摘要：随着我国科技的快速发展，社会的不断进步，针对传统就地型备自投装置存在的不足之处：只能在开环站点正常充电使用、只能挽救1个失压变电站、跟相邻站点之前无法通信、无法在串供电网中多级配合使用。在广东电网标准化备自投的基础上，增加远方通信交换信息功能，本文提出了一种带远方功能，可多级配合并自适应运行方式变化的远方备自投装置。该方案已在远方备自投装置中实现，并在梅州电网部分站点进行了试点应用，成功提炼总结出标准化技术要求。实践证明，这种标准化的远方备自投装置能可靠动作，大大的提高了电网的安全稳定性和供电可靠性。
关键词：备自投；标准化；远方备自投；供电可靠性
引言
110kV备自投装置是提高主网供电可靠性的一种有效技术手段。通过提高110kV变电站备自投装置的投运率，可有效提高主网供电可靠性。但是，由于各个地区的电网有各自的特点，部分地区小电源资源丰富，有的地区多级串供变电站。导致110kV备自投装置的投运率不高，且标准不太统一。梅州电网供电面积较大，用电量基数较小，导致主网110kV变电站分布较散，且电源线路较少。梅州电网急需提高备自投装置的投运率。此外，由于电网存在许多串供3级、4级的110kV网络，在非开环站点电源线路发生故障时，只有开环站点备自投装置能发挥作用，其余站点将失压，供电可靠性较差。梅州地调以此为突破口，研发出了一种基于任意网络的标准化远方备自投装置，并进行了有效推广和应用，很好的提高了主网的供电可靠性。
1研究思路和技术方法
1.1就地型备自投装置的局限
在各地区的110kV电网中，为控制线路潮流，一般不安排电磁环网的运行方式。对于110kV/220kV电磁环网，必须开环运行，有利于继电保护配置简化、上下级保护定值配合，有利于系统稳定控制。即110kV电网一般为分片区供电方式，不同220kV站之间保持一定的联络线作为备用紧急支援线路。一般情况下，在110kV开环站点均会部署110kV备自投装置。若110kV线路串供多个变电站，具有就地功能的备自投装置在110kV链式电网接线的实际应用中，当上一级靠近电源侧故障时，即便正确动作也仅能保证本站不失压，仍然会造成上级电源的110kV变电站失压，造成负荷损失。就地型备自投只能保证在有开环点情况下挽救本身1个变电站。如图1所示，正常运行方式时A站、B站均由220kV站1供电，B站为开环站点。若故障发生在AB线路，备自投装置可正确动作将B站备投至BC线供电。但是，若1A线或CD线或2D线故障，所有备自投装置都将失去作用，无法动作挽救负荷，造成变电站失压。
1.2远方备自投的实现方法选择
就地型备自投装置有其局限性，需研发一种新型的具备远方多站配合的备自投装置，全面提高供电可靠性。为此，梅州地调研究了现有的解决此类问题的技术方法。国内很多同行在如何解决链式电网供电可靠性上也做了很多有益的研究及应用，早期研究大都仅限于研究了特定串供电网的对策及成果，仅能应用于该特定接线方式的情况，不能给其他地区灵活借用，而且在运行方式或网络结构变化之后，需要对该备自投系统策略进行及时调整，并需要重新进行联调，研究成果的适应性较差。梅州地调通过综合比较现行技术条件，决定在广东电网标准化备自投基础上，增加远方功能。通过通信交换信息手段，实现相邻站点之间的备自投配合。备自投装置可通过专用通道或经通信设备复接，即采用“专用光纤”或“复用通道”、与对侧交换数据。
2远方备自投的相关原理
2.1远方备自投的主要功能
远方备自投装置包含以下标准逻辑功能：就地线路备自投功能、就地母联备自投功能、远方线路备自投功能、远方母联备自投功能、远方非开环点备自投功能、接受或发送远方命令功能、相互交换信息流功能等。根据装置安装站点的运行方式和相关定值，实现在就地、远方功能的切换，同时，包含线路、母联备投功能之间的智能切换。就地备自投功能与传统的标准化备自投装置一样，满足充电条件后进入就地备自投逻辑。同样可以实现上级切负荷闭锁自投、自投于故障加速、切负荷线路等功能。远方备投功能适用于双端供电电源、单回或双回链式串供的网架系统，系统有且只有一个开环点，开环站点可安排线路开关热备用或母联开关热备用的方式。
2.2远方备自投的充电和组网
远方备自投装置须配置两路通信通道，用于和相邻站点的备自投装置通信。同时，装置对通道的接入顺序也有明确要求，如图2所示的网络连接，通道1用于和左侧站点进行通信，通道2用于和右侧站点进行通信。
（1）远方备自投功能未充电前信息流传递（A信息流）远方备自投装置在未完成远方备投充电前，若满足本地线路备投或母联备投的充电条件，则应向相邻装置连续发送“有开环点”的信息，否则发送“无开环点”的信息流（A信息流）。（2）开环点完成远方备自投功能充电后的信息流（B信息流）
图3远方备投充电完成前装置交换的信号（A信息流）示意图
时间内连续收到相邻两装置的A信息流状态均满足“无开环点”（开环站点若只有一侧通信正常，则只需收到该侧的信息满足），则本站判为“远方备投充电成功”，并向相邻装置发送远方充电成功信息（持续10s）（B信息流）。未完成远方备投充电的装置若收到其中一侧通道的“远方备投充电成功”信息（B信息流），则本站判为“远方备投充电成功”；此时，若另一相邻站点仍持续向其发送A信息流，则向该相邻站点转发该B信息流。
全部站点充电完成后，自动组成一个串供链式电网，电网中存在1个开环站点。若此时部分站点之间的通信通道发生异常，则全部站点备自投装置备投功能放电，重新判断充电条件。相应的通道异常站点就成为了边缘站点，再次参与开环站点周围的远方备自投装置组网，新的链式串供电网自动组成。远方备自投功能依旧有效，保证电网的可靠供电。
3远方备自投的应用效果
在远方备自投装置技术方案定下来之后，梅州地调组织生产厂家制作了一批试点装置。经过严格的调试、验收和入网测试后，2015年11月成功在梅州电网110kV“文福-北礤-宝坑-松口“四个链式串供变电站部署远方备自投装置。
110kV远方备自投部署后，2016年6月16日，110kV瓜松线线路故障，两侧保护动作，开关跳闸，重合不成功。110kV北礤站、宝坑站、松口站远方备自投装置正确动作，宝坑站、松口站成功转由北礤站110kV宝北线供电。部署1年内，成功动作了2次，避免了3个110kV变电站失压，避免了52610户用户的停电。在梅州电网的成功试点应用后，带远方功能的备自投装置技术标准成功列入广东电网配电网安自装置的标准化设计要求里面。现梅州电网共有15个站点部署了远方备自投装置，时刻守护着电网安全，保持电网的可靠供电。
结语
结合梅州电网的实际情况，针对就地型备自投装置的局限性，本文提出了一种带远方功能的标准化备自投装置实现方法，在串供链式电网中解决非开环站点的故障失压问题。远方备自投装置在广东110kV标准化备自投的基础上对装置进行功能扩展，对目前已运行的110kV标准化备自投，届时可通过程序升级及部分插件更换就可升级到标准化的远方备自投装置。该研究成果具有很强的推广性，同时在可靠地提高电网供电可靠性的同时节省经济投资，具有极高的经济价值和实际应用意义。
参考文献：
[1]成涛，成连生.电力系统的电磁环网运行.华中电力，2001（6）：17~19.
[2]董正坤.基于光纤通信的远方备自投技术应用分析.河北电力技术，2012，31（5）：15~16.
论文作者:刘俊磊
论文发表刊物:《电力设备》2018年第8期
论文发表时间:2018/8/13
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