摘要：分布式电源接入增加，对供电运行效率以及质量提出了更高的要求，这也让配电网保护控制工作遇到了新的挑战。传统的控制及保护技术已经无法满足当前发展的需要，这就需要改变配电网测控系统和保护控制技术，采取广域测控系统，提升保护控制效果，本文分析了智能配电网广域测控系统及其保护控制应用技术。
关键词：智能配电网；广域测控系统；保护控制；应用技术
智能电网不断的发展，这也让配电网的保护以及控制工作遇到了新的挑战，具体现在在：急切的需要解决分布式电源大量接入的保护以及控制问题、用户严要求供电质量，这就对配电网保护及控制技术提出了更高的要求、运行效率不高。以往的保护控制技术包括两种，一种是以主站为基础的集中控制，一种是用装置安装处信息的就地控制。前者可以全面对信息进行利用，对控制具有优势，然而涉及到较多的环节，响应速度较慢；后者具有很快的动作速度，易于操作，然而能够利用的信息不全面、控制性能一般。但是应用智能控制技术就可以解决其不足，其是以终端间对等交换实时数据为基础，形式为分布式，可以加快信息处理的时间，还能够确保控制性能的有效发挥，让其成为配电网保护控制技术的一个主要发展趋势。
1、WAMCS及其保护控制应用技术框架
配电网WAMCS的构成包括智能终端单元、主站以及对等通信网络。广域测控系统和普通的配电自动化系统有几个主要的不同点：第一，智能终端单元可以支持DI控制应用，就是以本站点测量信息为基础的就地控制以及以智能终端单元间对等对数据进行交换；第二，广域测控系统在开放性上要更高，支持即插即用，包括智能终端单元、主站、其他应用软件。
图1中是广域测控系统和基于其为基础的保护控制应用技术框架图。其主要技术包含三部分，分别是支撑平台、通信体系以及高级应用。
图1 智能配电网WAMCS及其应用技术体系框架
支撑平台中有主站平台、智能终端平台以及DI控制技术。智能终端平台能够给就地以及DI控制应用提供基础；主站平台就是给集中控制应用奠定基础的；DI控制技术是对控制的机理以及方法进行研究，这为以DI为基础的更高级应用提供理论支持。
开放式通信体系中涉及到多种组成部分，包括IP通信网络、信息交换模型、信息模型、信息映射机制以及信息传输协议。
高级应用主要有以主站广域测控系统平台为基础的集中控制因国内该、以智能终端为基础的就地控制以及DI控制应用[1]。这是经常会用到的一种控制方式，集中以及就地控制技术当前已经发展的比较成熟，本文对DI控制应用进行了阐述，其中包含的技术有：广域保护、小电流接地故障自愈控制、DG并网控制以及故障快速隔离与恢复供电等。
保护控制应用的保护和控制对象通常都是一个单独的供电区域，因为一个供电区域的范围有限，所以将其全部的站点都设计放到一个相同的以太网中，确保所有站点的智能终端间可以实时的完成交换，实时性就是交换的时间延迟范围要在10ms之内，让以DI为基础的保护控制时间也在100ms之内实现，这样才能符合配电网保护控制在操作速度方面的标准。所以，以广域测控系统为基础的DI控制在配电网保护控制中进行应用具有很高可行性，这会给配电网保护控制的发展带去巨大的变化，这体现在原理、性能以及系统构成上。
2、基于广域测控系统的保护控制技术
2.1DG并网控制技术
2.1.1孤岛保护技术
该技术只使用DG并网点电压以及频率测量信息，但是在保护上的可靠性以及灵敏度间很难同时兼顾平衡，原理上一直春游保护误动或者是拒动的现象。但是使用广域测控系统的DI控制，就能对这一问题进行有效的解决[2]。
图2中是基于DI的孤岛保护系统，可以看到孤岛保护代理是DG并网处的智能终端单元，其能够实现实时测量，和其他智能终端进行通信还能获得当地和变电站中的有关状态信息，如电流相量、母线及线路分段开关的电压、开关，对它们进行全面的 处理，例如，检测开关的状态有没有改变、对比电压相量差等，可以知道有没有产生孤岛运行的情况，以此来提升孤岛保护的效果，对可靠性和灵敏度不能同时兼顾的问题进行解决。
图2 基于DI的孤岛保护系统
2.1. 2电压无功控制
DG并网运行会对馈线的电压分布情况产生影响，因此，要确保电压的质量，就需要对当前的并网导则进行改变，因为其对并网DG容量有很高的限制，还不让其参与到调整电压中。
在广域测控系统中，智能终端能够通过应用DI控制对DG、无功补偿电容装置等进行协调控制，可以全面处理母线和DG并网点等有关站点的电流测量、电压测量信息，进而能够在确保电压质量的基础上，将DG的作用全面发挥出来，让无功功率得到做好的分布，这样做可以降低损耗。
2.1.3计划孤岛供电无缝转换控制
当大电网供电停止时，DG计划孤岛就可以进行供电，确保重要符合可以进行正常供电，提升可靠度。
通常计划孤岛在并网的过程中会吸收组网中的一些功率，包括有功和无功的，这被称作是网供功率。在孤岛和主网分开之后，网供功率就成为计划孤岛的不平衡功率，如果其太大，那么就会对计划孤岛造成消极影响，让其频率以及电压受到不良影响[3]。但是采取以广域测控系统为基础的DI控制，就可以对计划孤岛中的DG和无功补充装置、负荷采取有效、快速的投切控制，让其和主网分开之后可以以最快的速度实现内部功率的平衡，进而让计划孤岛供电可以实现无缝转换。
2.2广域保护技术
采取以广域测控系统为基础的DI控制可以对多个站点的测量信息进行利用，实现广域保护，这样可以促进配电网保护性能效果的提升。比如，获得相邻站点的故障测量信息以及保护动作信号，就可以为保护动作奠定基础，可以有效的进行选择，确保动作的速度；通过获得到的配电网实时运行结构以及参数，可以对保护的整定值以及配置进行相应的改变，进而做到自适应保护。
2.3快速故障隔离及恢复供电
在开环运行的环网中采取以广域测控系统为基础的DI控制，不需要依靠主站，就能够定位故障，将故障隔离开来，还能恢复供电控制，这样做能够极大的减少恢复供电的时间，可以达到几秒钟就实现[4]。
2.4小电流接地故障自愈控制技术
对于中性点故障而导致停电这一问题，可以通过使用非有效接地方法来改善，这具有较好的应用效果，可以降低停电概率。该技术中包含多种技术，如接地故障选线与定位、绝缘在线监测、接地故障暂态分析、接地电流自动跟踪补偿技术等，从图3中能够看到。
图3 小电流接地故障自愈技术框架
结束语：
综上所述，广域测控系统不仅可以集中监视主站对其进行控制，还能够为智能终端的就地控制以及DI控制提供应用基础，可以最大化的对系统构成进行优化，防止出现重复建设的情况。DI控制解决了集中控制以及就地控制中的问题和不足，在控制性能上很优秀，响应速度也较快，能够符合智能配电网在保护控制上的标准。现阶段对广域测控系统和以其为基础的保护控制应用技术方面的研究还处于初步发展阶段，但是相信随着研究深度的增加以及技术的不断发展，一定会产生完整的技术体系，给智能配电网建设奠定二次技术基础。
参考文献：
[1]范开俊.智能配电网分布式控制技术及其应用[D].山东大学.2016（5）
[2]李勇、张国武、陈益、徐宇.智能配电网广域测控系统及其保护控制应用技术[J].电子技术与软件工程.2016（9）
[3]徐丙垠.未来拍电网控制新技术——分布式控制技术[J].供用电.2015（2）
[4]张新波.智能配电网自动化应用实践的几点思考[J].科技创新导报.2018（3）
论文作者:陈凯帆
论文发表刊物:《电力设备》2018年第6期
论文发表时间:2018/6/27
标签：智能论文; 技术论文; 孤岛论文; 终端论文; 系统论文; 配电网论文; 基础论文; 《电力设备》2018年第6期论文;