國電南瑞-電力行業(yè)：配電網(wǎng)故障主動(dòng)預(yù)警及快速處置技術(shù)探索

配電網(wǎng)故障主動(dòng)預(yù)警及快速處置技術(shù)探索二0二三年八月C重合角動(dòng)作(架空線路)分布式電源保護(hù)動(dòng)作脫區(qū)饋線饋線就地故障清理非故障區(qū)段分布式電源并網(wǎng)非故障區(qū)復(fù)電最小化隔離故障區(qū)段故障區(qū)段分布式電源井網(wǎng)故障區(qū)段恢復(fù)設(shè)備老化占電纜故障的21.1%設(shè)備老化占電纜故障的21.1%21.1%運(yùn)維問題1.2%n下游保護(hù)誤動(dòng)Iaf5.8.6永久性單相接地故障宣快速就近隔離中國南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司全業(yè)標(biāo)準(zhǔn)低于90%w配網(wǎng)網(wǎng)架由輻射向環(huán)網(wǎng)多聯(lián)絡(luò)轉(zhuǎn)變以及分布式新能源比例逐步提高，在故障隔離后，健全區(qū)故C故障前，以基于電氣量的電纜絕緣狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)為重點(diǎn)，提升故障預(yù)警能力；故障時(shí)，以“分布式就地處置優(yōu)先，集中式主站處置協(xié)同”原則，提出適應(yīng)不同場景的差異化方案，提升故障隔離的精準(zhǔn)性考慮分布式新能源主動(dòng)參與供電恢復(fù)，并研究故障精準(zhǔn)測距技術(shù)以支撐運(yùn)維。就地處理優(yōu)先集中處置協(xié)同提高快速性提高絕緣隱性故障預(yù)警能力分布式電源主動(dòng)參與供電恢復(fù)就地處理優(yōu)先集中處置協(xié)同提高快速性提高絕緣隱性故障預(yù)警能力二總體思路電力電子裝備大規(guī)模應(yīng)用使得配電網(wǎng)運(yùn)行形態(tài)向?qū)掝l域衍變，不僅帶來電能質(zhì)量問題，也對頻率保護(hù)產(chǎn)生影響。為配網(wǎng)故障定位、解合環(huán)、諧波溯源和動(dòng)態(tài)監(jiān)測提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，有必要將終端測量由異步基頻擴(kuò)展到同步寬頻，但受限于終端成本，采樣率不高、PT/CT精度比主網(wǎng)低，實(shí)現(xiàn)高精度寬頻量測難通過混合窗+混合基zoomFFT技術(shù)，結(jié)合GPS秒脈沖采樣實(shí)現(xiàn)高精度同步寬頻量測，在FTU/DTU終端現(xiàn)有硬件基礎(chǔ)上寬頻量測檢測范圍可達(dá)2Hz~6kHz,電能質(zhì)量可監(jiān)測最高63次諧波?；旌匣旌匣鵽oomFFT能自適應(yīng)頻率5Hz、2Hz分辨率計(jì)算，采樣率6.4kHz、數(shù)據(jù)窗10周波條件下運(yùn)算量可降低10%。諧波次數(shù)次混合窗兼具適當(dāng)?shù)闹靼陮挾群透斓呐园晁p，可有效抑制頻譜泄露，理論量測精度可達(dá)到10-6,實(shí)際精度萬分之五。防患于未：燃,絕緣劣化主動(dòng)預(yù)警劣化區(qū)段定位劣化指數(shù)動(dòng)態(tài)傳遞絕緣劣化狀態(tài)評估防患于未：燃,絕緣劣化主動(dòng)預(yù)警劣化區(qū)段定位劣化指數(shù)動(dòng)態(tài)傳遞絕緣劣化狀態(tài)評估(AuGROUP研判障持續(xù)時(shí)間一般不超過2個(gè)3、配網(wǎng)光纖/5G線路差動(dòng)保護(hù)技術(shù)傳輸最大1235傳輸最大傳輸識(shí)別碼重新識(shí)別重新識(shí)別健全區(qū)段主機(jī)1健全區(qū)段主機(jī)2主機(jī)變電油我住碼1233.縱聯(lián)碼：規(guī)聯(lián)碼：55環(huán)柜開1環(huán)/開衡2配酸路一環(huán)網(wǎng)柜/開1收發(fā)延時(shí)隨機(jī)且不一致收發(fā)延時(shí)隨機(jī)且不一致基本原理一傳播途徑射使得傳播路徑隨機(jī)擇的不確定性行優(yōu)先模式回退延時(shí)回退延時(shí)410據(jù)緩存區(qū)采樣值據(jù)緩存區(qū)394041443波波箱數(shù)鼓通信裝置配FU4、基于載波/5G通信的就地分布式保護(hù)技術(shù)5G通信帶寬總帶寬5~10Mbps提供500kbps端口平均上行100Mbps平均下行500Mbps時(shí)延遙信≤30s遙控≤6s保護(hù)≤20ms端到端時(shí)延≈20ms(最大25ms)端到端時(shí)延≈18ms(最大81ms)可靠性誤碼率1×10-6丟包率<0.01%滿足要求誤碼率1×10-5丟包率1.61%(200Mbps速率)滿足要求安全性物理隔離電力有線專網(wǎng)物理隔離區(qū)、配置加密模塊覆蓋性適配電網(wǎng)點(diǎn)對點(diǎn)通信距離15km適用C類地區(qū).甘案站甘案站基于中壓載波組網(wǎng)特點(diǎn)，提出基于載波/5G通信的就地分布式保護(hù)技術(shù)。配電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)，就地分柱上新路器(分段)柱上新路器(聯(lián)絡(luò))柱上新路器(分段)柱上新路器(聯(lián)絡(luò))2511#開關(guān)至1514#首開關(guān)區(qū)域內(nèi)終端通過過2511#、1514#斷路器直接跳閘。1514#開關(guān)處終端通過單相接地檢測模塊判定下游故障，0548#分段斷路器處終端判定上游故障，就地直接跳1514#、0548#斷路器。6、單相接地故障自適應(yīng)判別技術(shù)態(tài)能量m為負(fù)為負(fù))T電白動(dòng)化終端沒蒞隨容集代造裝健區(qū)域恢復(fù)供電功成功帶返線整)T電白動(dòng)化終端沒蒞隨容集代造裝健區(qū)域恢復(fù)供電功成功帶返線整笏別落我成7、分布式保護(hù)與饋線自動(dòng)化協(xié)同故障處理技術(shù)D保護(hù)單相接地希式中斷成功保護(hù)復(fù)電環(huán)網(wǎng)柜5C模型生成輸出動(dòng)修劃定主檢計(jì)制輸出動(dòng)修劃定主檢計(jì)制患障段位隱故區(qū)定關(guān)鍵特征量2關(guān)鍵特征量3孔一般缺陷在配電網(wǎng)中，架空線路的主干線分段之間，或者環(huán)網(wǎng)柜之間往往存在多條未安裝電流互感器的負(fù)荷支路，傳統(tǒng)雙端線路差動(dòng)保護(hù)無法適用。提出基于負(fù)荷阻抗的不完全差動(dòng)保護(hù)方法，簡化線路上多條負(fù)荷支路為一條負(fù)荷支路，基于負(fù)荷電流等效出T接點(diǎn)位置，系統(tǒng)正常運(yùn)行及區(qū)外故障時(shí)計(jì)算等效負(fù)荷支路阻抗相等，區(qū)內(nèi)故障時(shí)等效負(fù)荷阻抗變小。配電室N配電室N負(fù)者等轟負(fù)荷配電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)方式多樣，單一固定的恢復(fù)策略無法滿足最優(yōu)恢復(fù)需求，且隨著高比例可再生能源接入，現(xiàn)階段分布式供電恢復(fù)方式未考慮分布式電源緊急備用能力，故障時(shí)立刻退出分布式電源，削弱了分布式電源支撐健全區(qū)域供電恢復(fù)能力，需開展計(jì)及DER備用能力支撐非故障區(qū)供電恢復(fù)策略的研究。站所終端P1P變電站1