配电网潮流防误的研究与应用

黄建林，刘国勇

(长园共创电力安全技术股份有限公司，广东珠海519085)

配电网潮流防误的研究与应用

黄建林，刘国勇

(长园共创电力安全技术股份有限公司，广东珠海519085)

文章论述运用潮流信息，引入潮流防误，与网络拓扑防误有机结合，辅助操作人员进行正确分析决策，确保配电网的人身、设备安全及电网安全稳定运行等方面的问题，并基于长园共创公司的配网防误系统平台，验证了所开发的潮流计算及潮流防误是有效且可行的。

配电网；网络拓扑；潮流计算；潮流防误；图形方式

网络拓扑分析技术与传统微机五防的结合而使拓扑防误应运而生，它不再依赖于人工编写电气设备间的闭锁逻辑规则，突破了传统微机五防的站内防误界限，自动适应电网拓扑结构的变化，在电网接线方式发生变化时，无需用户维护防误规则，通过拓扑防误分析对每一步操作从全网的角度进行拓扑防误分析，并给出相应的操作提示或告警信息，从而大大减少了误操作的发生〔1－3〕。

然而，防误逻辑规则编写或拓扑防误分析仅对电气设备的操作进行了强制性闭锁防误，对设备操作而导致的电网运行方式的改变却无法预料，单凭操作人员的经验难以杜绝防止配电网安全事故的发生，从而影响整个电网的安全稳定运行〔4－5〕。

电网结构、参数及运行方式的改变，电网潮流的大小和方向很可能发生巨大变化，通过潮流计算或实时监控系统中获得的电网潮流情况，引入潮流防误，从潮流的大小、方向及限值等方面给出相应的告警提示信息，辅助操作人员正确处理各种事故，对进一步有效防止配电网事故、设备损坏、人身伤亡的发生，保障整个电网的安全稳定运行具有重要意义。

1 配电网防误现状

配电网作为面向最终客户的终端电网，网络结构越来越复杂，操作越来越频繁，运行方式日益复杂。配电运行管理过程多以手动操作为主，受到人为原因、业务技能、作业环境等因素的影响，配电安全事故时有发生。

配电网的复杂多变，电气设备的防误逻辑规则随时发生变化，传统的微机五防利用手写设备防误逻辑的方式很难在配电网中得到推广。拓扑防误分析从全网的角度对电气设备的操作进行实时的防误逻辑判断，从而有效的避免了配电网运行管理过程中的误调度、误操作等风险，大大减少了配电网事故的发生。然而，配电网的升级改造及分布式能源的接入，配电网的运行方式随时发生改变，配电网的潮流也随时发生改变，导致配电网的安全稳定运行及设备、人身安全均存在很大的风险〔6〕。

2 配电网潮流防误

2.1 潮流防误

拓扑防误以防误规则为约束条件，利用网络拓扑连接关系进行防误分析。同样，潮流防误以潮流信息作为约束条件，来判断当前操作是否导致设备过载、电压越限、合解环等现象，从而给出相应的操作告警提示信息。

根据潮流信息不同，可以从以下几方面来进行防误:

1)以设备门限值为约束条件。设备的门限值包括上限值和下限值，如计算的设备潮流值不在设定的门限范围，则给出相应的越限、过载告警提示信息。如母线电压值比母线上限值大或比母线下限值小，给出 “母线电压越限”，还有线路电流过载、变压器容量过载等提示信息。

2)以潮流的大小为约束条件。当存在设备潮流值时，给出设备在运行状态或带电状态告警提示信息，否则，给出设备不在运行状态或失电状态的告警提示信息。如某母线电压值为 0时，给出“母线失电”提示信息；开关要解环操作时，要求此时开关潮流为0，否则给出 “不允许解环操作”提示信息。

3)以潮流的方向为约束条件。通过潮流的方向来判断电源侧与线路侧，从而指导设备顺序操作，否则给出操作顺序错误提示信息。在电网中，有功功率是从电压幅值高侧流向电压幅值低侧，无功功率则是从电压相角滞后侧流向电压相角超前侧。如线路在停运状态时，线路潮流值为0，通过线路两侧的电压相角大小来判断潮流流向；线路在投运状态时，线路的潮流值不为0，通过线路两侧的电压幅值来判断潮流流向。

2.2 潮流防误的实现

配网智能一体化综合防误管理系统 (简称配网防误系统)是长园共创开发的一套覆盖配电网调度操作及管理全过程的多重防误智能化系统。以该配网防误系统为原型，根据网络结构及参数分析的结果，自适应智能选择最优的潮流计算算法，开发了基于文本文件和图形方式的潮流计算分析功能。在图形方式下，充分运用配网一次接线图，基于全网拓扑分析技术快速的对每一步操作首先进行拓扑防误分析判断，在拓扑防误分析正确的前提下再触发潮流计算分析，利用潮流计算结果进行潮流防误，给出相应的告警提示信息。同时，在配网防误系统中实现离线和实时状态下的潮流防误，在离线状态下，潮流计算各参数采用默认值，随后根据需要具体调整设备参数及控制参数进行潮流计算分析并进行潮流防误；在实时状态下，从其它电网实时系统获取相应的潮流参数进行潮流计算分析或直接获取潮流信息，进行潮流防误，比如SCADA或EMS系统。潮流防误实现流程示意图如图1。

2.3 潮流防误的应用

图1 潮流防误实现流程示意图

首先通过文本文件的方式采用IEEE14标准数据验证潮流计算方法的有效性，验证结果显示电压与相角的误差基本小于1%，潮流计算IEEE14数据验证对比结果如图2所示。

图2 潮流计算IEEE14数据验证对比结果

其次，采用贵州兴义电网部分一次电气接线方式对潮流防误进行了模拟操作。以晴隆变为例，设置好李晴线、晴隆发电机、1，2号主变、各负荷等的物理参数或限值，以晴隆发电机为平衡机，在操作1号电容器开关002时，当1号电容器的无功功率为20 MW，如继续操作，则会导致晴隆发电机的无功功率越限0.11 MW，给出潮流越限告警信息，提示操作人员采取相应的调整措施，从潮流计算分析中查看相应的越限设备并可定位至图形位置。以图形方式模拟操作票，对每一步操作进行拓扑防误及潮流防误，同时提供网损信息及图形潮流显示，辅助操作人员更直观的掌握系统潮流分布，从而进行正确分析决策，更进一步保证调度与操作的安全。潮流防误显示界面如图3所示。

图3 潮流防误显示界面

3 结论

配电网结构日益复杂，操作越来越频繁，配电网安全事故频发。防误逻辑规则编写或拓扑防误分析仅对电气设备的操作进行了强制性闭锁防误，减少了电网误操作的发生。而电网结构、参数及运行方式的改变，电网潮流的大小和方向很可能发生较大变化，导致电网设备过载、电压越限及误调度、误操作的发生。利用潮流信息引入潮流防误，与全网拓扑防误有机结合，进一步确保配电网的 “人身、电网、设备”安全，保障整个电网的安全稳定运行，提升用户的用电体验。文中以长园共创公司的配网防误系统为原型，开发了潮流计算分析模块，实现了基于图形方式及文本文件方式的潮流计算，充分利用潮流计算结果或其它实时系统的潮流信息进行潮流防误，以图形的方式更直观展示系统的潮流信息，辅助操作人员进行正确分析决策，最后通过IEEE14数据及贵州兴义电网接线图进行验证和模拟操作，表明所开发潮流计算及潮流防误是有效且可行的。

〔1〕智全中，秦广召，娄伟，等.五防系统在智能化变电站中应用分析 〔J〕.电力系统保护与控制，2009，37(23):108-111.

〔2〕林建新，张茂林.配电网综合防误全面解决方案 〔J〕.供用电，2009，26(2):8-12.

〔3〕代晓丰，黄国钊.关于配电网防误系统的研究 〔J〕.电力安全技术，2014，16(1):64-66.

〔4〕邓其军，周洪，吴昌博，等.一种新型配电网倒闸操作票生成及防误系统 〔J〕.电力自动化设备，2009，29(6):123-126.

〔5〕董文杰，刘仲尧，平杰峰，等.配网调度综合防误系统的设计与实现 〔J〕.华中电力，2011，24(5):40-43.

〔6〕杨旭英，段建东，杨文宇，等.含分布式发电的配电网潮流计算 〔J〕.电网技术，2009，33(18):139-143.

Research and application of power flow of anti-misoperation in distribution network

HUANG Jianlin，LIU Guoyong
(CYG Contron Co.，LTD，Zhuhai 519085，China)

This paper discusses the full use of power flow information，and the combination of power flow anti-misoperation and the network topology anti-misoperation，auxiliary operators for the correct analysis and decision-making，and furthers to ensure the safety of“person，equipment and power network”，improves the reliability of distribution network and the quality of power supply.

distribution network；network topology；power flow calculation；power flow anti-misoperation；graphics mode

TM744.2

B

1008-0198(2015)05-0023-03

10.3969/j.issn.1008-0198.2015.05.006

黄建林 (1976)，男，江西新干人，高级工程师，硕士，主要从事电力安全技术研究与开发。

2014-11-26 改回日期:2015-05-29

珠海市科技计划项目 (2010A020101007)；中央预算内投资计划重点产业振兴和技术改造项目 (珠发改产业 [2010]185)；2014年度国家重点新产品计划立项项目 (2014GRE00020)

刘国勇 (1975)，男，江西永新人，高级工程师，主要从事电力安全技术研究与开发。