适配分布式电源接入的馈线自动化

适配分布式电源接入的馈线自动化技术研究与实践1一新型电力系统背景下配电自动化定位与挑战提

纲二适配分布式电源接入的馈线自动化实用化技术21、配电自动化定位与挑战3一、新型电力系统背景下配电自动化定位与挑战配电自动化是一种构建一流现代化配电网的重要技术手段。随着新型电力系统建设的推进，分布式电源、电动汽车、分布式储能等设备大量接入，配电网正逐步由单纯接受、分配电能给用户的电力网络转变为源网荷储融合灵活互动的电网，对配电网的安全性、经济性、适应性提出更高要求。近年来，分布式电源不断增加，其潮流随机性、波动性、双向性对电网运行的影响呈现“局部向全局发展、配网特征主网化”的趋势，给配电网的保护与自动化等提出了更高要求。2、前期配电自动化实践中面临的问题一、新型电力系统背景下配电自动化定位与挑战馈线自动化是配电自动化中用于故障处置的技术。因逻辑简单可靠、不依赖通信、成本低等优点，就地型馈线自动化目前已在配电自动化改造中大规模应用。小水电、分布式光伏等分布式电源接入的10kV线路，故障处理过程中，原有故障处理逻辑失效，存在“失压不分闸”的情况，无法有效实现故障处置，而且存在一定的人身和设备风险。4二适配分布式电源接入的馈线自动化实用化技术一新型电力系统背景下配电自动化定位与挑战提

纲52-1、就地型馈线自动化处理逻辑简介二、适配分布式电源接入的馈线自动化实用化技术站内开关逻辑：过流保护、一次重合闸（二次重合闸）、选线装置接地故障跳闸、闭锁重合闸、……分段开关逻辑：失压延时分闸、得电延时合闸、X闭锁（反向闭锁）、Y闭锁（正向闭锁）、合于零压越限分闸闭锁（零压闭锁）、人工分闸闭锁、人工合闸解除闭锁、一侧闭锁对侧得电延时合闸解除闭锁、设定时限内连续分闸闭锁合闸、合于过电流越限闭锁分闸（对应负荷开关）……联络开关逻辑：双侧有压情况下单侧失压延时合闸、残压脉冲闭锁、分工分闸闭锁、双侧有压延时解除闭锁、失压分闸、双侧有压禁止自动合闸、人工合闸解除闭锁……62-2、分布式能源接入中压线路馈线自动化技术二、适配分布式电源接入的馈线自动化实用化技术关键技术：提出基于电压频率越限判据的分布式电源优先解列的馈线自动化方案，在现有配电终端中新增“自动化解列模式”功能，在不依赖通信条件下实现分布式电源接入的中压线路“2min故障自动定位和隔离、3min非故障区域复电”。解决的典型问题：适用于有源中压线路的馈线自动化改造，解决新型电力系统背景下含小水电、分布式光伏等有源中压线路的高效自愈难题，促进新能源广泛消纳，推动能源清洁低碳安全高效利用。71、含分布式电源接入线路馈线自动化改造策略及措施构建基于RTDS的含分布式能源接入10kV线路仿真模型建立了基于RTDS混合仿真的含分布式电源的馈线自动化仿真测试模型，包含不同分布式能源性质（光伏、小水电等）、不同渗透率（10%～200%）的分布式能源接入10kV线路的350余种场景下的故障特征库。8二、适配分布式电源接入的馈线自动化实用化技术模拟不同方式下并网处的故障特征9小水电出力光伏出力馈线1总负荷馈线1渗透率PQ控制：0.3MW0.186Mvar,无一次调频， 0MW，0Mvar1.5MW，0.727Mvar20%SDG1两侧线电压有效值SDG1电网侧电压频率以接地故障为例二、适配分布式电源接入的馈线自动化实用化技术SDG1两侧线电压有效值SDG1电网侧电压频率小水电出力光伏出力馈线1总负荷馈线1渗透率PQ控制：0.8MW，0.4958Mvar,无一次调频0MW，0Mvar0.8MW，0.4958Mvar100%1、含分布式电源接入线路馈线自动化改造策略及措施制定分布式能源线路的故障处理策略10故障处理原则：尽量维持原有馈线自动化开关逻辑不变。把DG当做一个稳定电源点，配置一个自动化开关作为隔断，仅在现有自动化开关类型上作逻辑升级；保证线路用户电压质量（不发生电压过高导致居民电器烧损）的情况下，尽量消纳新能源。二、适配分布式电源接入的馈线自动化实用化技术1、含分布式电源接入线路馈线自动化改造策略及措施方案一：有故障，先切DG，原有线路自动化故障处理逻辑不变。当有接地故障发生时，站内断路器跳闸后，采用“低压或低频保护”或“高压或高频保护”逻辑切除DG，线路上开关依据原有馈线自动化逻辑进行故障处置。当有短路故障发生时，DG并网点断路器过流跳闸，DG先不并网，线路上开关依据原有馈线自动化逻辑进行故障处置。故障恢复后，并网点开关采用“电网侧得电延时合闸”逻辑送电至DG，DG而后并网。制定分布式能源线路的故障处理策略11二、适配分布式电源接入的馈线自动化实用化技术1、含分布式电源接入线路馈线自动化改造策略及措施方案二：有故障，先不切DG，保持孤网运行，用户可靠性优先。按设定逻辑进行依次分闸（一般离DG点越远的开关越先分闸），同时判断故障点是否在开关之前；如在某一开关之前，再判断DG是否能支撑起非故障区域的负荷；如支撑不起，再次分下一开关（切除部分负荷），直至电压、频率稳定。此方案需要DG具有较强的自动调压调频能力。经广泛调研，小水电站多无法实现电压平衡控制，在渗透率高的线路，发生过电压烧毁用户电器的情况。因此在实践中，未采用此方案。1、小水电线路馈线自动化改造策略及措施制定分布式能源线路的故障处理策略12DG为光伏，由于并网逆变器采用P-Q控制模式，主网跳闸后，逆变器会启动防孤岛保护措施，立刻离网，无法实现孤网运行。二、适配分布式电源接入的馈线自动化实用化技术2、定值的设置13GB∕T

29319-2012

光伏发电系统接入配电网技术规定GB∕T

34930-2017

微电网接入配电网运行控制规范NB∕T

33014-2014

电化学储能系统接入配电网运行控制规范……二、适配分布式电源接入的馈线自动化实用化技术考虑到光伏等分布式电源发电特性、用户电器设备过电压设计水平以及对清洁能源满额消纳的现实需求，实践中，并网点电压、频率解列、时限定值有所调整。站内开关一次重合时限有所增加。3、应用效果基于电压频率越限判据的分布式电源优先解列的馈线自动化处理方法基于电压频率越限判据的分布式电源优先解列的馈线自动化技术在南网区域内几百条含小水电、分布式光伏中压线路完成了配电自动化的改造，运行效果良好，达到了预期效果。以某供电局10kV飞洒线：01分段开关为非自动化开关，02分段开关投就地重合式分段模式，03分段开关投分布式电源解列模式。飞洒水电站安装了4台250kVA机组，装机容量1MVA，线路负荷8040kW，渗透率约71.4%。2020年12月投运，至2022年6月运行期间，成功隔离故障9次，动作准确率100%。二、适配分布式电源接入的馈线自动化实用化技术142-3、配电自动化终端远程运维技术关键技术：提出了基于IEC60870-5-101/104的配电自动化化远程运维规约，与传统终端维护相比较，运维时间从2～3h/次缩短至3～5min/次，运维效率大幅提升。解决的典型问题：适用于众多配电终端的远程运维，解决配电终端维护困难且耗时长的难题。二、适配分布式电源接入的馈线自动化实用化技术151166关键技术：在总结前期运行现状的基础上，提出“疏”（改善运行环境+局部空间除湿）、“堵”（关键部件固体密封）相结合的防凝露/盐蚀技术，大幅提升了户外开关箱等配电自动化设备使用寿命。解决的典型问题：适用于电缆线路配电自动化改造线路，解决高温高湿高盐雾环境下户外开关箱设备可靠性差和运行寿命短的难题。某品牌

运行时间：2年16某品牌

运行时间：半年开关箱运行环境2-4、配电自动化装备防凝露/盐蚀技术某品牌

运行时间：

4年16二、适配分布式电源接入的馈线自动化实用化技术1、防凝露的效果17措施1——外部大气运行环境的改善形成空气对流，便于电缆沟内水汽的排出，减轻水汽对开关箱底部的锈蚀某大道1号环网柜二、适配分布式电源接入的馈线自动化实用化技术1、防凝露的效果措施2——关键部件采用固体密封+局部除湿18 18部分供货户外开关箱EVTPT室电操机构电操机构二次室内置除湿装置CT内置18二、适配分布式电源接入的馈线自动化实用化技术2-5、自适应馈线自动化技术关键技术：基于就地重合式和智能分布式馈线自动化技术，提出了自适应馈线自动化模式，兼容通信强相关的智能分布式、通信弱相关的就地重合式馈线自动化，实现线路故障的快速处理。解决的典型问题：适用于广大农网线路的自动化改造，解决各类通信状态下等场景下配电网故障快速精准定位和自愈的技术难题。对短路故障，故障处置逻辑如下：变电站跳闸后，线路开关判断是否过流，过流问下级，不过流问上级和平级。问得通则缓动型FA，问不通则切换至就地重合式FA。备注：平级是针对分支线路开关场景19二、适配分布式电源接入的馈线自动化实用化技术2-5、自适应馈线自动化技术举例：F3处发生短路故障，阴影部分为通信正常，各开关故障处置方式如下：S1-缓动型FAS2-就地重合式FAS3-就地重合式FAS4-就地重合式FAS5-缓动型FAS6-就地重合式FA20二、适配分布式电源接入的馈线自动化实用化技术特点：依据上下（平）级开关间的通信状态和本级开关是否监测到过流信号来选择故障处理模式。通信方式：（1）终端间只保持上下级或平级通信。（2）终端间和终端与主站间通信采用无线通信方式，101或104规约交互数据。（3）运营商若不支持终端与终端通信，终端间可采用与第三方（固定IP）中转的方式进行数据交互。2-5、自适应馈线自动化技术对接地故障，故障处置逻辑如下：若监测线路零序电压越限值，则切换至就地重合式FA。二、