路器的分闸时间构成了整个程序的总时长，目前的设备基本能在200毫秒以内完成，如果变电站出口开关速断整定时间在300毫秒，则变电站出口开关还没动作线路故障已经隔离，线路故障点上游区域可以不停电，下游区域在几百毫秒内恢复供电，除了故障区段，其他用户几乎没有感觉，故障已经切除、隔离。因此，供电可靠性非常高，达到毫秒级。这种馈线自动化通常叫智能分布式速动型。如果线路的分段开关采用负荷开关，以上的逻辑需要等待变电站出口断路器跳闸后再执行策略，开关检测无压后进行网络重构，重构时间与速动型无差别，变电站出口断路器等待几秒后重合闸，恢复线路供电。这种策略通常叫智能分布式缓动型，也有叫“配合型”，以及“基于对等通信一次重合闸”等等，其基本原理一致。这种自动化策略的供电可靠性较高，能达秒级。

线路环网转供流程图如图3所示，其中转供方案算法流程：

1)从故障点线路前后开关(断路器)探测到负荷点(用户)的供电路径方案；

2)计算比对线路原负荷，是否能够承受新加(故障段)负荷，不满足条件则跳过此方案；

3)按线路最短、变化最少(投切断路器或开关最少)为合格备选方案；

转供负荷可行性预判。按照A线路最大可承载负荷与三个月内最大负荷差值为依据，判定B线路停电后需要A线路转供电的可行性(比如B线路最大供电负荷、线径及线路长度和差值的匹配情况)。

配电网故障转供算法，主要基于广度优先遍历和深度探索结合的路径搜索方法，需将搜索得到的支路先存储在树结构中，再对各树进行遍历筛选，将符合的路径存于链表中备选。

同时，针对配网存在大量的线路段和开关，会影响算法的速度的特征，需结合贪婪算法进行算法重构。

确定转供电所需的断开点(避免供电冲突或故障点隔离)和合环点(通过A线路转供电到B线路的供电联络点)，以先断后合的逻辑顺序依据负荷情况开展转供电。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种10kV线路环网转供电方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1、对存在联络的10kV供电区域线路建立线路模型；

S2、按照上述联络情况，收集每条10kV供电线路的线路参数、保护信息以及用电负荷情况；

S3、对线路负荷与线路参数信息进行比对，提炼能够进行供电方式转换的联络线路；

S4、转供方案智能化构建与应用；

所述S4包括如下步骤：S401、对存在可以转供电，但是没有联络点的电缆混合型线路，在同杆架设、同塔双回区段新建10kV真空断路器进行联络；在具备电缆线路能新增电缆头的，以户外开关柜或环网柜的间隔以10kV母线进线连接板或10kV出线连接板将两条或更多的10kV供电线路进行联络；

S402、按照10kV电缆及电缆混合型供电线路关键联络点的位置进行绘制，增加进单条电缆或电缆混合型线路的走向路经；

S403、在配电网络上布置智能分布式馈线自动化系统，要求执行策略的各个开关在同一个环网线路中，联络开关只有一个，也就是最简单的单环网接线；

S404、按照用电负荷和接入关系断开及合环的操作实现转供。

2.如权利要求1所述的一种10kV线路环网转供电方法，其特征在于：所述S403中区域内电气接线是单环网结构。

3.如权利要求1所述的一种10kV线路环网转供电方法，其特征在于：所述S403中区域内分段开关和联络开关需要配套智能终端。

4.如权利要求1所述的一种10kV线路环网转供电方法，其特征在于：所述S403中智能终端之间需要建立快速通信。

5.如权利要求2-4任一所述的一种10kV线路环网转供电方法，其特征在于：所述S404中从故障点线路前后开关探测到负荷点的供电路径方案。

6.如权利要求5所述的一种10kV线路环网转供电方法，其特征在于：所述S404中计算比对线路原负荷，是否能够承受新加负荷，不满足条件则跳过此方案。

7.如权利要求5所述的一种10kV线路环网转供电方法，其特征在于：所述S404中按线路最短、变化最少为合格备选方案。