基于智能电网调度控制系统的配网合环操作研究分析

摘要

国网天府新区供电公司的研究人员黄炜果、范译文等，在2018年第12期《电气技术》杂志上撰文指出，为保障电网安全运行，必须对配网线路合环时冲击电流大小进行详细分析和先验计算。目前国内外一般采用建立等值模型方式进行计算，其模型构架，参数设置等均与实际电网存在一定偏差，且无法对当前潮流情况进行考虑，同时该类方法对网架结构复杂的电网不能进行有效分析，因此无法满足实际需求。

本文基于智能电网调度控制系统（D5000）配网合环计算分析功能，能够实现任一规模电网下的配网合环电流实时计算，提高了电网抗风险能力，当出现紧急状况时，能为配网合环操作提供理论依据和应对措施。建立10kV线路合环操作跨110kV、220kV电压等级两种典型模型，计算合环稳态电流和瞬时最大冲击电流，同时与实际测量值进行对比分析，验证该功能的计算的准确性和实用性。

我国10kV及以下配网线路一般采用闭环设计，开环运行的供电方式，在倒负荷及线路检修时采用配网合环方式操作可以减少停电时间，提高供电可靠性。但由此会造成馈线合环电流过大，引起的过流保护动作或线路过载，发生大面积停电事故，影响电网的安全运行。因此，需对合环操作进行量化分析和计算，为实际操作提供理论支撑。

配网结构和运行方式非常复杂，文献[4]采用WARD/REI外部等值的方式，对合环电流进行分析计算，但该方式无法对大规模实际配网进行分析。文献[5]设计了一套配电网合环操作环流分析系统，对配网合环电流进行计算，但由于电网运行工况断面不易获得，因此计算结果会造成误差。

文献[6]在验证稳态电流的基础上，提出了一种计算冲击电流的新方法。文献[7]以戴维南定理为基础建立数学模型，采用节点阻抗矩阵对合环支路冲击电流进行研究，但由于阻抗矩阵本身存在近似性，因此会影响计算结果。文献[8-9]对合环电流提出了近似计算方式，但简化后模型参数较为简单，只能得到近似值。

文献[10]介绍了配网配电的典型电源接线方式。文献[11]提出了基于矢量图形的方式对配网进行高级应用。文献[12]针对含分布式电源的配网进行合环操作。文献[13]考虑了不同分布式电源下配网合环电流幅值差异的新型保护方案。

本文选取四川省天府新区配网线路，建立跨110kV、220kV电压等级两种典型模型，采用智能电网调度控制系统（D5000）配网解合环计算分析功能对合环稳态电流和冲击电流进行计算，同时与实际测量情况进行对比分析，为合环操作提供理论基础。

图1  配网合环功能界面

图5  配网解合环示意图

结论

本文针对配网合环操作中常见的两种操作方式进行了合环操作计算，其结果表明D5000配网合环分析软件能适用于大规模，不同方式下的合环电流计算。当电网出现紧急状况需进行合环倒负荷操作时，该分析软件能为调度员提供理论分析依据和指导，提高电网的安全稳定运行。

下一步将对软件计算结果带入一个安全系数Ks（Ks＞1），保证校验计算结果不会造成保护误动，避免因配网阻抗参数误差、软件计算所取电压与实际合环点电压之间的误差、软件合环校验与实际合环操作时间不同等因素造成误差对校核结果的影响。