基于黑板模型的配电网故障恢复多代理协作机制设计_杨丽君
ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ
．ｉｓｓｎ．１０００－１０２６．２０１２．０６．０１５基于黑板模型的配电网故障恢复多代理协作机制设计
杨丽君１，刘建超２，曹良晶２，卢志刚１
（１．电力电子节能与传动控制河北省重点实验室，燕山大学，河北省秦皇岛市０６６００４；
２．廊坊供电公司，河北省廊坊市０６５０００
）摘要：基于多代理理论，提出一种考虑负荷控制的含分布式电源配电网故障后快速恢复供电的多
代理方法。构建了包含重要负荷代理、
负荷全局控制代理、分布式电源代理、微电网代理的多代理系统，完成供电恢复策略的制定。引入黑板模型作为协调机制，并对黑板和知识库进行了模块化设
计。恢复过程中每个代理寻找问题解部分，
黑板组织协调各个代理行为，通过信息的更新与存储过程提高了信息利用率，这种协作机制既实现了并行计算，又避免了代理之间的不同步造成的信息滞
留。算例表明，
所述方法在处理配电网故障恢复问题时，恢复策略准确，速度快，具有高效性和实用性。
关键词：配电网；故障恢复；黑板模型；多代理；分布式电源；微电网
收稿日期：２０１１－０１－２１；修回日期：２０１１－０８－１７。国家自然科学基金资助项目（６１０７１２０１
）。０ 引言
配电网作为直接联系电力生产者与用户的纽
带，
体现着电力系统的电能质量与供电服务好坏［１］
。由于长期重视发电部分而忽视供电部分，导致研发人员对配电系统的研究和开发工作远不及对输电系
统所做的工作。近些年来，随着国民经济的快速发展和对科技新领域的不断开拓，
配电系统自动化日趋完善和成熟。数据采集与监控系统与地理信息系统的广泛应用，
也为配电网故障后恢复供电提供了发展空间。
为了解决配电网故障后恢复供电问题，多种智
能优化算法［２－
４］先后涌现，如改进遗传算法、二进制
粒子群算法［５］
、蚁群算法、最小生成树理论、多代理
（ｍｕｌｔｉ－ａｇｅｎｔ）理论等。多代理技术在处理信息量大、通信复杂的电力系统相关问题上［６－９］体现出灵活
性，在解决配电网故障恢复［１０］、动态重构［１１］
问题上
具有优势。
文献［１２］建立了一个由全系统控制协调代理、微电网控制代理、分布式电源（ＤＧ）
代理以及母线代理组成的多代理系统，并提出配电网调度中心、微电网、分布式电源三者的分层协调控制，但未设计该系
统的协作机制。文献［１３］提出一种基于多代理技术的电力系统故障恢复方法，该方法通过设置就地管
理代理、远方管理代理、负荷代理及发电机代理组成
多代理系统，
并对代理之间的协调过程进行了详细的阐述。由此可见，协作机制是影响多代理系统性能高低的重要部分，也是目前广大学者的研究热点与难点。
本文针对含分布式电源的配电网，
提出一种配电网故障恢复多代理方法，引入黑板模型这一协作
方式，组织多代理系统运作，通过算例仿真证明了该方法的高效性和实用性。
１ 含分布式电源并考虑负荷控制的配电网故障恢复模型
１．１ 目标函数
集中有效的负荷控制对配电网故障恢复有指导作用，
如系统恢复容量不足时，可通过切断负荷保证重要负荷供电；当前母线容量不足需要转移或切负荷时，根据要求可以灵活选取恢复策略。本文定义负荷控制特性如下：在保证重要负荷优先快速恢复的基础上，尽可能多地恢复全部失电负荷，最后，最小化对正常用户负荷的影响，要求可控负荷转移量最低。具体目标函数如下。
１）重要负荷优先恢复，目标函数ｆ１如下：
ｍｉｎ ｆ１（
ｘ）＝∑ｉ∈Ｃ
（
１－ｋｉ
）Ｌｉ
（１
）式中：Ｃ为重要负荷节点集合；Ｌｉ为节点ｉ的负荷；
ｋｉ为节点
ｉ的状态，１为带电，０为失电。２）尽可能多地恢复失电负荷，目标函数ｆ２
如下：
ｍｉｎ ｆ２（
ｘ）＝∑ｉ∈Ｍ
（
１－ｋｉ
）Ｌｉ
（２
）—
５
８—第３６卷 第６期２０１２年３月２５日Ｖｏｌ．３６ Ｎｏ．６
Ｍａｒ．２５，２０１２
式中：Ｍ为失电区域节点集合，
包括故障失电区域和非故障失电区域。
３）可控负荷转移量，目标函数ｆ３如下：
ｍｉｎ ｆ３（
ｘ）＝∑
ｉ∈Ｎ
ｋｉＬｉ
（３
）式中：Ｎ为需要转移负荷的节点集合。
１．２ 约束条件
１
）辐射状运行的网络约束：ｇｋ∈Ｇｋ
（４）式中：ｇｋ为当前网络结构；Ｇｋ为所有允许的辐射状网络集合。
２
）线路容量约束：Ｓｉ＜Ｓｉ，ｍａｘ
ｉ＝１，２，…，ｎ（５）式中：Ｓｉ和Ｓｉ，ｍａｘ分别为支路ｉ的视在功率和容量。
３
）节点电压约束Ｕｉｍｉｎ≤Ｕｉ≤Ｕｉｍａｘ
ｉ＝１，２，…，ｍ（６）式中：Ｕｉｍａｘ和Ｕｉｍｉｎ分别为节点电压上下限。
４
）分布式电源约束：ＰＤＧ＋∑ｌ∈Φ
Ｐｌ≥０
（７
）式中：ＰＤＧ为岛内分布式电源的输出量；Φ为孤岛集
合；Ｐｌ为岛内的负荷。
２ 配电网故障恢复的多代理方法
２．１ 多代理系统协调通信机制的设计
黑板模型最大的特点在于它支持并行性，在一个需要并行性和分布式编程的系统中，黑板模型为组织协调各部分工作提供了方便的平台。
２．１．１ 黑板
黑板是所有问题解决者都访问的集中对象。黑板是主动对象，而不仅仅是存储位置。在某些情况下，由黑板调用相应的问题解决者来处理信息。其结构如图１所示。
图１ 黑板的基本结构
Ｆｉｇ
．１ Ｂａｓｉｃ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ｔｈｅ ｂｌａｃｋｂｏａｒｄ２．１．２ 问题解决者
在黑板模型中，问题解决者叫做知识库（ＫＳ），即代理。多个知识库用来解决问题的不同方面，每
个知识库所关注的焦点或专业领域是各不相同的。每个知识库借助自身的知识积累处理问题的某一部分，在其熟悉的领域发挥作用。在处理问题时，如果任意部分的解依赖其他部分的解，则可以借助
黑板来组织协调问题解决者之间的行为，并整合部分方案。
每个知识库应该包含目标、搜索空间、搜索方
法、最小生成树、条件、行为几个部分，如图２所示。
图２ 知识库基本结构
Ｆｉｇ．２ Ｂａｓｉｃ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ｋｎｏｗｌｅｄｇ
ｅ ｓｏｕｒｃｅ（ＫＳ）２．１．３ 黑板模型的构造
黑板框架是连接黑板和知识库的纽带，它没有描述黑板和知识库的具体结构，而是具体化了两者之间的关系。黑板模型的设计尤为重要，灵活多用的特点就体现在它并没有要求知识库的数量与目标，能够全面地组织协调知识库完成任务，如图３所示。
图３ 黑板模型逻辑配置图
Ｆｉｇ．３ Ｌｏｇｉｃａｌ ｌａｙ
ｏｕｔ ｏｆ ｂｌａｃｋｂｏａｒｄ ｍｏｄｅｌ２．２ 多代理系统构建
目前，
运用多代理理论处理配电网故障恢复问题的文献，往往设置馈线代理、分布式电源代理、母线代理、微电网代理等来构建多代理系统，虽然在处
理恢复问题上具有一定的针对性，
但是面对大型配电网络故障恢复问题，由于电力元件本身的数量巨
大，
在某种程度上甚至加剧了“维数灾”，另一方面，由于没有采用良好的协作方式，各个代理必然面临
协调上的同步问题，致使恢复过程缓慢，不能体现多代理系统的优势。
针对上述问题，本文在多代理系统的构建过程中，将每一个恢复目标设置成一个问题解决者即代
—
６８—２０１２，３６（６
）
理。同时，协作方式选择黑板模型，实现并行计算，缩短恢复时间，避免了个数繁多的代理造成的协调同步性。
１）Ａｇｅｎｔ１：重要负荷代理，即ＫＳ１。
目标：实现重要负荷的全部恢复。
搜索空间：与重要负荷相连的分段开关、联络开关。
搜索方法：最小生成树。
条件：当有重要负荷失电情况下。
行为：将问题解决策略发送给黑板解部分。
２）Ａｇｅｎｔ２：负荷全局控制代理，即ＫＳ２。
目标：尽可能多地将失电负荷恢复供电。
搜索空间：网内可操作联络开关和分段开关。
搜索方法：最小生成树。
条件：供电区域内出现负荷失电情况下。
行为：将问题解决策略发送给黑板。
３）Ａｇｅｎｔ３：分布式电源代理，即ＫＳ３。
目标：实现分布式电源的孤岛运行和恢复后并网。
搜索空间：与分布式电源相连的分段开关和联络开关。
搜索策略：参照ＩＥＥＥ １５４７—２００３标准。
条件：故障处直接或间接和分布式电源相连。
行为：将开关操作策略发送给黑板。
４）Ａｇｅｎｔ４：微电网代理，即ＫＳ４。
目标：实现微电网的联网运行或者孤岛运行。
搜索空间：微电网内、外部联络开关和分段开关。
搜索策略：参照ＩＥＥＥ １５４７．４标准。
条件：微电网内、外部出现故障。
行为：将开关操作策略发送给黑板。
２．３ 恢复流程
故障恢复流程见附录Ａ图Ａ１，具体如下。
步骤１：故障发生后，黑板接收到故障信息，黑板首先进行分布式电源判断，若没有直接或间接与分布式电源相连的故障发生，则不启动Ａｇｅｎｔ３；否则触发Ａｇｅｎｔ３启动条件。
如果分布式电源和故障点直接相连，那么应立即断开分布式电源，接入断路器和刀闸，分布式电源退出运行，待网络故障排除，恢复正常运行后再接入网络；如果故障点经过部分负荷和分布式电源相连，则根据ＩＥＥＥ １５４７—２００３新的解决孤岛问题的标准进行孤岛划分，该标准中不再禁止有意识的孤岛存在，而是鼓励供电方和用户尽可能地通过技术手段实现孤岛运行，并在经济方面达成共识。
Ａｇｅｎｔ３得到开关操作解集后，向黑板发送信息。
步骤２：由部分负荷、储能装置、微电源组成的微电网，是一个可控的电力系统单元，Ａｇｅｎｔ４接收到黑板发送的启动信息，根据需要决定是独立运行还是并网运行，并将开关操作策略发送给黑板。
步骤３：开关操作集的整理。分析网络拓扑，应用文献［１４］的等效负荷模型，简化配电网网络结构，整理可操作开关集合。
步骤４：Ａｇｅｎｔ１和Ａｇｅｎｔ２接收到黑板的指令信息，应用最小生成树算法搜寻可行解，并将实时优化解部分发送给黑板。
步骤５：黑板接收到Ａｇｅｎｔ１和Ａｇｅｎｔ２发送过来的解集合后，应用多代理演化算法更新解部分第１层，令Ｎ＝Ｎ＋１；如果解集合继续更新则转回步骤４；如果解集合不再更新，则转入步骤６。
步骤６：黑板对整合后的解集合进行筛选。选取优化模型，计算解集合中每个解的评价函数值并排序，筛选最优解。
步骤７：输出结果，结束。
３ 仿真算例
本文选取一个典型的配电网络进行仿真，如图４所示，含２个变电站Ａ和Ｂ。图中：Ａ型开关指连接同一变电站同一变压器下２条馈线的联络开关；Ｂ型开关指连接同一变电站不同变压器下２条馈线的联络开关；Ｃ型开关指连接不同变电站下２条馈线的联络开关。黑色实心圆点表示分段开关常闭，白色空心圆点表示联络开关常开。具体网络参数见文献［２］。Ａ站和Ｂ站各含２０个分段开关和２０个负荷变压器。１，１８，２４，３６为重要负荷，用三角形标注
。
图４ 某典型配电网正常运行时网络单线图Ｆｉｇ．４ Ｓｉｎｇｌｅ ｌｉｎｅ ｄｉａｇｒａｍ ｏｆ ａ ｔｙｐｉｃａｌ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ
ｎｅｔｗｏｒｋ ｄｕｒｉｎｇ ｎｏｒｍａｌ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ
—
７
８
—
·研制与开发· 杨丽君，等 基于黑板模型的配电网故障恢复多代理协作机制设计
假设故障分别发生在图４中Ｋ１，
Ｋ２，Ｋ３，Ｋ４处，分别在分布式电源不投运和投运２种情况下，采用多代理方法，对网络中故障失电区域和非故障失电区域恢复供电，得到开关操作集合，如表１、表２所示。
表１ 网络中不含分布式电源时故障恢复策略集合Ｔａｂｌｅ １ Ｒｅｓｔｏｒａｔｉｏｎ ｓｔｒａｔｅｇ
ｉｅｓ ｓｅｔ ｏｆ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｎｅｔｗｏｒｋ ｗｉｔｈｏｕｔ
ＤＧ故障点
开关操作
闭合联络开关
断开分段开关
ｆ１
／ｋＷ
ｆ２／ｋＷｆ３
／ｋＷＫ１Ｂ１，Ｃ４
４，５
２９５
２９５Ｋ２Ｂ２，Ｃ１ １７，２０ ３１５ ８６５ ８６５Ｋ３Ａ２，Ｂ３ ２２，２３，２４，２５
３１５ ７１５
７１５Ｋ４
Ｂ４
３９
２００
２００
注：在故障Ｋ１，Ｋ２，Ｋ４下，
失电负荷全部恢复供电；故障Ｋ３下，除Ｌ２５外其他失电负荷全部恢复供电。
表２ 网络中含有分布式电源时故障恢复策略集合Ｔａｂｌｅ ２ Ｒｅｓｔｏｒａｔｉｏｎ ｓｔｒａｔｅｇ
ｉｅｓ ｓｅｔ ｏｆ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｎｅｔｗｏｒｋ ｗｉｔｈ
ＤＧ故障
点
开关操作闭合联络开关
断开分段开关
ｆ１／ｋＷ
ｆ２／ｋＷ
ｆ３／ｋＷ
微电网Ｋ１４ ２９５ ０
微电网Ａ孤岛运行Ｋ２Ｂ２，Ｃ１ １７，２０ ３１５ ８６５ ８６５Ｋ３Ａ２ ２２，２３ ３１５ ９１５ １
８５微电网Ｂ孤岛运行Ｋ４Ｂ４ ３９ ２００ ２
００微电网Ｃ并网运行
注：各故障下，失电负荷全部恢复供电。
表１中，网络中不含分布式电源时，在故障点
Ｋ１发生故障时，
故障处开关４跳开，黑板接收到故障信息，触发多代理恢复系统，由于没有重要负荷失电，所以Ａｇｅｎｔ１不被激活。负荷Ｌ４和Ｌ５都失去了电力供应，激活Ａｇｅｎｔ２，Ａｇｅｎｔ３，Ａｇｅｎｔ４参与恢复策略的制定，开关动作为闭合联络开关Ｂ１，Ｃ４，跳开分段开关５，避免环形供电。
可以看出，黑板模型的协作机制适合组织代理自身行为与集体行为，根据信息调动相应的代理处理问题，并且被激活的代理只需要按照事先设定好的流程解决自己的问题；另一方面，黑板收集每个代理的优良解，应用多代理演化算法整合各个解部分，保证了优化结果的全局性。
表２中，网络含有分布式电源时，在故障点Ｋ１发生故障时，黑板在接收到故障信息后，立刻分析、激活微电网和分布式电源代理（Ａｇｅｎｔ３和Ａｇｅｎｔ４），ＤＧ１和负荷Ｌ４与Ｌ５及其控制设备形成微电网Ａ，孤岛运行。而后激活全局负荷代理，整理开关操作集，搜寻最优解。这一协作模式，既保证了负荷的全部恢复，而且减少开关操作次数，降低了负荷量的转移，最大限度降低故障恢复操作对整个网络的影响，同时，代理之间没有复杂的信息交换，大
大节省了恢复时间。
对于故障４，故障发生在分布式电源下游，微电网Ｃ外部故障，馈线调整出力，将负荷Ｌ３９和Ｌ４０转移给馈线Ｆ６，并经潮流验证没有出现电压、电流越限。
对于故障３，黑板激活分布式电源代理Ａｇｅｎｔ３，Ａｇ
ｅｎｔ３分析ＤＧ３容量并依据就近负荷特性，与Ｌ２３，Ｌ２４，Ｌ２５组成微电网Ｂ
，由于微电网Ｂ并网会出现Ｆ５馈线越限情况，并且对整个网络用户产生较大影响，因此采用孤岛运行。特别地，Ａｇｅｎｔ１和Ａｇｅｎｔ２应用最小生成树算法搜寻可行解，并即时发送给黑板，黑板应用多代理演化算法得出满意解如表２。在满足重要负荷Ｌ２４优先恢复的基础上，保证了Ｌ２５的供电，避免了表１中为保证重要负荷Ｌ２４恢复而切除Ｌ２５的缺点。黑板是问题解决模型，并且支持并行性，每个代理具有典型的自包含，彼此之间很少交互信息，必要的通信通过黑板进行。因此，每个代理服务于模块化程序中的处理过程，这些模块可以分别对待，并行执行，
没有复杂的同步需求。由仿真结果及分析可以看出，本文所提黑板模型在组织多代理系统运作的过程中发挥了一定的优势，这种协作模式避免了代理之间的不同步性造成的信息滞留与混乱，实时更新的解群体缩小了最优解的搜索范围，提高了算法收敛速度。
４ 结语
本文建立了配电网故障恢复模型，分析了配电
网故障后分布式电源的处理方法，结合多代理理论和最小生成树算法，提出了一种配电网故障恢复多代理新方法。
引入黑板模型协作机制，对重要负荷代理、负荷全局控制代理、分布式电源代理、微电网代理及黑板进行模块化设计，实现不同问题解决者的并行计算，避免了代理之间的不同步性造成的信息滞留与混乱，提高了恢复速度。附录见本刊网络版（ｈｔｔｐ：／／ａｅｐｓ．ｓｇｅｐｒｉ．ｓｇ
ｃｃ．ｃｏｍ．ｃｎ／ａｅｐｓ／ｃｈ／ｉｎｄｅｘ．ａｓｐ
ｘ）。参考文献
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Ｍｕｌｔｉ－ａｇｅｎｔ Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｄ Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ Ｄｅｓｉｇ
ｎ ｏｆ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ Ｎｅｔｗｏｒｋ ＦａｕｌｔＲｅｓｔｏｒａｔｉｏｎ Ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｂｌａｃｋｂｏａｒｄ
ＭｏｄｅｌＹＡＮＧ Ｌｉｊｕｎ１，ＬＩＵ Ｊｉａｎｃｈａｏ２，ＣＡＯ Ｌｉａｎｇｊｉｎｇ２，ＬＵ Ｚｈｉｇａｎｇ
１
（１．Ｋｅｙ Ｌａｂ ｏｆ Ｐｏｗｅｒ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ ｆｏｒ Ｅｎｅｒｇｙ Ｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｍｏｔｏｒ Ｄｒｉｖｅ ｏｆ Ｈｅｂｅｉ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ，Ｙａｎｓｈａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｑｉｎｈｕａｎｇｄａｏ ０６６００４，Ｃｈｉｎａ；２．Ｌａｎｇｆａｎｇ Ｐｏｗｅｒ Ｓｕｐｐｌｙ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｌａｎｇｆａｎｇ ０６５０００，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔａｋｉｎｇ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ｇｅｎｅｒａｔｏｒ（ＤＧ）ｏｐｅｒａｔｉｎｇ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ａｎｄ ｌｏａｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ｆｅａｔｕｒｅｓ ｉｎｔｏ ｃｏｎｓｉｄｅｒａｔｉｏｎ，ａ ｍｕｌｔｉ－ａｇｅｎｔ ｍｅｔｈｏｄ ｉｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｆｏｒ ｑｕｉｃｋ ｆａｕｌｔ ｒｅｓｔｏｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｎｅｔｗｏｒｋ．Ｔｈｅ ｍｕｌｔｉ－ａｇｅｎｔ ｓｙ
ｓｔｅｍ ｃｏｎｓｉｓｔｓ ｏｆ ｔｈｅｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｌｏａｄ ａｇｅｎｔ，ｇｌｏｂａｌ ｌｏａｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ａｇｅｎｔ，ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ｇｅｎｅｒａｔｏｒ ａｇｅｎｔｓ ａｎｄ ｍｉｃｒｏｇｒｉｄ ａｇｅｎｔ．Ｔｈｅ ｂｌａｃｋｂｏａｒｄ ｍｏｄｅｌ ｉｓｕｓｅｄ ｔｏ ｂｕｉｌｄ ａ ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ａｍｏｎｇ ｔｈｅ ａｇｅｎｔｓ，ｅａｃｈ ｐｌａｙｉｎｇ ｉｔｓ ｐａｒｔ ｉｎ ｓｅｅｋｉｎｇ ａ ｓｏｌｕｔｉｏｎ．Ｔｈｅ ｂｌａｃｋｂｏａｒｄ ｍｏｄｅｌｏｒｇａｎｉｚｅｓ ａｎｄ ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｓ ｔｈｅ ａｇｅｎｔｓ ｂｅｈａｖｉｏｒ ａｎｄ ｅｎｈａｎｃｅｓ ｔｈｅ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ａｖａｉｌａｂｉｌｉｔｙ
ｖｉａ ｔｈｅ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｕｐｄａｔｅ ａｎｄ ｓｔｏｒｅｐｒｏｃｅｓｓｅｓ，ｎｏｔ ｏｎｌｙ ｒｅａｌｉｚｉｎｇ ｐａｒａｌｌｅｌ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ａｍｏｎｇ ｔｈｅ ａｇｅｎｔｓ，ｂｕｔ ａｌｓｏ ａｖｏｉｄｉｎｇ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｒｅｔｅｎｔｉｏｎ ｄｕｅ ｔｏ ｔｈｅ ｏｕｔ－ｏｆ－ｓｙｎｃ ｓｔａｔｅ．Ｔｈｅ ｂｌａｃｋｂｏａｒｄ ａｎｄ ｋｎｏｗｌｅｄｇｅ ｓｏｕｒｃｅｓ ａｒｅ ｄｅｓｉｇｎｅｄ．Ｔｅｓｔ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｉｓ ｍｅｔｈｏｄ ｉｓ ｈｉｇｈｌｙ ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｉｎ ｇｉｖｉｎｇａｎ ａｃｃｕｒａｔｅ ａｎｄ ｆａｓｔ ｒｅｓｔｏｒａｔｉｏｎ ｓｔｒａｔｅｇｙ
．Ｔｈｉｓ ｗｏｒｋ ｉｓ ｓｕｐｐｏｒｔｅｄ ｂｙ
Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｎａｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｏｆ Ｃｈｉｎａ（Ｎｏ．６１０７１２０１）．Ｋｅｙ
ｗｏｒｄｓ：ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｎｅｔｗｏｒｋ；ｆａｕｌｔ ｒｅｓｔｏｒａｔｉｏｎ；ｂｌａｃｋｂｏａｒｄ ｍｏｄｅｌ；ｍｕｌｔｉ－ａｇｅｎｔ；ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ｇｅｎｅｒａｔｏｒ；ｍｉｃｒｏｇｒｉｄ—
９８—·研制与开发· 杨丽君，等 基于黑板模型的配电网故障恢复多代理协作机制设计
高压配电网的设计
目录 摘要 (Ⅰ) Abstract (Ⅱ) 前言 (Ⅲ) 第一部分设计说明书 (1) 1有功功率的平衡计算 (1) 2高压配电网的电压等级的选择 (1) 3变电所主变压器的选择 (1) 4导线截面的选择 (2) 5潮流计算 (2) 5.1概论 (2) 5.2计算结果 (4) 6经济技术比较 (5) 7调压计算 (6) 8联络线上的潮流计算 (6) 结论 (7) 第二部分计算书 (8) 1.有功功率的平衡计算 (8) 2.变电所主变压器的选择 (9) 3.导线截面的选择 (10) 3.1 导线选择 (10) 3.2 导线校验 (12) 4潮流计算 (13) 4.1 方案一 (13) 4.2 方案二 (33) 5通过技术经济比较确定最佳方案 (46) 5.1电网的电能损耗 (46) 5.2线路投资 (47) 5.3 变电所投资 (47) 5.4 工程总投资 (47)
5.5计算年运行费用 (47) 5.6 计算年最费用 (48) 6调压计算 (48) 6.1 A变电所的调压计算 (48) 6.2 B变电所的调压计算 (49) 6.3 C变电所的调压计算 (50) 6.4 D变电所的调压计算 (50) 7联络线上的潮流计算 (51) 7.1联络线断开一回的潮流计算 (51) 7.2一组机组停运检修时的潮流计算 (52) 参考文献 (56) 附录 (57)
高压配电网设计（二） 摘要：在近几年来，随着电力工业的不断发展，电力网络成为电力系统的一个重要组成部分；它主要包括变电站、输电线路和配电网络；它的主要作用是连接发电厂和用户，以最小的干扰，在一定的电压和频率下最有效最可靠地把电力通过输电线和配电网传送给用户。本设计采用理论和计算相结合的方法讨论高压配电网的设计。首先，根据负荷特点和要求来确定供电系统的类型、变压器的容量、导线截面积等。其次，电力网络的典型网络结构有环网、放射型、单端供电型、双端供电型等形式。我选择两种不同的网络，之后对之进行潮流计算得到各段的功率损耗以及电压降落。假设全网电压为额定电压，可以得到各用户端的实际电压值。在电压偏移在允许的范围情况下，对所选的方案进行技术经济比较，找出一个最佳方案，使之在可靠性和经济性之间找到最佳平衡点。 关键字：高压配电网，功率损耗，电压降落，允许电压偏移。
10kV配网规划及配网自动化实施方案
10kV配网规划及配网自动化实施方案 【摘要】配电网是电力系统的主要构成部分，是现代化建设的重要基础设施之一，对配网一次系统进行扩容、改造已势在必行。介绍了10kV配网自动化系统模式的基础上，阐述了其规划的思路，基本原则，以及实施方案。 【关键词】配电网10kV配网自动化系统 1 引言 随着生产的发展与城市人民生活水准的提高，对供电质量与可靠性提出了越来越高的要求，但是配网的建设滞后于电网负荷的发展。不但没有自动化规划和建设，即使是配网网架规划和建设也大大滞后。配网运行管理的经济性与高效益具有重要意义。为此，对配网一次系统进行扩容、改造，提高配网水平，实现配网自动化，必须要进行网络设计和规划，进行合理的建造。加快配网网架规划及配网自动化建设，既能提高配网可靠性和运行效益，同时提高故障情况下快速反应能力以及配网管理水平和经济效益的重要手段。 2 10kV配网自动化系统的模式 10KV配电网络是电力企业输配电网络的最主的末端线路。由于它直接和用户联系，因此配网的主要经济技术指标在很大程度上反映了电力企业的经营的主要经济技术指标。配电自动化系统的建设与应用，有利于提高供电可靠性、供电质量、用户服务质量、管理效率及设备利用率等。且配网的覆盖面广量大，配网的运行管理在电力企业的经济技术管理中占有相当重要的位置。但早期的许多建设的配电自动化系统没有在生产中发挥应有的作用，投入产出比不高。 目前10Kv配网自动化系统主要有3种模式。第一种为可以检查出，隔离故障，实现对非故障去供电功能的就地控制的自动化模式，该模式能提高供电可靠性，减少停电时间和缩小故障区域。第二种模式是集中通信的配网自动化。该模式在线路发生故障时，现场监控终端即可收集到故障信息并集中至监控中心，通过监控中心的计算机系统分析判断出故障段，然后再由监控中心发出一系列的分合闸指令来对故障进行处理。最后一种为集合配电自动管理系统的配网自动化。通过集成DA与DMS以及其他多种系统，延伸DA与DMS系统的功能。 3 10 kV配网的规划 解决目前配电网存在的问题，梳理配电网的网架结构，提高配电网运行的各项指标，应侧重完善和优化网架结构，上级电网的协调配合，提高复合转供能力。10kv配网供电范围小，线路回路多，布线工作量大且繁琐。不确定因素多，所以只进行5年的近期规划。 对配网进行规划，着重点应考虑高压电源容量是否充足，布点是否合理，待
深圳市城市中低压配电网规划设计及供电技术导则
深圳市城市中低压配电网规划设计及供电技术导则 深圳供电局企业标准 Q/3SG—1.03.02—2001 深圳市城市中低压配电网规划设计及供电技术导则 2001—09—30 发布 2001—10—01 实施 前言 为规范深圳城市中低压配电网及用户供电系统的规划设计、建设改造及运行工 作，规范用户电能计量方式，制定本标准。 本标准规定了深圳城市中低压配电网的划分、规划设计原则及深圳城市中压配电网、低压配电网的结线方式；规定了用户供电方式与技术要求；规定了电能计量方式；规定了实施配网自动化的原则。本标准的制定参照了有关的国家标准及行业规范，并考虑了深圳城市中低压配电网的现状及发展方向。本标准由深圳供电局生技部门归口。本标准主要起草单位：深圳供电局规划分部、深圳供电局计量测试所、深圳 供电局生技工作组。 本标准由深圳供电局规划分部负责解释。
目录 1. 范围 (1) 2. 引用标准及规范 (1) 3. 总则 (2) 4. 一般技术要求 (2) 5. 中低压配电网结线 (5) 6. 用户供电 (7) 7. 用户电能计量方式 (11) 8. 配网自动化原则- (11) 附录A：本标准用词说明 (13) 附图1：城市中压配电结线方式图 (14) 附图2：各类用户高压供电方式示意图 (16) 附图3：含居民用电的综合型低压配电系统分类计量设计示意图 (17) 1. 范围 1.1本标准适用于深圳城市中低压配电网及用户供电系统的规划设计、建设改造及运行工作。 1.2根据深圳城市发展规划，特区内的福田、罗湖为市级中心；南山区、盐田区，以及特区外宝安区的新安镇、西乡镇，龙岗区的龙岗镇（龙岗中心城）为次级中心。本标准所指的城市中低压配电网即为与上述区域相对应的由深圳供电局运行维护及与其联网的中压（10kV）、低压（380/220V）配电网；本标准所指的用户为在上述区域内由深圳供电局通过中压或低压配电网供电的用户。 2. 引用标准及规范 下列标准的条文通过在本标准中的引用而构成本技术导则的条文。本标准发布时，所示版本均为有效，在被引用标准被修订后，应重新探讨使用下列标准最新版本的可能性。 能源电[1993] 228号“城市电网规划设计导则” DL/T 599-1996 “城市中低压配电网改造技术原则” GB 12325-90 “电能质量供电电压允许偏差” GB/T 14549-93 “电能质量公用电网谐波” GB50052-95 “供配电系统设计规范” GB50053-94 “10kV及以下变电所设计规范” GB50054-95 “低压配电设计规范” Q/3SG-1.03.01-2001 “深圳电网中低压配电设备技术规范及选用原则” Q/3SG-1.05.01-2001 “110kV变电站设计技术规范” SD325-89 “电力系统电压和无功电力技术导则（试行）”
配电网故障定位的方法
配电网故障定位的方法 快速，准确的故障定位是迅速隔离故障和恢复供电的前提，对于维护配电网的安全运行具有重要意义。 配电网故障定位 快速，准确的故障定位是迅速隔离故障和恢复供电的前提，对于维护配电网的安全运行具有重要意义。那么，如何对配电网进行快速，准确的故障定位呢？ 一、配电网故障处理特点 配电网络馈线上一旦发生单相、相间、三相等短路时，设备上的F1U及时将故障信息卜传至主站系统。即变电站SCADAS系统，若变电站运行人员处理不了，再次将信息上传至上一级调度，经调度SCADAS系统分析进行定位、隔离、恢复。一般来说，配电网故障处理有以下几个特点： （1）配电网不仪有集中在变电站内的设备，而且还有分布于馈线沿线的设备，如柱上变压器、分段开关、联络开关等。信号的传输距离较远，采集相对比较困难，而且信号具有畸变的可能性，如继电器节点松动。开关检修过程中的试分/合操作及兀’U本身的误判断等都会干扰甚至淹没有用信号，导致采集到的信号产生畸变。 （2）配电网设备的操作频度及故障频度较高，因此运行方式具有多变性，相应的网络拓扑也具有自身的多变性。 （3）配电网的拓扑结构和开关设备性能的不同。对故障切除的方式也不同。如多分段干线式结构多采用不具有故障电流开段开关和联络线开关，故障由变电站的断路器统一切断，这种切除方式导致了停电范围的扩大。 配电网故障定化是配电网故障隔离、故障恢复的前提，它对于提高配电网的运行效率、改善供电质量、减小停电范围有着重要作用。 二、配电网故障定位的方法 1、短路故障定位技术方法 配电网系统中短路故障是指由于某种原因，引起系统中电流急剧增大、电压大幅下降等不利运行工况，同时该故障发生后会进一步引发配电网系统中变配电电气设备损坏的相与相、相对地间的大电流短接故障。按照短路发生部位，可以分为三相短路、两相短路、两相对地短路、以及单相对地短路故障。由于配电网发生短路故障后，其电流、电压等特征故障参量较为明显，故障定位技术方法的实现相对较为简单，工程中最常用的是“过电流法”。
电力系统中的智能配电网设计分析
电力系统中的智能配电网设计分析 发表时间：2018-06-27T10:03:26.350Z 来源：《电力设备》2018年第6期作者：黄昊杰[导读] 摘要：电网体系中配网作为重要环节，是将电力体系和用户紧密连接起来，为用户提供电能，在电力系统中发挥着重要的作用。 (广州四方邦德实业有限公司广东广州 510663) 摘要：电网体系中配网作为重要环节，是将电力体系和用户紧密连接起来，为用户提供电能，在电力系统中发挥着重要的作用。为满足社会经济发展要求，使配电网健康发展，在配网建设中建设要求不断提高，如电网安全性、智能性与可靠性，配网是直接作用于用户的，由于其具有复杂性和多样性，使计划主体多元化，就要加强配网建设力度，对配网进行合理运营，充分发挥配网建设效益和出资效 益，确保配网构造向自动化和安全性方向转变，真正实现智能化的目的。关键词：电力系统；智能配电网；设计配网的组成部分包括有用户端、变电站和配电线路、开关等，在智能电网中自动化配电逐渐向更高级方向转变，如高级管理、高级操作等，高级管理主要是对配电数据的统计、编辑与输入管理，高级操作则包括了对配电的管理与控制，数据资料采集、具有无功控制和自动化的功能，具体是通过地理图像来获得配电空间资料和设备网络资料，具有高级操作系统和管理系统，从而获得网路数据和信息资料，对终端故障进行定位，使故障快速修复与隔离。一．智能配网简介（一）智能配电网现状智能配电网主要是由配电网主体部分、电网运行枢纽和配电网终端所组成，其中配电网主体部分主要是由配电站和变电站所组成，为配电网电力提供源泉；而电网运行枢纽则主要是由微网、开关和环形电路所组成，对配电网开始与结束进行控制，同时控制配电负荷量和配电方向。配电网终端主要是由智能终端、配电设备、全球定位系统、通讯网络和供料器所组成，是配电系统和用户之间进行连接的桥梁[1]。随着社会经济发展，人们用电量不断增加，传统配电网显然已经不能满足人们的用电需求，随之人们对于用电稳定性也提出了更高的要求，用电稳定性主要表现在电压稳定，在用电高峰期，经常出现电气设备无法运转或电压突然升高，造成电器被烧坏的问题。其次，在用电稳定中还关注着供电连续性问题，这也是配电网设计的主要面对，为了顺应时代发展的潮流，智能配电网在设计中就应该具有可靠的网络分布，增加投资配电网的会回报率，在线路设计中应保持美观与环保，节约空间。（二）智能配电网工作原理在电力系统中智能配电网是电能发送和变配的主要环节，也是直接面向用户的重要环节。在电能配置中应根据区域用电实际情况和用电高峰期等，对电能进行合理计算与配置[2]。由于工业用电和家庭用电存在一定的区别，因此在配电初期应有对电能分配计算留有一定的余地，确保配电网安全。最后，还要根据高级优先原则来对配电负荷进行有效控制，并对配电网配电情况进行安全追踪。二．电力系统中智能配电网的设计（一）配电网设计技术在配电网运行过程中应具备可靠性、安全性和高效性，对配电网设计主要目的是为了给用户提供连续和稳定的电力支持，确保人们日常生活及工作的正常展开。智能配电网通过多种技术手段来对电网进行实时监测，并对相关数据进行收集、整理、控制与调节[3]。而配电网设计技术技术主要有以下几种：第一，可视化技术。该技术主要是利用图像处理技术与计算机图形学的理论知识，在屏幕中将数据以图形或图像的方式显示出来，在日常生活中常见的电脑、LED广告牌、电视等都是采用的可视化技术。在电力系统的智能电网设计中应用可视化技术，可以有效使人与配电网进行直接的信息输入输出操作，提高配电网工作效率，为配电网安全性提供保障。第二，配电数据监控与采集技术。在配电网设计中，引人该技术主要是刘勇光纤、载波和无线等组网技术，来对配电网控制中心、用户端口、分段开关和变电站进行全面覆盖，从而实现业务流、电力流和信息流的一体化，可以对配电网主体部分、终端部分和运行枢纽进行全方位信息采集，并对故障点及故障区域进行严密监测与控制[4]。第三，高级配电自动化技术。高级配电自动化技术主要包括有用户自动化、配电管理自动化技术、配电运行自动化技术等，其中用户自动化技术主要是实现客户信息自动化管理和自动抄表，为居民的日常生活带来便利；配电管理自动化技术主要是对设备进行自动化检修，加强对停电管理、设备管理、规划与设计管理和检修管理等，在配电网设计中引入配电管理自动化技术，主要是为了对配电系统和用户之间的关系进行调节；配电运行自动化技术主要是配电网在运行过程中所产生的数据信息进行自动化采集和监控，从而有效节省人力、物力和财力。（二）配电网测量控制终端设计配电网终端主要是由全球定位系统、智能终端、通讯网络、配电设备及供料器等所组成，在终端设计中就应对变压器运行的状态量和模拟量进行高准确性和高精度、实时采集，在短时间内对配电网进行检测，并将检测结果在筛选后输送到配电网监测显示屏中，如智能终端可以对配电网故障进行有效处理，则可以及时将故障排除，如发生突发性情况，或是在智能终端程序设计初期不能将设计涵盖的故障系统进行排除，为人工处理和操作提供准确的依据[5]。在配电网测量控制终端设计中，数据接入主要是通过接口的方式来实现的，将拓扑结构抽取，使可视化网络同步数据变化情况更加完善，获得静态限值与开关状态参数。配电网测量控制终端系统在设计时，系统管理工作主要是依靠数据输入输出情况来对配电网闭环流程进行管理，并对终端分管区域中配电网运行状态数据进行搜集，对故障进行排查，同时也为设备检修、运行与停运状态提供准确的路径选择，同时对配网设备海量分布与模糊搜索用图形显示出来。因此在终端系统设计中应具有多种功能，一是对数据进行实时监测的功能，对三相交流电测量数据进行实时记录，如视在功率、有功或无功功率、三相电压或电流等，在统计后得出最大值与最小值；二是具有数据报表和存储功能，将系统在运行中的日统计数据和月统计数据进行保存，通常月统计数据主要是对12个月的运行数据进行保存，日统计数据主要是对40天的运行数据加以保存[6]。三是开关状态控制与监测功能，在配电网监测终端，应对三路开关状态量进行采集，当开关状态发生变化时，可以对当前状态和发生时间进行记录，并通过继电器对开关进行控制，对外部脉冲电能表变化数据进行读取。结语：
10kV配电网自动化系统设计分析
10kV配电网自动化系统设计分析 发表时间：2018-08-02T14:37:48.450Z 来源：《电力设备》2018年第10期作者：严庆龙 [导读] 摘要：10kV配网自动化配电系统设计已经逐渐发展成为电力系统运行中比较重要的组成部分，它采用现代电子技术、通讯技术及计算机网络技术来实现配电系统的正常运行，并对各部分系统的运行进行监测和管理，有效的提高了10kV配网自动化配电系统的运行效率，推动了电力系统的发展。 （国网四川省电力公司泸州市纳溪供电分公司） 摘要：10kV配网自动化配电系统设计已经逐渐发展成为电力系统运行中比较重要的组成部分，它采用现代电子技术、通讯技术及计算机网络技术来实现配电系统的正常运行，并对各部分系统的运行进行监测和管理，有效的提高了10kV配网自动化配电系统的运行效率，推动了电力系统的发展。 关键词：10kV配网自动化；配电系统；设计探究 1、10kV配网自动化中配电系统设计分析 1.1配电网主站 在10kV配网自动化中，配电网主站是其中较为核心的组成部分，其一般负责电网运行动态监测、配电网数据采集、人机交互、远距离电网控制、事故图形显示、故障处理顺序记录、电网数据采集、防止失误造成的闭锁、电网信息表格打印、故障报警、故障重播、配电通信网络工况监视、在线对配电终端管理等功能，而且还能够实现与生产管理系统、高级别电网协调自动化系统相关GIS平台进行连接，有效的构建了配电网拓扑模型，实现了对10kV配网网运行状态的分析。 1.2配网子站系统 主要分为监控功能型和通信汇集型子站。监控功能型子站一般负责对辖区内所涉及到的配电终端数据进行采集、处理、控制和应用；通信汇集型子站主要负责对辖区内所涉及到的配电终端的的相关数据进行汇集、处理、转发。实际上，通信汇集型子站所具有的功能包括：终端数据的处理、汇集与转发；终端通信异常的有效检测和上报；远程通信；远程维护和自诊断。而监控功能型子站所具有的功能包括：通信汇集型子站的所有功能；对所辖区域内出现的配电线路故障进行自动判断、隔离，并确保非故障区域的正常供电。 1.3配电终端 在10kV配网自动化中配电系统中，配电终端一般在电网开关、变电站、变压器、环网柜、配电工作、柱上开关、配电线路等环节得到了广泛的应用。根据不同的使用方式可以将其划分为站所终端（DTU）、馈线终端（FTU）、故障指示器、配变终端（TTU）等部分。另外，10kV配网自动化中的配电终端所具备的主要作用是借助自动化综合装置、远动装置（RTU）、重合闸控制器等来进行配电系统的正常运行。配电终端系统的基本功能是：借助模块设计可以提高其扩展性能；对电网运行过程中所涉及到的相关数据进行采集，对故障进行记录、故障设备的诊断维护、实时通讯等功能。 1.4通信系统 10kV配网自动化中所采用的通信方案主要包括主站对现场单元、主站对子站、子站对现场单元、子站之间、现场单元之间的通行。目前，在我国应用比较多的10kV配网自动化通行方案一般是主站对子站、主站对现场单元。在10kV配网自动化中，通信系统是一项比较重要的部分，由于使用条件不同、区域不同，可以选择的通信方案就不同，常见的通信方案有：光纤、有线电缆、电力载波、微波等。但实际上，借助混合通信方案是较为实际的。 2、10kV配网自动化中存在的问题 2.1过于追求片面，对核心功能和价值给予忽视。为了更好的提升配网自动化水平，只构建了较为理想的网架系统，但是缺乏统一细致的规划，从而导致后期的应用效果不理想。对故障的处理和恢复功能追求较为狭隘，无法得到有效的推广。10kV配网自动化系统，只能对少数馈线的自动化给予解决，无法保证使用方的基本利益。当配网处于负荷高度集中状态时，会导致其运行环境较为复杂，对其可靠性提出了较高的要求。 2.210kV配网自动化配电系统中的技术问题。常见的技术问题有网络平台及通信方式的选择问题、系统及设备的可靠性问题、操作电源和控制电源的提取问题等。实际上，10kV配网自动化系统在对站端设备进行安装的过程中，经常会遇到较为恶劣的运行环境，从而电子设备极易受到破损，10kV开关操作电源和控制电源具有较大的提取难度。10kV配网自动化一般采用了多种通信方式，致使其具有较低的通信可靠性。 2.310kV配网自动化设计与建设问题。（1）在进行配网自动化设计选择过程中，往往是根据专业的配网自动化设计公司来进行主站、设备、通信、管理模式等的选择。（2）10kV配网自动化是一个复杂的工程，但是运行管理工作跟不上，工作职责不确定，导致数据维护工作薄弱，无法确保其正常的运行。 3、提高10kV配网自动化配电系统设计的对策 3.110kV配网自动化是一项系统工程，需要设计多个部门的参与，而且投资费用比较大，所以要提前做好10kV配网自动化的设计与规划，尽可能与当地配电网的发展规划结合在一起，制定详细的实施计划，最好分期分批实施，整体考虑。另外，还需要考虑供电局的实际需要，我国目前的配网自动化系统最好保证技术上统一平台，配（网）调（度）统一设计、经济上节约资金、管理上易于维护，从而为我国电力行业的发展提供良好的借鉴。 3.2在10kV配网自动化配电系统设计过程中，对于户外环境下运行的配电线路设备，需要提高配电终端设备、开关设备等的质量要求，同时还需要认真考虑低温和高温工作、雷击过电压、风沙、振动、雨淋和潮湿、腐蚀、电磁干扰等所产生的影响。在电子设备的设计、开关的外绝缘材料、元器件的筛选等也要对其性价比进行全方位的考虑。 3.3在10kV配网自动化系统中，要保证站端设备的远方控制频率高于输电网自动化系统，此时就要求10kV配网自动化中所采用的站端设备具有较高的安全性和可靠性。在实施配网自动化后，不仅可以有效的降低工作人员的工作强度，提高其工作效率，而且还能使工作人员对相关设备的运行情况有个全方位的了解和掌握，从而为供电企业创造更好的社会效益和经济效益。 4结束语 综上所述，在10kV配网自动化配电系统设计过程中，针对各个环节进行科学、有效的设计，这样不仅可以保证配电运行的安全可靠
配电网单相接地故障原因分析
配电网单相接地故障原因分析 发表时间：2018-08-17T13:40:38.403Z 来源：《河南电力》2018年4期作者：赵明露 [导读] 当故障发生时，应该灵活运用技术进行分析处理，更好更稳定地管理好电网。 （新疆光源电力勘察设计院有限责任公司新疆乌鲁木齐 830000） 摘要：配电网在电网中使用广泛，其运行的可靠性和安全性对促进社会的发展和提高人民的生活质量有着很大的作用。但是配电网也常出现单相接地故障，对社会经济发展和人民生活质量造成很大的影响。因此本文主要对配电网单相接地故障及处理进行探析，重点分析配电网单相接地故障原因及对电网的影响，同时也提出针对故障处理的一些措施及方法。通过对配电网单相接地故障定位及应用实例的探析指出，当故障发生时，应该灵活运用技术进行分析处理，更好更稳定地管理好电网。 关键词：配电网；单相接地故障；原因分析 导言 针对小电流接地系统过电压等弊端，特别是故障线路选择、故障点定位、测距的困难性，有专家建议我国配电网改用小电阻接地方式。但这样不仅要花费巨额的设备改造费，还丧失了小电流接地系统供电可靠性高的优点。随着社会的发展，对供电质量的要求越来越高，小电流接地方式无疑具有独特的优点。如果能够解决小电流接地故障的可靠检测问题，及时发现接地故障线路，找到故障点，并采取相应的处理措施，减少甚至避免接地故障带来的不良影响，小电流接地方式将是一种理想的模式。因此，研究中低压配电网的单相接地故障特征很有必要。 1配电网单项接地故障的影响 1.1线路影响 配电网发生单项接地故障时，故障点的位置会出现弧光接地，在附近的线路中形成谐振过电压，与正常配电网运行时相比，过电压要高出几倍，超出线路的承载范围，直接烧毁线路，或者是击穿绝缘子引起短路。单项接地故障对配电网线路的影响是直接性的，线路多次处于电压升高的状态，就会加速绝缘老化，配电网线路运行期间，有可能发生短路、断电的情况。 1.2设备影响 单项接地故障产生零序电流，容易在变电设备周围形成零序电压，不仅增加设备内的励磁电流，也会引起过电压的现象，导致设备面临着被烧毁的危害。例如：某室外配电网发生单项接地故障后，击穿变电设备的绝缘子，此时单项接地故障对变电设备的影响较大，导致该地区停电一天，引起了较大的经济损失，更是增加了设备维护的压力。 1.3人为因素造成单相接地故障 由于部分线路沿公路侧架设，道路车流量大，部分驾驶员违章驾驶，造成车辆撞倒、撞断杆塔的事件时有发生。城市转型升级建设步伐加快，伴随着三旧改造，大量的市政施工及基建项目不断涌现，基面开挖伤及地下敷设的电缆，施工机械碰触线路带电部位。因为不法分子这些贪图私利的窃盗行为引发电网故障，造成大规模大范围停电，给社会发展和人们生活带来了极大的影响。 2配电网系统单相接地故障的检测技术应用分析 在对单相接地故障进行检测过程中，传统的故障检测方法因为自身的局限性比较多，因此，需要全新的检测技术开展故障检测。本次研究过程中主要提出了S型注入法和TY型小电流接地系统单性接地选线和定位装置在配电网单项接地故障检测中的应用。 在实际故障检测过程中，首先将处于运行状态下的TV向接地线中注入相应的信号，并通过信号追踪和定位原理直接检查到故障点。设备和技术在实际应用过程中，该装置的原理和传统的故障检测方法存在很大的区别，在具备选线功能的前提下，还应该具备故障定位功能，这项技术在单相接地故障中有着广泛的应用前景。从这种故障诊断装置的组成分析，主要包括了主机、信号电流检测器等几个部分。在检测过程中，主机在信号发出之后，利用TV二次端子接入到故障线路中，从而通过自身的接地点达到回流的目的，主机内部要安装好信号检测器，当配电网系统中出现了接地故障之后，主机中的信号检测器就会自动启动，并向着故障相中输入特殊的故障信号，此时工作人员可以根据这个信号判断出故障点在哪一个位置上。如果配电网系统中某一个线路存在单相接地故障，变电站母线TV二次开口三角绕组输出电压将装置启动，这时装置就会对存在单相接地故障故障点进行自动判断，同时，在与之相对应的TB二次端口中注入220Hz的特殊信号，并利用TV将其转变转化后体现在整个配电网系统中。故障相和大地形成一个完成的回路，并使用无线检测设备对这种信号进行跟踪检测，从而就能实现对故障位置的精确定位。 3处理方法 3.1精准快速查找出故障区间 当发生单相接地故障后，工作人员第一时间要做的是精准快速查找出故障区间，以便后面故障处理行动的开展。因此，如何能精准快速查找出成了重要的问题。针对传统方法很难精准快速查找出故障区间的问题，本文提出的是一种小电流接地系统单相接地故障定位的方法。在供电线路干线和分支线路的出口处均布置零序电流测点，编号各个测点，测量数据。当某条出线线路发生单相接地时，故障相线对地的电压将降低，若是金属性的完全接地甚至能降为0kV，非故障相线对地电压将升高，若是金属性的完全接地甚至能升为线电压。此时利用小电流接地系统单相接地时所产生的零序电流，能准确判断出发生故障的线路及故障区间。利用测点确定故障支路，为后面故障处理工作提供依据。 3.2做好管理层面的预防工作 3.2.1在日常做好线路检修和巡视工作，采用定期和不定期的巡视方式，及时排出线路中可能存在的隐患，尤其是要注意高大建筑物、树木和线路之间的安全距离，做好绝缘子加固、更换工作，保证线路达到标准化程度，做好防雷击保护工作。 3.2.2在不同的运行环境应该采用合适的运行和维修措施，尤其是在容易受到污染的区域，要保证绝缘设备的绝缘能力，提高绝缘子的抗电压水平，这样才能更好地促进整个电网绝缘性能的提升。 3.3严谨快速抢修 当工作人员找出精准故障区间后，在天气晴朗条件允许的情况下，供电部门应及时派出有经验的工作人员快速到达故障地进行抢修。
配电网故障定位方法研究分析
配电网故障定位方法研究分析 发表时间：2018-03-08T11:20:48.843Z 来源：《电力设备》2017年第30期作者：刘柏罕1 曾凡有2 [导读] 摘要：随着城市的快速发展，配电网络覆盖面积日益扩大，配电网的结构也愈加复杂。 （1国网南昌供电公司江西南昌 330000；2.江西省电力设计院江西南昌 330096） 摘要：随着城市的快速发展，配电网络覆盖面积日益扩大，配电网的结构也愈加复杂。各电气设备以及配电网各个部分的联系越来越紧密，因此，配电网中的任何一个环节的故障都将导致连锁反应，甚至是造成大面积停电事故。本文深入探讨了配电网故障的定位方法以及故障快速恢复的策略，对提高配电网供电可靠性和电网检修工作有重大的指导意义。 关键词：智能配电网；故障定位；故障恢复 引言 配电网分布广、结构复杂，在城区电网架空线路多与电缆线路混合分布。对于保护不完善的线路，一旦线路某区段发生接地故障，则需要通过多次开关的操作才能将故障隔离开。故障处理时间长，易造成较大面积的停电，故亟需进一步提高故障定位和处理水平。本文就配电网故障定位方法进行深入综述，以帮助检修人员快速找到故障点，对故障进行隔离和处理，这对加快恢复供电速度具有重要意义。 1配电网故障定位的方法 1.1中电阻法 由理论可知故障电流仅仅在故障线路故障相和系统母线之间流通。因此可以在故障系统中性点加入一定值的电阻。首先检测流过该电阻的故障电流，通过计算便可以实现故障点的定位。该方法的缺点是要专门设计中性点电阻，其设计比较麻烦，增加故障定位成本。在中性点人为增加的电阻，增大了系统的故障电流，需进一步考虑解决系统绝缘的难题，且增大的故障电流亦将会对通讯系统造成较大干扰。 1.2基于FTU的故障定位方法 利用馈线终端单元FTU上传的参数，经过运算实现故障定位的方法称为基于FTU的故障定位方法。FTU安装在柱上开关设备处，各FTU分别采集相应柱上开关设备的运行情况，并将采集的信息通过通讯网发送到远方的配电自动化控制中心。在故障发生时，各FTU记录下故障前及故障时的重要信息，上传到控制中心，经计算机系统分析后确定故障区段和最优恢复供电方案，最终以遥控方式隔离故障区段，恢复健全区段供电。对于辐射状网、树状网和处于开环运行的环网，判断故障区段只需根据馈线沿线各开关是否流过故障电流就可以了。 1.3综合测距方法 1.3.1行波和交流综合定位法 该定位方法迅速，不用巡线查找故障点，并且具有可以进行多次定位的优势来确定故障的电气距离，并确定故障点所在区段，然后利用交流法实现精确定位，确定故障点，其原理如图1所示。 图1行波法和交流综合定位法流程图 1.3.2交—直流综合定位法 该方法克服了直流法难检测、交流法有效范围小的缺点，充分利用直流法和交流法的优点，实现准确快速定位。定位过程是先用直流法确定故障线路，接着继续用直流法缩小故障区域，最后由交流法实现细定位，其原理如图2所示。 1.4和声算法故障定位 一般来说，配电网故障主要采用二进制编码，其中0代表无故障，1则代表有故障，-1则代表负方向过电流。此方法的运行原理为：根据分区域处理法来对配电网进行划分，其中包括：无源树枝、有源树枝两大类，上传故障电流的相关信号，排除无源树枝，并明确维数，这样各个变量值都能以0或1的形式表示出来，对应呈现出线路的工作状态，再对数据库进行更新，判断目标函数。由于配电网通常开环运转，各个联络开关均能充当独立闭合环，和各个开关开合状态之间交换，这其中网络依然处于辐射状态。单联络环配电网的基础上，可以优化配电网达到控制解码维度的目的。各个单联络环都要编码处理，闭合各个开关，让出度和入度之合小于2的节点连接支路，合成一个支路组，能够达到相同的解环效果。 图2交—直流综合定位流程图 2配电网故障快速恢复策略 2.1基于单联络环网络连通恢复 配电网故障时，分段开关将自动将故障分隔开来，据此应该闭合一切单联络环所对应的联络开关，以此来重新让网络连通起来。因为
配电网自动化试题及答案
配电网自动化试题及答 案 IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】
一、填空题（每空1分，共33分） 1.配电网按照电压等级分为：_______配电网，_______配电网，_______配电网。 2. 我国中压架空馈线的常见结构是___________、___________、______________。 3. 配电网的设计原则_____ __设计，__ ______运行。 4. 架空馈线终端单元FTU安装在户外，能经受恶劣环境，因此设计时，需要考虑 ________、_______、________等因素的影响，从而导致设备的制造难度加大， ______和造价的矛盾非常突出。 5. 馈线自动化系统中，和配电变压器配合的二次设备为________，一般具有 ______、_________、_________等功能。 6. 智能测控装置（IED）交流采样通道中，多路开关的作用是____________,采样保持器的作用是因A/D转换需要时间，将_________保持一段时间。采样保持器工作时，每一次采样保持分为跟踪和保持两个阶段。 7. 配电自动化系统在调度主站进行遥控操作时，操作和监护人员具备遥控权限 后，才能进行遥控操作，遥控过程分为，发送________和__________,在没有发送动令之前可以发送遥控_________命令。 8.常见的基带信号的编码波形有单极性________码、单极性________码、双极性 _________码、双极性________码、差_______码等。 9. 反馈重传差错控制，收端收到信息后，收端收到信息后，进行_________、并 将_______结果反送到发方，发方收到收方_______接收的报文后，这一次信息发送结束，否则，重新发送报文，直到接收到收方_________的报文。 10. RS232C为______异步通信接口，同步方式为________同步法，适用于_______ 通信。 二、多项选择题(每小题2分，共12分) 1.配电调度主站系统的典型的局域网络结构为__________。
基于信息平台的配电网管理信息系统
基于信息平台的配电网管理信息系统 要害词：地理信息系统；Arcinfo；配电治理；网络Distribution network management information systembased on Arcinfo platform Abstract：To facilitate the management of the complex and vast distribution network，the East District Power Distribution Division of Guangzhou Power Supply Branch，GPG established a distribution network management information system based on Arcinfo platform of GIS （geographical information system）technique. This paper describes the objective，configuration，structure and technical features of the system，and presents the key technical problems needing attention during its construction. Key words：geographical information system （GIS）；Arcinfo；power distribution management；network 随着广州市供电用户的增加和配电网络的日益进展，如何更好地对结构复杂、覆盖面积广的配电网络进行治理，成为治理层和基层生产部门面临的重要问题。采纳传统的以纸图为主的治理方式，已经无法满足生产治理和提高供电办事质量的要求，必需成立一个公司级的配电网治理信息系统。2001年我们成立了广州东区配营部配电网治理信息系统，采纳的是Arcinfo平台。下面就该系统的一些技术问题及项目在建设、实施过程中碰到的问题等进行探讨。 1、Arcinfo平台简介Arcinfo 平台由美国ESRI（美国环境系统研究所）开发，是具有丰富功能的专业GIS（地理信息系统）平台软件，包含了以下信息处理的各种高级功能：a）数据输入和编辑功能。可从数字化仪、图形扫描、图形转换中猎取数据，编辑图形和属性。 b）数据转换和集成。可以对标准数据格式进行转换，支持符合SQL标准的关系型数据库。 c）基本GIS功能。地图投影及投影变换、数据维护及治理、缓冲及叠加分析。 d）空间数据和属性查询，并进行相应图形显示，包罗栅格图像显示和治理。 e）地理数据治理。利用info数据库或ArcSDE可以对大型分布式数据库进行治理。 f）提供了界面设计工具和系统的二次开发工具。利用所提供的aml语言和MO组件库及支持工业标准的VC，VB等作为开发的主要工具。 g）数据的输出。提供数字地图制作、报表生成及制作高品质地图功能。 h）支持版本治理及长事物处理。最新公布的ArcGIS83，整合了以前版本中的workstation和desktop，强化了Arccatalog，Arcmap，Arctoolbox三个功能模块的功能，并对地理数据库geodabase增加了拓扑规则库和拓扑校验。 2、系统目标配电网地理信息系统的建设本着统一规划，分布实施的原则来进行，先成立一个静态的配电网GIS，即电力设施的AM/FM/GIS应用，包罗系统的功能开发、基本图形数据的录入工作和设备台帐数据的录入，实现图形及设备的查询、统计和图形输出等基本GIS功能； 再成立一个动态GIS，在静态中引入配电网自动化所提供的动态采集数据，可实现诸如停电治理、故障线路跟踪分析和处理等多种高级功能。为以后的配电网GIS建设奠定良好的基础，并积存项目实施经验。 3、系统配置 作为电力设施的AM/FM/GIS应用，配电网GIS的开发对GIS平台的要求较高。该平台应具备以下条件： a）建模能力强，有较强内建网络拓扑结构并具备强大的网络编辑和分析能力；
配电网规划技术专业调考试题题库勘误
国家电网公司配电网规划专业调考试题题库 规划技术专业 、单项选择题 63?某110kV变电站平均负荷为15MW，因故障造成全站停电，为满足第三级供电安全水平要求，最少应有______ 负荷在15分钟内恢复供电，其余负荷在3小时内恢复供电。（A）《配电网规划设计技术导则》 A.3MW B. 10MW C. 12MW D. 15MW 导则》 A.安全电流 B.短路电流 C.最大负荷电流 D.短路冲击电流。 72?以220/380V供电的非车载充电机功率因数应不低于_________ ，不能满足要求的应安装就地无功补偿装置。（C）《电 动汽车充换电设施接入电网技术规范》 A. 0.8 B. 0.85 C. 0.9 D. 0.95 87.10千伏并网的光伏发电站，当并网点电压跌至0时，应能不脱网连续运行______ 秒。（B）《分布式电源接入配电 网相关技术规范（修订版）》（该题删除） A. 0.05 B. 0.15 C. 0.25 D. 0.5 89.充电设施容量大于100kVA，宜采用专用配电变压器，单台变压器容量不宜低于_____________ 。（C）《电动汽车充换电设 施接入电网技术规范》（该题删除） A. 500kVA B. 630kVA C. 800kVA D. 1000kVA 107:某地级市110kV电网目标形成单链结构，变电站接线为2线3变扩大桥，主变本期规模1-2台，远景规 模均按3台50MVA设计，变电站负载按75%考虑。按照“导线截面一次选定”的原则，贝U 110kV线路导线截面宜选 择： ______ 。（已知：线路最高允许温升按80 C,钢芯铝绞线长期允许载流量LGJ-185为531A、LGJ-240为613A、 LGJ-300为755A、LGJ-400为840A，环境温度25C的折算系数为1、80C的折算系数为0.81 。）（C）《配电网规划设计技术导则》 2 A.185 mm 2 B.240 mm 2 C.300 mm 2 D.400 mm 115.10kV线路供电半径应满足末端电压质量要求，B类供电区域供电半径不宜超过 _________ 。（A）《配电网规划设计技术导则》 A. 3km B. 5km C. 10km D. 15km 135.C类供电区域的综合电压合格率规划目标不小于 _____ %。（C）《配电网规划设计技术导则》
配电网故障定位方法及系统与制作流程
本技术公开了一种配电网故障定位方法，该方法包括：对包含多层网络模块和双向长短时记忆网络模块的深度神经网络模型框架进行机器学习训练，从而得到最优深度神经网络模型；各监测终端对配电网进工况录波得到录波数据，并对录波数据进行截取获得故障波形区域；利用最优深度神经网络模型中的多层网络模块对故障波形区域进特征提取；各监测终端将特征数据上传至系统主站，并有系统主站进行特征数据归集，并根据配电网拓扑结构将位于同一传输线路上的监测终端的特征数据组合成特征数据序列；将特征数据序列输入双向长短时记忆网络模块从而获得各监测终端与故障点之间的相对位置。 权利要求书 1.一种配电网故障定位方法，其特征在于，该方法包括： 对包含多层网络模块和双向长短时记忆网络模块的深度神经网络模型框架进行机器学习训练，从而得到最优深度神经网络模型； 各监测终端对配电网进行工况录波得到录波数据，并对录波数据进行截取获得故障波形区域；
利用最优深度神经网络模型中的多层网络模块对故障波形区域进行特征提取得到特征数据； 各监测终端将特征数据上传至系统主站，并由系统主站进行特征数据归集，根据配电网拓扑结构将位于同一传输线路上的监测终端的特征数据按线路位置组合成特征数据序列； 将特征数据序列输入双向长短时记忆网络模块从而获得各监测终端与故障点之间的相对位置。 2.根据权利要求1所述的配电网故障定位方法，其特征在于，所述多层网络模块内置于监测终端内部，由监测终端完成对工况录波的特征提取。 3.根据权利要求2所述的配电网故障定位方法，其特征在于，所述多层网络模块包含输入卷积层、卷积块、平均池化层及全连接层。 4.根据权利要求3所述的配电网故障定位方法，其特征在于，所述卷积块的结构为双层卷积层叠加结构，或者为多通道的且每一通道由双层卷积层叠加的结构构成，或者为多通道的且每一通道包含1至3层卷积层的结构构成。 5.根据权利要求4所述的配电网故障定位方法，其特征在于，所述卷积层区域中的卷积块之间设置有残量连接，所述残量连接是指将一个卷积块的输入和输出取和，并将取和结果作为输入传递至下一卷积块。 6.根据权利要求1所述的配电网故障定位方法，其特征在于，所述双向长短时记忆网络模块中的每一长短时记忆单元均对应于一个监测终端，且长短时记忆单元的排列顺序对应于特征数据序列中特征数据的排列方式。 7.一种用于配电网故障定位的系统，该系统使用权利要求1-6之一所述的配电网故障定位方法进行故障定位，该系统包括系统主站以及布置于配电网拓扑中不同位置的多个监测终端；其特征在于，该系统使用端对端的深度神经网络对配电网的故障进行定位判定；所述深度神经网络中包含多层网络模块和双向长短时记忆网络模块，其中多层网络模块布置于监测终端内部，双向长短时记忆网络模块布置于系统主站内部。
配电网自动化技术课程设计
《配电网自动化技术》课程设计任务书
目录 一、意义及设计背景 (3) 二、设计目的 (3) 三、设计容和要求 (3) 四、设计容分析 (4)
五、设计原理 (4) 1、召唤式应答规约 (4) 2、越限 (4) 3、遥测 (5) 4、遥信 (5) 5、遥控 (5) 6、SOE (5) 7、通信帧的格式 (5) 8、循环码校验 (6) 六、详细设计 (7) 1、功能码 (7) 2、下行报文帧结构设计，即主站对子站的命令。 (8) 3、上行报文帧结构设计，即子站对主站的响应。 (9) 4、全报文数据结构的设计 (12) 5、信息的传送原则 (12) 6、查表法 (13) 7、CRC表的产生 (15) 8、IED通信传输和接受的流程图 (16) 七、设计总结 (17) 参考文献： (18) 一、设计背景 在配电网自动化系统中，数据通信是一个极为重要的环节。数据通信既可能是在一
个厂站进行，也可能是在厂站之间进行，还可以是在远达数千公里的厂站与调度中心之间进行。变电站自动化系统，普遍采用分布式的监视和控制系统，各类IED装置和通信管理机不断进行通信，使通信管理机实现现场信息的集结和控制命令的下达，使IED装置实现现场信息的上传。在数据通信系统中，为保证这种数据通信的正常有序进行，双方必须遵守一些共同的约定，这些约定就是通信规约。因此，通信规约是数据通信的基础。在我国配电网自动化系统中，通信规约一般可以分为循环传送式通信规约、召唤式应答通信规约、对等式通信规约。由于召唤式通信规约可节省信道，数据传输速度高，通道适应性强，因此得到了广泛的应用。 由于信息在传输过程中会受到不同程度的干扰，干扰将会使信息出错，出现信息的失真，接收端将收到错误的信息。因此，必须在传送的信号上加上抗干扰编码，即利用信道编码器实现差错控制。差错控制的目的是要发现传输过程中出现的错码，进而加以修正。循环冗余校验CRC(Cyclic Redundancy Check)是一种重要的校验方式，编码简单且误判概率很低，在电力自动化通信系统中得到了广泛的应用。 二、设计目的 配电网自动化技术是集计算机技术、现代数据通信技术和电力系统运行控制理论为一体的自动化系统，其中的数据通信技术是保证配电自动化系统实施的关键。配电网自动化系统一般分为三层：第一层为现场IED设备层，第二层为配电子站即通信管理机，第三层为主站层。本次课程设计为设计变电站自动化系统信管理机与现场各类IED设备