(身份证号码：41092619940407XXXX 河南濮阳 457000)
摘要：配电系统供电可靠性与用户对电力服务的满意度密切相关。在采用电力市场化运营的国家或地区，电力监管机构会按照相关监管条例对没有满足供电可靠性指标的配电公司实施经济惩罚。因此，在配电系统规划和运行中，如何提高配电系统可靠性、减少停电事故的发生频率和停电时间是配电公司关心的重要问题。
关键词：配电系统；变电站；智能化；升级策略
1变电站智能化升级的优化模型
虽然电力公司将常规变电站改造为智能变电站需要投入相当多的资金，但智能变电站能够有效提高供电可靠性，减少用户停电时间和停电损失，从而获得可靠性收益或避免可靠性指标不满足要求而导致的罚款。这样，在研究变电站智能化升级优化策略时，就需要考虑供电可靠性要求。所构造的变电站智能化升级优化模型以最小化变电站智能化升级成本(包含投资成本和运行维护成本)和用户停电损失期望值为目标函数，以系统平均停电时间和电量不足平均值这2个可靠性指标不超过给定阈值等为约束条件。变电站智能化升级的优化模型为:
式中:CEIC表示用户停电损失期望值;COU表示总投资费用;COM表示运维费用;Sf和Sk分别表示馈线集合和用户类别集合;ΩSf、ΩS，Hf和ΩLf分别表示由馈线f供电的变电站集合、候选的智能变电站集合和线路集合;λf，l表示馈线f上线路l发生故障的概率;pf，s，k表示由馈线f上的变电站s供电的第k类用户的功率;ts，f，l表示因馈线f上线路l发生故障导致变电站s的供电区域内的用户停电时间;fk(ts，f，l)表示停电时间为ts，f，l时第k类用户的停电损失函数;Xf，s为状态变量，取1时表示馈线f上的变电站s需要改造为智能变电站，取0时表示不需要改造;CCICf，s和CICf，s分别表示改造位于馈线f上的变电站s所需设备的购买成本与安装成本;CMCf，s表示馈线f上智能变电站s的运维成本;X为由Xf，s组成的状态变量矩阵;SAIDI(X)表示配电系统的SAIDI指标值关于状态变量矩阵X的函数;SlimAIDI表示SAIDI指标的阈值;AENS(X)表示配电系统的AENS指标值关于状态变量矩阵X的函数;AlimENS表示电量不足平均值的阈值;Nf，s表示由馈线f上的变电站s供电的用户数量。式(2)和式(4)分别表示SAIDI和AENS的取值均不能大于配电系统所允许的阈值，各自的阈值由监管机构确定或由配电系统运行机构(distributionsystemoperator，DSO)按照相关的监管条例确定。式(3)和式(5)分别为SAIDI和AENS的计算公式。
2智能化变电站高压设备智能化测控技术问题
智能化变电站的主要特征之一是高压设备具有智能化。变电站利用传感器对关键电气设备的运行状况进行实时测量、监控，进而实现电气设备的可观测、可控制和自动化是智能设备的核心任务和目标。智能化变电站利用高压设备智能化测控技术，依据获得的被监测设备状态信息，采用基于多信息融合技术的综合故障诊断模型，结合被监测设备的结构特性和参数、运行历史状态记录以及环境因素，对被监测设备工作状态和剩余寿命做出评估。在拓展其功能方面，加强对获取的周围大量信息的感知功能、对获取信息的处理能力和对处理结果的思维判断能力、对处理结果的再生信息的实施及有效操作的实施功能。智能化变电站信息融合技术是对多种信息的获取、表示及其内在联系进行综合处理和优化的技术。智能化变电站所采用的信息融合技术，协同利用多源信息，从多信息的视角进行信息处理及融合，得到这些信息的内在联系及其规律，保留正确的和有用的信息，剔除无用的和错误的信息，最终实现获取信息的优化。目前，智能化变电站的设备已实现全面的在线监测，在智能化变电站中二次设备状态特征量的采集上减少了盲区，可以有效地获取变电站运行状态数据、各种智能电子设备（ＩＥＤ）的故障和动作信息。
3智能化变电站保护与控制二次技术问题
3.1保护和测控装置的新要求
由于智能化变电站对间隔层功能自治的要求和智能组件与高压设备的一体化设计要求，对保护和测控装置新的要求主要表现在：①要设计具有不同用途的以太网接口，来适应智能化变电站对网络体系结构、交换信息、网络流量和实时性要求的不同；②随着测量部分和执行部分下放到一次设备，保护和测控装置硬件平台要统一，来适应其需要的强大通信能力和逻辑预算功能；③强化与非常规互感器和智能开关设备数字接口和大流量数据处理能力；④采用ＩＥＣ ６１８５０标准建模，解决好互操作性和互换性；⑤强化变电站事故快速恢复、在线分析决策等高级应用功能；⑥强化配套可视化开发工具，实现功能的自由分布，使变电站信息由抽象变得更加具体。
3.2自适应继电保护技术的应用
新建智能化变电站，要扬弃传统继电保护的“事先整定、实时动作、定期检验”模式，积极采用自适应继电保护技术，实时整定继电保护装置的定值、特性和动作性能，实现继电保护装置的最佳性能。为使自适应继电保护达到保护性能最优化、自适应计算实时化、使用简便化，可以简化现场运行的保护定值、保护调试维护、保护接线、就地保护操作，促使保护设备进一步智能化。在河南省洛阳金谷园智能化变电站中采用的自适应继电保护主要包括：自动在线计算整定值和系统参数、自适应调整保护运行方式、实时判断系统运行状态等。
3.3继电保护的智能整定和在线校核问题
智能化变电站要实现实时的网络拓扑，满足网络连通性的在线判断，计算机监控系统要实时采集相关模拟量和开关量信息，得出诸如电源系统、负荷系统、支路各系统的相互关系，实现实时系统建模，考虑电网各种极端运行方式，实现继电保护的智能整定和在线校核。继电保护定值的智能整定解决了电网运行方式变化对继电保护装置保护范围和灵敏性的影响，提高了继电保护动作的正确性。继电保护的在线校核，是指继电保护系统根据电力网的系统拓扑结构、运行方式、保护配置等方面，来获取电网实时运行数据，对当前电网中各种继电保护装置的性能进行在线校验的过程。借助通信网络，继电保护在线校核系统在线计算、校核继电保护装置的定值，实时判别电网所有继电保护装置的性能，包括继电保护的保护范围、选择性、灵敏性、速动性等情况，对可靠性方面可能存在误动、拒动隐患的继电保护装置给出报警信息，并依据监控系统要求实时选择是否需要切换继电保护装置的实时运行保护定值。目前，在智能化变电站继电保护的智能整定和在线校核系统的实际应用中，存在的主要问题是计算机的配置、计算速度和网络速度的提高。
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论文作者:岳圆
论文发表刊物:《电力设备》2017年第25期
论文发表时间:2017/12/20
标签：变电站论文; 在线论文; 系统论文; 信息论文; 实时论文; 继电保护论文; 智能论文; 《电力设备》2017年第25期论文;