(昆明供电设计院有限责任公司)
摘要：在能源需求不断增长、新技术不断发展融合以及环保呼声日益高涨的今天，智能电网已成为电力业的必然要求，也成为世界各国应对未来挑战的共同选择。对中国来说，智能电网对未来可持续发展更为关键和必要。此技术的应用，实现了电网的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全的目标。
关键词：智能电网；备自投；智能联切
0、项目概况
本项目块总装机容量 49810kVA，包括南、北区开闭所以及 12 座分配电室。本项目因为外部电源未能做到全备供，为保障供电可靠性、提高供电效率，本项目须引入智能供电控制系统，当供电系统停电时,智能电能管理系统对负荷进行检测，按“多超多切，少超少切，不超不切”的原则切除母线上的三级负荷，保证电源向各段母线上高负荷等级供电。
1、智能备自投联切技术方案
1.1 供电方案要求
本项目分南北两个中心开闭所、多个分配电室的两级模式，供电比较复杂，要求实现联切控制。以南区开闭所为例，在有一路外线失电的情况下，为了保证一级、二级负荷供电的可靠性，提高供电效率，本系统在基于常规电力自动化、继电保护的基础上增加智能备自投联切功能。根据通信状况，采用优化联切模式和安全联切模式两种模式。
1.1.1、优化联切模式：在光环网通信正常时，启用优化联切模式。市电供电电源有一路出现异常时，备自投智能联切系统应按照“多超多切，少超少切，不超不切”、只切除超载部分的原则，根据各出线回路实际运行负荷和相应的优先级，按照系统自动生成的实时在线联切预案，并在 2 秒钟备自投动作周期内（失电侧进线断路器跳开后、分段断路器合闸前）自动执行，快速可靠完成备自投智能联切控制。即各配电室智能联切装置根据主开闭所智能联切装置下发的实时联切预案，切除适当的三级负荷，当联切全部三级负荷后，备供电源仍将过载时，同时切除部分二级负荷。
1.1.2、安全联切模式：如果开闭所和分配电室之间的光缆通信异常，启用安全联切模式。每个分配电室根据预先设定允许的最大负荷，快速联切超过预案的三级负荷，保障备供电源不过载。
2、智能联切系统描述
（1）正常运行时，开闭所三路电源同时供电，由于开闭所没有母联柜，当任意一电源失电时，每个分配电室断开失电侧电源进线断路器，智能配电系统检测切除适当的三级负荷后，再合上分配电室的分段断路器，由未失电电源保一、二级负荷，如果有多余的负荷，则可以提供给一部分三级负荷；系统失电侧电源恢复供电时，备自投启动自复功能，恢复到两路正常供电状态。南区开闭所有母联柜，开闭所备自投装置与分配电室备自投装置之间通过光环网通信配合，主开闭所备自投装置动作时，闭锁分配电室备自投装置。在分配电室电源故障时，分配电室备自投才需要动作，恢复分配电室供电。
（2）市电供电电源有一路出现异常时，备自投智能联切系统应按照“多超多切，少超少切，不超不切”、只切除超载部分的原则，根据各出线回路实际运行负荷和相应的优先级，按照系统自动生成的实时在线联切预案，并在备自投动作周期内（不超过 2 秒）、分段断路器合闸前自动执行，快速可靠完成备自投智能联切控制。即各配电室智能联切装置根据主开闭所智能联切装置下发的实时联切预案，切除适当的三级负荷，当联切全部三级负荷后，备供电源仍将过载时，可以切除部分二级负荷。
（3）本系统比较复杂，为了保证优化联切的可靠性，系统采用分级控制模式，即优化联切分两级控制系统：开闭所优化联切控制系统（系统级）和配电室优化联切控制系统（站级）。系统级优化联切控制装置工作在顶层，在一路进线失电的情况下，按照预案快速判断是否需要进行优化联切，如果需要，则通知各个配电室优化联切控制装置需要切除的负荷容量，站级优化联切控制装置负责对各自配电室的负荷进行判断，根据系统级优化联切控制装置的要求，按照不同的优先级切除适当的三级负荷。最后在每个分配电室优化联切完成后，再合上开闭所分段断路器。整个优化联切动作时间不超过 2 秒，出去停电等待时间，系统联切时间不超过 0.3 秒。
3、网络连接
以开闭所为中心，每个开闭所和所带的分配电室之间敷设 1 根 8 芯单模铠装光缆，连接所有的高、低压智能联切设备，供网络备自投智能联切系统组成双光纤环网，并供常规配电综合自动化系统通信。
4、 各配电室运行方式
4.1南区开闭所运行方式
（1）正常运行时，Ⅰ、Ⅱ电源同时供电，分段断路器 1K2 断开，满足供电要求（见下图 1）。
（2）当任意一回电源失电时，断开失电电源进线断路器，先切除南区开闭所所供分配电室低压三级负荷后，再合上母联断路器。分配电室不动作。10kV 中心开闭所由未失电电源保一、二级负荷。电源恢复正常时，备自投实现电源自复功能（见下图 2、3）。
（3）当两回电源同时失电时，断开失电电源进线断路器，重要负荷由甲方自备发电机保证供电。电源恢复正常时，手动合闸。
4.2北区开闭所运行方式
（1）正常运行时，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ电源同时供电，三段母线之间不设联络，满足供电要求（见下图 4）。
（2）当第一电源失电（即开闭所Ⅰ段母线失电）时，开闭所Ⅰ段母线进线断路器不动作 ，先切除北区开闭所所供配电室低压三级负荷，后由Ⅰ段母线供电的配电室进线、母联相应动作。电源恢复正常时，配电室备自投实现电源自复功能。
（7）当第二、三电源失电（即开闭所Ⅱ、Ⅲ段母线失电）时，先切除北区开闭所所供配电室低压三级负荷，后由Ⅰ段母线供电的配电室进线、母联相应动作。
（8）电源恢复正常时，配电室备自投实现电源自复功能。
4.3 各分配电室运行方式
（1）正常运行时，Ⅰ、Ⅱ电源同时供电，分段断路器断开（见下图 5）。（2）当北区开闭所所带的分配电室任意一电源失电时，断开失电电源进线断路器，智能配电系统检测切除适当的三级负荷后，再合上分段断路器，由未失电电源保一、二级负荷。同时重要负荷由甲方自备发电机保证供电（见下图 6、7）。
（3）当南区开闭所所带的分配电室任意一电源失电时，分配电室的分段断路器不动作，由南区开闭所的分段断路器动作，保证每个分配电室的两路电源正常供电，只有当南区开闭所的分段断路器拒动时，才考虑分配电室分段断路器动作。
（4）当北区开闭所所带的分配电室失电电源恢复供电时，断开分段断路器，重新合上电源断路器，实现自复功能。基于安全因素，被切除的南区商业、酒店配电室的低压三级负荷在确保安全的情况下由人工恢复供电。
5、结束语
综上所述，本项目通过引入“多超多切，少超少切，不超不切”的智能电网联切技术，保证了电源向各段母线上高负荷等级供电，保障了供电可靠性、提高了供电效率。
参考文献：
[1]王宇.智能配电系统的关键技术与系统结构[J].河南科技,2013,（6）
[2]吴洪勋. 论智能配电技术在城市配电中的应用 [J].北京电力高等专科学校学报：自然科学版，2012,（1）
[3]李哲熙、李海华.关于智能用电技术的思考[J].科技创新与应用,2013,（3）
作者简介：
关奇丰（1983 年 11 月），男，昆明，大学本科，工程师，供配电设计
论文作者:关奇丰
论文发表刊物:《电力设备》2017年第13期
论文发表时间:2017/9/21
标签：电源论文; 负荷论文; 断路器论文; 配电室论文; 开闭论文; 智能论文; 南区论文; 《电力设备》2017年第13期论文;