城市配网智能公变台区系统关键技术探究和系统设计

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1、城市配网智能公变台区系统关键技术探究和系统设计　　摘要：本文介绍了城市配电网公变台区的技术应用现状，针对低压高端用户对供电可靠性及电能质量的高品质需求，围绕供电可靠性、线损率、三相电流不平衡度、电能质量、负荷控制等关键指标，设计了一种基于负荷集群优化的智能公变台区系统，对支撑该系统的关键技术进行了研究，研发了低压高端用户智能终端设备、台区通信基站设备、台区智能监控系统，该系统在实际的配网工程中得到了应用验证，达到了设计目标，为智能配电网技术的发展做了技术储备。关键词：：配网公变台区负荷集群优化低压高端用户智能终端通信基站配网智能监控系统中图分类号：

2、TM76文献标识码：A文章编号：1007-9416（2013）10-0153-0312在智能电网快速发展的大背景下，全国200多个地级城市建设了配电自动化系统，杆变负荷监测系统、用电信息采集系统和负荷控制系统以及PMS系统等，已经采集了大量的负荷计量和电压等运行信息[1～3]，归纳起来，目前国内外在城市配网自动化还是主要集中的两个方面：10kV及以上配网，终端用户电表集中计量，10kV专变已经纳入到负控系统，10kV公变及终端负荷纳入电量集抄系统。然而，对分布最广和最为复杂的0.4kV配电线路及高端用户群及对于低压配电线路的全面保护、全面自动化及集

3、群优化管理方面，国内外都还没有相关研究和报道，也都没有好的手段进行全面自动化管理，这部分配电线路往往是最容易发生故障、且线损发生的最主要环节。传统的两头自动化模式非常容易忽略配网运行的潜在故障，且一旦发生故障不易快速恢复。通过台区负荷群的全面集群管理作为低压负荷一体化管控及标准化台区达标的有效手段，有文献从公变台区的运行管理方面进行了探讨[4]，除此之外，国内外目前在这方面还没有研究机构或厂商进行深入实用化的研究和开发。本文研究了基于负荷智能集群优化的城市配网台区自治管理系统，采用先进的一体化低压继电保护控制技术和三相平衡技术实现用电的高安全可靠，

4、采用基于知识推理和人工智能的群体优化技术，实现最优路径和最优节能的台区自治管理，系统具备独特的高冗余的多路径自主选择通讯策略来达到信息的全系统共享。本文对支撑该系统的部分关键技术进行了研究，给出了整体实现方案，研发了相关设备和监控系统。1技术背景12由于电力电子技术在电力的广泛应用和各类新型电力负荷的接入，供电系统中增加了大量的非线性、冲击性、波动性负荷，引起电网电流、电压波形发生畸变和谐波污染，三相不平衡日趋严重，导致电能损耗加重，供电用电设备的安全性降低，削弱了电网运行的可靠性和经济性。具不完全统计，目前电力用户遭受的停电时间除去发电不足的因素

5、外，95%以上是由于配电系统原因造成的；电力系统的损耗有近一半产生在配电网；配电网也是造成电能质量恶化的主要因素，实际供电系统中，电能质量危害主要体现在与用户密切相关的配电系统以及低压网络（400V）中，如电压跌落问题引起的设备误跳闸；短时断电现象造成计算机服务器数据丢失；谐波问题引起用户设备不正常发热等。随着智能电网的进一步发展，在用电安全可靠和经济性的基础上，对配网用电的可定制优化和互动提出了更高的要求。12当前城市配网用电侧遇到的问题：（1）可靠性：过负荷导致过流过热停电，各种短路故障、断线故障导致停电范围扩大；（2）安全性：三相不平衡、断零

6、等导致电压幅值异常，损害负荷电气设备，电压畸变和谐波污染，使设备处于非常态工况；（3）经济性：负荷超额定运行线损增加，计量误差大，三相不平衡导致零序、负序功率消耗，偷漏电无法识别；（4）互动性：过负荷缺乏有效的预警通知机制，限电措施仅仅是拉闸，无法选择性的有保有限，无法利用经济手段错峰平谷；（5）自愈性：无法从超负荷、故障及非正常工况，恢复到正常安全高效供电状态，无法在一定供电区域内自治优化和管理。因此，在城市低压配网面临线路过载、线路故障率高、配网电能质量下降以及线损过大等难题时，需要开发一套面向城市配网低压高端用户的一体化保护、调控和优化的公变

7、用户群的负荷自治管控平台，平台实现从10kV公变到台区出线以及终端负荷的全过程自动化的用电管控，系统利用高端用户智能检测装置采集实时运行数据，同时接入用电信息采集系统和供电电压在线监测系统的电量数据、电压监测数据，实现公变台区的全局线损管理和电压电流质量管理。平台能够针对低压配电负荷实现高用电可靠性及故障预警和恢复管理，以公变台区负荷群为对象的电能损耗诊断和降损，并按照分配容量实现负荷分配控制和优化策略，最终通过技术手段实现台区的配用电的安全、节能、用电需求、电能质量需求，实现公变台区的实时安全控制、合理降损优化以及高供电质量调节的一体化自治管控2

8、技术方案2.1系统构成城市公变台区包括有柱上公变和集成化箱变等配置模式，其主要供电和接线方式如图1所示。12标准配置的公变