《智能配電網(wǎng)中的自愈控制技術(shù)研究》14000字（論文）

智能配電網(wǎng)中的自愈控制技術(shù)研究摘要隨著社會的不斷發(fā)展，對能源的需求量與日俱增。在社會經(jīng)濟發(fā)展的同時，能源短缺的現(xiàn)象時有發(fā)生，能源短缺帶來的環(huán)境污染事故頻發(fā)。因此對新型能源的研發(fā)與開發(fā)，是時代的要求，也是社會的需求。在將來，分布式電源的比例正越來越多。分布式電源在我國的經(jīng)濟發(fā)展提供了堅實的物質(zhì)基礎(chǔ)。但是分布式電源有著局限性，表現(xiàn)為能源較為分散、供電性能不連續(xù)、發(fā)電狀態(tài)不穩(wěn)定，以上這些局限性導(dǎo)致的后果有電網(wǎng)負(fù)荷的差異性增加、電網(wǎng)輸電性能降低、電網(wǎng)配電效率不高、電力網(wǎng)絡(luò)的輸送水平被影響，有必要研究分布式電源的替代方式，以保證電力網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定、高效運行。對于配電網(wǎng)的自愈，傳統(tǒng)的方式是采取繼電保護，這種繼電保護采取三段式保護時間，增加電流的差異，使電網(wǎng)中的每一個繼電保護沒有物理相關(guān)性連接。在我國電力網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展背景下，分布式電源數(shù)量高速增長，在配電網(wǎng)中由于電壓負(fù)壓較高，設(shè)置的微機保護方式落后，使得繼電保護超出性能范圍，容易發(fā)現(xiàn)電力差錯，當(dāng)配電網(wǎng)某一繼電保護處于失控狀態(tài)，電力管理和維修人員不能及時進行故障定位和故障維修。隨著我國電力智能網(wǎng)絡(luò)水平不斷發(fā)展，智能配電網(wǎng)作為電力行業(yè)的重要內(nèi)容，它能使配電網(wǎng)的裝機容量變多、電壓的穩(wěn)定性增強。對于新型可再生能源，目前以風(fēng)電、光伏電源為代表，新能源接入到配電網(wǎng)中。對于新型智能配電網(wǎng)來說，自愈控制是較為重要的研究內(nèi)容。本文對配電網(wǎng)的自愈控制框架結(jié)構(gòu)進行了介紹和研究，提出了一種新型的智能配電網(wǎng)自愈控制框架結(jié)構(gòu)，為“2（兩級控制環(huán)）-3（三層結(jié)構(gòu)）-10（十個控制模塊）”為主要框架結(jié)構(gòu)。此結(jié)構(gòu)能夠幫助配電網(wǎng)進行穩(wěn)定運行，同時針對配電網(wǎng)的性能參數(shù)進行預(yù)測。關(guān)鍵詞:MAS，智能配電網(wǎng)，自愈控制，策略目錄TOC\o"1-3"\h\u22286摘要 157461前言 5303901.1研究背景 594261.2研究意義 5306431.2.1實現(xiàn)配電網(wǎng)的最優(yōu)運行 5188551.2.2提供優(yōu)質(zhì)可靠的電能 534441.2.3推動新能源革命 622421.3國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 6101542相關(guān)概念和理論介紹 9106662.1相關(guān)概念 951062.1.1電網(wǎng)自愈 979252.1.2電網(wǎng)自愈控制 941692.1.3智能配電網(wǎng) 9300512.2自愈能力的等級標(biāo)準(zhǔn) 926292.2.1自愈速度指標(biāo) 9288602.2.2自愈率指標(biāo) 10145732.2.3自愈系統(tǒng)的基本功能 10278482.3電網(wǎng)的運行狀態(tài) 11282552.3.1正常狀態(tài) 1127742.3.2警戒狀態(tài) 11101552.3.3故障狀態(tài) 11145102.3.4故障后狀態(tài) 11216472.3.5優(yōu)化狀態(tài) 11173792.4電網(wǎng)自愈系統(tǒng)的手段 11240472.4.1預(yù)防控制 1112462.4.2緊急控制 11269512.4.3恢復(fù)控制 11182032.4.4優(yōu)化控制 1221473智能配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)介紹 131083.1分布式電源及其并網(wǎng)結(jié)構(gòu) 13164183.2分布式電源對配電網(wǎng)的影響 14141443.3含分布式電源的配電網(wǎng)仿真 16261313.4微網(wǎng)控制系統(tǒng) 18144043.5微網(wǎng)系統(tǒng)控制策略思路 1851573.6故障定位算法介紹 19322093.7智能配電網(wǎng)的自愈方法流程介紹 19109583.8分布式電源的環(huán)網(wǎng)配電系統(tǒng)介紹 2063.9重合閘控制流程圖 21238784配電網(wǎng)自愈控制方案介紹 2367854.1繼電保護技術(shù) 23247834.2SCADA技術(shù) 23238284.3網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù) 23243624.4數(shù)據(jù)庫技術(shù) 2417684.5DFSM技術(shù) 2434855配電網(wǎng)自愈控制的技術(shù) 25102175.1智能配電網(wǎng)自愈控制原理 2554275.2微網(wǎng)運行控制方式 256315.3微網(wǎng)運行控制模式 2577275.3.1主從控制 25224445.3.2對等控制 2681226基于Multi-agent技術(shù)的智能配電網(wǎng)自愈控制框架結(jié)構(gòu) 27232176.1配電網(wǎng)傳統(tǒng)的自愈控制框架結(jié)構(gòu) 27241486.2智能配電網(wǎng)的自愈控制分層控制框架結(jié)構(gòu) 27112686.2.1兩級控制環(huán)設(shè)計 2857856.2.2三層結(jié)構(gòu)十個控制環(huán)節(jié)設(shè)計 299206總結(jié) 3110543參考文獻 33

1前言1.1研究背景電力系統(tǒng)從起源到發(fā)展，有著100多年的歷史。在這一個世紀(jì)的時間內(nèi)，電力系統(tǒng)的電壓等級和系統(tǒng)規(guī)模發(fā)生了翻天覆地的變化，但是電力系統(tǒng)的基本運行原理幾乎沒有更改。隨著全球經(jīng)濟一體化的發(fā)展，社會經(jīng)濟發(fā)展和自然環(huán)境的破壞有著直接的矛盾，社會經(jīng)濟發(fā)展是以犧牲環(huán)境資源為代價，同時隨著自動化技術(shù)、電力電氣、大數(shù)據(jù)等技術(shù)的革新，使得電力系統(tǒng)有了新的時代要求，因此智能電網(wǎng)應(yīng)運而生。配電網(wǎng)是電力網(wǎng)絡(luò)和用戶的連接方式，在我國優(yōu)質(zhì)電力網(wǎng)絡(luò)的需求量占到總需求量的九成以上。我國是用電大戶，如果電力網(wǎng)絡(luò)運行不穩(wěn)定，將會對廣大人民群眾生產(chǎn)生活造成巨大的影響。有統(tǒng)計表明，電力網(wǎng)絡(luò)故障導(dǎo)致的停電事故占到了停電事故綜述95%以上（不包含發(fā)電量不足的情況）。智能電網(wǎng)對電力系統(tǒng)的送電質(zhì)量有著決定性影響，同時智能電網(wǎng)有著一些全新的功能，比如預(yù)測電力系統(tǒng)、優(yōu)化電力系統(tǒng)系統(tǒng)、協(xié)同電力系統(tǒng)、保障電力系統(tǒng)安全、推動電力網(wǎng)絡(luò)自愈、促使電力網(wǎng)絡(luò)交互，因此自愈控制功能是智能配電網(wǎng)的核心內(nèi)容，同時說明自愈控制功能是智能配電網(wǎng)的決定性因素。智能電力網(wǎng)絡(luò)的自愈控制，是電力系統(tǒng)平穩(wěn)工作的重要保障，也是決定電力輸送質(zhì)量的核心要素，同時也是學(xué)術(shù)界研究電力系統(tǒng)的熱門方向。智能配電網(wǎng)由于用戶需求量的增多，分布式電源的數(shù)量也隨之增多，分布式電源加入使電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)較為繁瑣。由于電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，使得電力系統(tǒng)發(fā)生故障的可能性逐漸升高，一旦電力故障超過電力系統(tǒng)的承受性能，會發(fā)生大面積的停電，給用戶的生產(chǎn)生活帶來影響。對于智能電力網(wǎng)絡(luò)來說，其自愈控制能力能夠決定電力故障的時間與規(guī)模，電力故障的時間、規(guī)模和智能電力網(wǎng)絡(luò)的自愈控制呈正相關(guān)性。自愈能力越強，智能電網(wǎng)恢復(fù)供電的時間和效率越快。1.2研究意義配電網(wǎng)是電力系統(tǒng)和用戶之前的橋梁，是輸送電能的重要載體，高效率的配電網(wǎng)能夠提高電能的利用率，也是電力用戶滿意度的評價標(biāo)準(zhǔn)。由于我國幅員遼闊，對電力的需求較大，輸電網(wǎng)的發(fā)展是電力系統(tǒng)建設(shè)的重要內(nèi)容，但同時配電網(wǎng)也是電力系統(tǒng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。長期以來，受到客觀條件的限制，我國的配網(wǎng)基礎(chǔ)建設(shè)起步低，發(fā)展迅速，但是和西方國家相比，我國的電力系統(tǒng)建設(shè)還存在著巨大的滯后性。由于配電網(wǎng)基礎(chǔ)建設(shè)落后，使得配電網(wǎng)的電能損失較大，約占電能損耗的一半以上，同時輸送電能的質(zhì)量較差。配電網(wǎng)需要和用電客戶進行體驗式服務(wù)，同時對分布式電源進行性能和技術(shù)參數(shù)的統(tǒng)一。因此，加強配電網(wǎng)的智能化發(fā)展是我國電力系統(tǒng)水平提升的重要方式。需要對我國的配電網(wǎng)進行實踐調(diào)查，同時加大力度對相關(guān)技術(shù)的研發(fā)和資金投入，對我國配電網(wǎng)的技術(shù)進步和自動化發(fā)展有著重大的意義。1.2.1實現(xiàn)配電網(wǎng)的最優(yōu)運行發(fā)展智能配電網(wǎng)的相關(guān)技術(shù)，能夠?qū)﹄娏w系的運行進行實時監(jiān)測，對電力系統(tǒng)進行資源優(yōu)化配置。通過提高電力設(shè)備的容載率，對電力設(shè)備的硬件進行高效率的使用，可以降低電力設(shè)備的負(fù)載量，減少不必要的電力能源損失和設(shè)備損壞，有利于減少電力系統(tǒng)的成本支出。1.2.2提供優(yōu)質(zhì)可靠的電能配電網(wǎng)的智能化技術(shù)發(fā)展，首先要保證電力能源的供應(yīng)能力和輸電穩(wěn)定性，同時還要為客戶提供個性化的電力配置；其次要降低停電事故的發(fā)生率，對電力系統(tǒng)中存在的參數(shù)進行優(yōu)化，減少負(fù)面因素的影響，從而保障電力系統(tǒng)的持續(xù)運行。1.2.3推動新能源革命配電網(wǎng)在設(shè)計和基礎(chǔ)建設(shè)的時期，分布式電源技術(shù)還未普及，因此在配電網(wǎng)最初的運行中，，沒有考慮分布式電源技術(shù)的需求。但是為了配電網(wǎng)能夠滿足現(xiàn)有電力運載量的需求，對分布式電源的技術(shù)參數(shù)作出了相應(yīng)的要求，對分布式電源的發(fā)展有著制約性，同時也兼顧了分布式電源的推廣和普及。智能型配電網(wǎng)具有良好的匹配性，能夠較多接納分布式電源的最大限度使用，能夠為新能源的開發(fā)提供一個新的思路，同時降低有害氣體在大氣中的含量，有利于保護環(huán)境。1.3國內(nèi)外研究現(xiàn)狀在2000年左右，美國電力研究院的研究項目首次提出了“電網(wǎng)自愈”，從此以后，電網(wǎng)自愈成為電力學(xué)術(shù)界研究的熱門方向。電網(wǎng)自愈的主要研究內(nèi)容是提高配電網(wǎng)傳輸電力能源的效率，以及電網(wǎng)自愈技術(shù)在電力系統(tǒng)的實踐與應(yīng)用。近些年，世界各地的電力系統(tǒng)發(fā)生了幾次重大電力故障，其相關(guān)的電網(wǎng)發(fā)生了不同程度的崩潰現(xiàn)象。重大電力故障的發(fā)生，使得學(xué)術(shù)界和電網(wǎng)運行相關(guān)專家對電網(wǎng)的安全性產(chǎn)生了擔(dān)心，其研究核心內(nèi)容為大型輸電網(wǎng)的自愈能力控制。但是對于電力系統(tǒng)的配電網(wǎng)自愈研究處于開始階段，相關(guān)的理論研究和實踐應(yīng)用還不夠豐富。IBM公司在21世紀(jì)的初期（2006年），提出了“智能電網(wǎng)”相關(guān)的解決方案，使配電網(wǎng)的自愈性控制援救進入了一個新的階段。2011年初，在北京進行了“智能配電網(wǎng)自愈控制技術(shù)研究與開發(fā)”的啟動會，我國6家高層次研究機構(gòu)參與了此項目。此項目由中國電力科學(xué)研究院牽頭，針對我國電力系統(tǒng)的要求與現(xiàn)狀，我國用電的實際要求，對分布式電源、微網(wǎng)、智能配電網(wǎng)、自愈控制等技術(shù)進行了深入的研究，并積極把研究結(jié)果投入到電力系統(tǒng)實踐應(yīng)用中。歐美等發(fā)達(dá)國家，為了對電力系統(tǒng)進行技術(shù)更新，減少電力相關(guān)對環(huán)境的污染問題，紛紛提出了智能電網(wǎng)的概念與相關(guān)應(yīng)用實踐、解決對策，但是對未來的電力系統(tǒng)要求是開發(fā)新能源，新能源要實現(xiàn)效率運轉(zhuǎn)、自愈控制，同時要對環(huán)境最大幅度降低污染程度，最好實現(xiàn)零污染和零排放。張棟梁與萬秋蘭同時認(rèn)為，配電網(wǎng)的自愈控制需要對配電網(wǎng)進行實時監(jiān)測和控制，針對配電網(wǎng)的安全性和復(fù)雜性進行性能評估和數(shù)據(jù)分析，配電網(wǎng)的自愈控制需要能對配電網(wǎng)進行控制的相關(guān)功能和技術(shù)參數(shù)指標(biāo)，同時配電網(wǎng)還能對自身的故障進行系統(tǒng)隔離、自我診斷、自我恢復(fù)。郭志忠的研究提出了“2（2環(huán)邏輯控制）-3（3層控制結(jié)構(gòu)）-6（6個控制環(huán)節(jié)）”的配電網(wǎng)自愈控制框架，此框架能夠?qū)ε潆娋W(wǎng)進行合理化的協(xié)調(diào)，但是對快速仿真有著負(fù)面影響，從而影響了電力系統(tǒng)控制的科學(xué)性。針對此問題馬其燕研究出一種新型的配電網(wǎng)自愈控制框架，此框架能夠以城市配電網(wǎng)為理論基礎(chǔ)，對電網(wǎng)運行的參數(shù)和快速仿真進行了數(shù)據(jù)分析和系統(tǒng)設(shè)計，從而實現(xiàn)電力系統(tǒng)自愈控制。此框架還能夠?qū)ε潆娋W(wǎng)進行運行狀態(tài)的綜合性評價，對可能發(fā)生的配電網(wǎng)數(shù)據(jù)異常與重大事故進行合理性預(yù)測。張明光等人以郭志忠的研究內(nèi)容為基礎(chǔ)，提出了配電網(wǎng)不能進行快速故障診斷的原因及配電網(wǎng)自愈控制的策略，即為配電網(wǎng)“2-3-8”的自愈框架結(jié)構(gòu)。此自愈框架結(jié)構(gòu)有了新的功能分層，能夠?qū)ε潆娋W(wǎng)的狀態(tài)進行合理化代理控制選擇，保障配電網(wǎng)始終以最佳的狀態(tài)運行。劉新東等人研究出一種分布式電網(wǎng)自愈控制方案，此方案對將來配電網(wǎng)的閉環(huán)運行進行了合理性展望，缺陷為代理設(shè)置較為單一，對于一些配電網(wǎng)優(yōu)化和技術(shù)節(jié)點、電網(wǎng)荷載問題沒有進行分析。劉健的研究團隊對配電網(wǎng)故障檢修入手，意圖提高配電網(wǎng)的故障切除效率，對配電網(wǎng)的不同運行情況進行了詳細(xì)的數(shù)據(jù)收集和數(shù)據(jù)分析，劉健的研究表明分布式電網(wǎng)自愈控制仍然不能進行多點對等通信，需要在以后的研究中深入了解。王旭東等人的研究基于軟件Zeus，對基于MAS的配電網(wǎng)自愈控制系統(tǒng)進行了設(shè)計和實踐。他們認(rèn)為基于MAS配電網(wǎng)的自愈控制系統(tǒng)，能夠?qū)Ω鲗拥腁gent的功能及設(shè)計和實現(xiàn)。他們還對配電網(wǎng)調(diào)度環(huán)節(jié)、微電網(wǎng)組成、分布式電源的多代理系統(tǒng)進行了研究。李春封等人提出了一種Multi-Agent自愈系統(tǒng)，此自愈系統(tǒng)有4層。通過4層自愈框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計，建立了每個代理的通訊方式，最后以免疫算法對此Multi-Agent自愈系統(tǒng)進行有效性的測試。但是這個方法略繁瑣，不適合局部快速響應(yīng)和全局慢速控制的要求。林霞等人的研究以分布式配電網(wǎng)為研究對象，對分布式電流的保護方法進行了研究，發(fā)現(xiàn)智能體對于分布式控制有著較好的效果，通過此種方法能快速對電力網(wǎng)絡(luò)的故障進行定位和排查。此種方法具有普遍性，有利于配電網(wǎng)的正常運行和實踐應(yīng)用。楊麗君等人的研究內(nèi)容是配電網(wǎng)高效率恢復(fù)供電的代理模式，此種方法把分布式配電網(wǎng)故障作為研究方向，以配電網(wǎng)代理作為研究的理論依據(jù)，以配電網(wǎng)的載荷控制為研發(fā)方法，建立一套多代理的電力配電網(wǎng)自愈控制系統(tǒng)。史常凱等人的研究方向是電力網(wǎng)絡(luò)故障保護，他們認(rèn)為傳統(tǒng)的電力網(wǎng)絡(luò)故障保護受到客觀因素的影響，具有一定的缺陷性，能夠引起電力網(wǎng)絡(luò)的大規(guī)模、長時間的停電事故，通過建立自愈控制框架結(jié)構(gòu)，對配電網(wǎng)進行了技術(shù)改進，最后通過軟件平臺的仿真模擬，能夠證明其建立的自愈控制框架結(jié)構(gòu)能在實踐中應(yīng)用。陳星鶯和余昆等人對城市電力系統(tǒng)中配電網(wǎng)的性能和參數(shù)指標(biāo)進行了總結(jié)和分析，設(shè)計出一種新的基于MAS的市配電網(wǎng)自愈控制分層遞階結(jié)構(gòu)。目前，MAS應(yīng)用于配電網(wǎng)自愈控制中，以上研究進展的內(nèi)容都基于自愈控制系統(tǒng)，但是大多不含分布式電源、微網(wǎng)、控制中心，或者只具備一部分。本文以上面文獻的研究作為理論基礎(chǔ)，基于Multi-Agent技術(shù)，介紹包含配電網(wǎng)控制中心、分布式電源、微網(wǎng)在內(nèi)的電力系統(tǒng)自愈控制，使配電網(wǎng)維持穩(wěn)定、順利的進行電力資源傳輸，在配電網(wǎng)發(fā)生故障時能夠迅速找到故障點，盡快恢復(fù)配電網(wǎng)的正常運行。

2相關(guān)概念和理論介紹2.1相關(guān)概念2.1.1電網(wǎng)自愈電網(wǎng)自愈(Self-Healing)是指電網(wǎng)的正常運行狀態(tài)下采用一定的檢測技術(shù)對其進行動態(tài)監(jiān)測和不間斷測量，得到的數(shù)據(jù)來預(yù)測和評估電網(wǎng)的運行狀態(tài)，分析出預(yù)測即將要發(fā)生的事故，從而及時排除隱患和故障維修，同時電力網(wǎng)絡(luò)能把故障部分進行自我隔離，隨后進行自我修復(fù)使電力網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)正常。2.1.2電網(wǎng)自愈控制配電網(wǎng)自愈控制(Self-HealingControl,SHC)，指通過技術(shù)手段進行調(diào)配和共享，使配電網(wǎng)中的資源和數(shù)據(jù)一直處于最佳狀態(tài)，使得配電網(wǎng)運行正常，及時預(yù)測和維修電力網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備存在的隱患和故障。配電網(wǎng)自愈控制的中心思想是確保配電網(wǎng)不發(fā)生大規(guī)模、長時間的停電事故。其核心目標(biāo)為，首先利用技術(shù)方法對配電網(wǎng)進行優(yōu)化和資源配置，使得配電網(wǎng)可以被矯正控制，提前對故障進行預(yù)判，將故障提前清除；其次，如果故障不可提前清除，利用配電網(wǎng)自愈控制功能，可以快速找出故障位置，較少時間內(nèi)對其進行檢修和維護，從而使配電網(wǎng)最快的速度恢復(fù)正常。2.1.3智能配電網(wǎng)智能配電網(wǎng)是基于計算機技術(shù)、通訊技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、測量技術(shù)、自動化控制技術(shù)等，對智能配電網(wǎng)進行實時的監(jiān)控、及時的保護、智能化控制，為用電客戶提供輸送電力效率較高、輸送電力安全性優(yōu)、輸送電力經(jīng)濟效率好，同時防止大規(guī)模、長時間停電事故的發(fā)生概率。2.2自愈能力的等級標(biāo)準(zhǔn)對于研究智能配電網(wǎng)的自愈能力，需要先建立一個科學(xué)而客觀的配電網(wǎng)自愈能力評價標(biāo)準(zhǔn)，但是此標(biāo)準(zhǔn)我國還沒有形成一個較為統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。因此，本文對智能配電網(wǎng)的自愈能力標(biāo)準(zhǔn)作出探討，以期豐富智能配電網(wǎng)自愈能力的理論研究。2.2.1自愈速度指標(biāo)自愈速度等級時間內(nèi)容周波內(nèi)自愈20ms（即一個周波）內(nèi)恢復(fù)供電嚴(yán)格負(fù)荷，也感覺不到“停電”，也就是人們經(jīng)常提到的“無縫自愈”。周波級自愈幾個周波的停電時間（約為幾十毫秒）可以被普通負(fù)荷或者一般的敏感負(fù)荷所接受，但對于嚴(yán)格負(fù)荷來說則絕對不能允許，足以讓通訊中斷或服務(wù)器數(shù)據(jù)丟失。秒級自愈長達(dá)數(shù)秒對普通負(fù)荷不會造成太大影響分鐘級自愈在3分鐘以內(nèi)的自愈恢復(fù)會讓用戶明顯的感覺到停電，會影響敏感負(fù)荷的正常運行，對普通負(fù)荷的影響也會造成一定影響；不自愈超過了3分鐘可以停電事件錄入供電可靠性指標(biāo)圖1電網(wǎng)運行狀態(tài)與自愈控制2.2.2自愈率指標(biāo)對于配電網(wǎng)的自愈控制來說，其自愈速度可以達(dá)到足夠快，但是自愈控制的后果不能盡如人意，大多數(shù)時候以剝離配電網(wǎng)部分的載荷來達(dá)到配電網(wǎng)能夠繼續(xù)運行的效果。自愈率指配電網(wǎng)自愈系統(tǒng)對局部地區(qū)的自愈速度和時間比值，也就是得到自愈的載荷在停電載荷的占比情況。同時，自愈率還能間接體現(xiàn)單用戶在一定時間內(nèi)獲得自愈的比值。2.2.3自愈系統(tǒng)的基本功能智能配電網(wǎng)的服務(wù)對象是廣大的用電客戶，在配電網(wǎng)中，只要出現(xiàn)不同程度的故障就能使用電客戶的經(jīng)濟效益受到損失。因此，要提高配電網(wǎng)的使用安全性和可靠性，同時還要提高輸送電力能源的效率，最后考慮輸送電源的同時需要保護環(huán)境，不能產(chǎn)生污染。配電網(wǎng)自愈狀態(tài)基本功能內(nèi)容配電網(wǎng)運行正常明確地對其進行持續(xù)的優(yōu)化調(diào)整，改善電網(wǎng)性能，讓其擁有更高的穩(wěn)定裕度和抗擾能力配電網(wǎng)可能出現(xiàn)故障預(yù)防控制為主、自愈恢復(fù)為輔，及時發(fā)現(xiàn)故障隱患，快速診斷和消除配電網(wǎng)出現(xiàn)故障啟動自治修復(fù)功能，調(diào)整電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，隔離故障，將系統(tǒng)損失降到最低。2.3電網(wǎng)的運行狀態(tài)2.3.1正常狀態(tài)在配電網(wǎng)中，所有涉及電力輸送的相關(guān)設(shè)備和配電網(wǎng)參數(shù)在正常狀態(tài)，無異常，通過持續(xù)性的保護和參數(shù)運轉(zhuǎn)，配電網(wǎng)一直處于正常水平。2.3.2警戒狀態(tài)在配電網(wǎng)的運轉(zhuǎn)狀態(tài)下，配電網(wǎng)能夠維持正常載荷，但是一些環(huán)節(jié)的電力設(shè)備與部分電氣參數(shù)處于警戒線（饋線過載）或者處于異常狀態(tài)（變壓器溫度太高），這種情況下如果不及時采取有效的措施，配電網(wǎng)容易發(fā)生故障，有大面積、長時間停電的風(fēng)險。2.3.3故障狀態(tài)配電網(wǎng)中，顯示為故障狀態(tài)的實際較為短暫，但是配電網(wǎng)會發(fā)生電網(wǎng)重構(gòu)，相關(guān)電氣設(shè)備發(fā)生故障，配電網(wǎng)顯示為故障后狀態(tài)。2.3.4故障后狀態(tài)在配電網(wǎng)發(fā)生故障后，一種新的電網(wǎng)狀態(tài)產(chǎn)生，可能發(fā)生2種情況，一是故障能夠被配電網(wǎng)系統(tǒng)隔離，其他部門可以正常運轉(zhuǎn)，繼續(xù)輸送電力能源；二是故障沒有被配電網(wǎng)系統(tǒng)進行隔離，這樣會使一線電氣設(shè)備受到損傷，從而導(dǎo)致配電網(wǎng)不能正常運轉(zhuǎn)。2.3.5優(yōu)化狀態(tài)在配電網(wǎng)的正常運轉(zhuǎn)狀態(tài)，配電網(wǎng)也沒有達(dá)到最佳效果，因此需要通過技術(shù)手段不斷對配電網(wǎng)進行參數(shù)優(yōu)化和設(shè)備更新，使配電網(wǎng)輸送電力能源的效率最高，安全性、穩(wěn)定性最好。2.4電網(wǎng)自愈系統(tǒng)的手段2.4.1預(yù)防控制當(dāng)配電網(wǎng)處于警戒狀態(tài)時，若使其恢復(fù)正常狀態(tài)，應(yīng)對辦法為配電網(wǎng)的持續(xù)監(jiān)測和配電網(wǎng)安全性能分析。根據(jù)實施監(jiān)測的數(shù)據(jù)和警戒線判斷，對配電網(wǎng)的荷載功率和電氣設(shè)備進行新的資源配置。這樣使即將達(dá)到警戒線的配電網(wǎng)狀態(tài)能夠重新恢復(fù)正常狀態(tài)。2.4.2緊急控制由于配電網(wǎng)故障的特點為時間短、故障蔓延速度快，在自愈系統(tǒng)控制的干預(yù)下能夠?qū)φ系K部位進行快速定點，并及時隔離障礙單元，降低部分停電損失。2.4.3恢復(fù)控制在配電網(wǎng)發(fā)生緊急故障后，需要對配電網(wǎng)進行控制，電力系統(tǒng)更新成新的狀態(tài)，對于已經(jīng)發(fā)生故障的電力系統(tǒng)，其中電力設(shè)備可能遭受了物理損傷；這個時候需要采取一系列的設(shè)備維護和電網(wǎng)恢復(fù)，使電網(wǎng)中的故障及時得到修復(fù)，盡快使電力系統(tǒng)盡快正常運行。2.4.4優(yōu)化控制在電網(wǎng)正常運行狀態(tài)中，及時保障電力能源及時、高效運輸，使電力網(wǎng)絡(luò)有著更多的數(shù)據(jù)兼容性，需要對電力網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)進行優(yōu)化調(diào)整和優(yōu)化，其中包括電壓、頻率等。

3智能配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)介紹3.1分布式電源及其并網(wǎng)結(jié)構(gòu)智能配電網(wǎng)的核心包括分布式電源，只有充分了解分布式電源的性能特點，研究電力并網(wǎng)對配電網(wǎng)自愈控制的影響，才能建立一個新型的電力網(wǎng)絡(luò)自愈系統(tǒng)。分布式電源通常為容量小于50MW的小型發(fā)電廠，能包括一些移動性電源。分布式電網(wǎng)可以直接連接到用電客戶，同時也能采用并網(wǎng)技術(shù)為配電網(wǎng)輸送電能。圖2含DER的一次性系統(tǒng)圖圖3廣義負(fù)載示意圖分布式電源的并網(wǎng)結(jié)構(gòu)如圖4所示：圖4含DER的二次系統(tǒng)結(jié)構(gòu)3.2分布式電源對配電網(wǎng)的影響對于分布式電源來說，見下圖5，在線路M處連接了DER，當(dāng)電力線路末端的K出發(fā)生接地故障，短路電流Ik原本由Ir獨自承擔(dān)，而分布式電源接入后，狀態(tài)得到改善；因此使母線處的繼電保護R檢測到得故障電流減少，造成保護靈敏度下降，甚至拒動。--PAGE15-圖5DER引起保護誤動上下文的圖5、圖6可以得出結(jié)論，難度在于不好辨別電流的方向。對于傳統(tǒng)的配電網(wǎng)來說，潮流單向性在多數(shù)微機繼電保護中沒有電流判斷的功能。具體的結(jié)論如下：首先DG的接入對微機保護的影響與分布式電源的容量成正比，且有可能影響到下一級線路；其次由于分布式電源的助增與分流作用，繼電保護的正確動作會受到其位置的影響；最后分布式電源接入配電網(wǎng)后，繼電保護需要加入方向判別器件以保證其正常工作。圖6DER引起保護拒動3.3含分布式電源的配電網(wǎng)仿真對于分布式電源來說，大容量電壓介入電網(wǎng)中，負(fù)載功率是分布式電源功率和負(fù)荷功率的總數(shù)。因為分布式電源的發(fā)電功率具有隨機波動性，因此載荷功率的波動變大了，能使荷載電壓具有穩(wěn)定性。為了使電壓有著較好的穩(wěn)定性，要對分布式電源的容量進行控制，同時要對配電網(wǎng)中的無功功率進行控制。圖7為含DER的一次系統(tǒng)圖等值電路，圖8為分布式電源并網(wǎng)仿真流程圖，圖9為分布式電源并網(wǎng)電壓穩(wěn)定性仿真。圖7含DER的一次系統(tǒng)圖等值電路圖8分布式電源并網(wǎng)仿真流程圖圖9分布式電源并網(wǎng)電壓穩(wěn)定性仿真3.4微網(wǎng)控制系統(tǒng)微網(wǎng)（MicroGrid）從微觀上來看是一個規(guī)模較小、功能齊備電力系統(tǒng)；此電力系統(tǒng)包括載荷監(jiān)控、電網(wǎng)自我保護裝置、電網(wǎng)裝置管理；分布式電源和儲能裝置與主電網(wǎng)互不干涉，分別獨立運行。微網(wǎng)從宏觀看，微網(wǎng)還能負(fù)責(zé)配電網(wǎng)中的電源和負(fù)載。微網(wǎng)與常規(guī)分布式電源直接并網(wǎng)，微網(wǎng)能夠把分布式電源、儲能裝置與配電網(wǎng)進行整合，通過智能控制和主網(wǎng)進行資源配置，從技術(shù)上降低分布式電源對整體參數(shù)和客戶的影響。圖10典型微網(wǎng)系統(tǒng)3.5微網(wǎng)系統(tǒng)控制策略思路圖11微網(wǎng)系統(tǒng)控制模式3.6故障定位算法介紹圖12含分布式電源的自愈環(huán)網(wǎng)3.7智能配電網(wǎng)的自愈方法流程介紹圖13孤島檢測流程圖3.8分布式電源的環(huán)網(wǎng)配電系統(tǒng)介紹圖14分布式電源的環(huán)網(wǎng)配電系統(tǒng)圖15分布式電源并網(wǎng)示意圖3.9重合閘控制流程圖圖16重合閘控制流程4配電網(wǎng)自愈控制方案介紹4.1繼電保護技術(shù)配電網(wǎng)自愈控制技術(shù)基于繼電保護技術(shù)的發(fā)展程度，微機繼電保護系統(tǒng)是自愈系統(tǒng)中較為重要的Agent，其為自愈控制算法的表現(xiàn)形式，也是電網(wǎng)參數(shù)和運行狀態(tài)的來源。由于在配電網(wǎng)的運行中，一些性能參數(shù)的采集需要微機在較短的周期內(nèi)精制計算。所以要求微機保護在配電網(wǎng)里有著低通濾波的配置功能，同時在配電網(wǎng)的算法中，加入濾除高次諧波的功能。此種算法通過傅里葉算法和沃爾什函數(shù)算法為計算的依據(jù)。對于繼電保護的發(fā)展歷史最早在120年前，經(jīng)過100多年的發(fā)展，隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，繼電保護技術(shù)已發(fā)展成數(shù)字信號的超高速運算，能夠在智能化配電網(wǎng)中穩(wěn)定電力系統(tǒng)的電壓。4.2SCADA技術(shù)電力網(wǎng)絡(luò)自愈系統(tǒng)的核心內(nèi)容主要有數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視（SCADA），此內(nèi)容的飛速發(fā)展為自愈控制系統(tǒng)的提升提供了理論基礎(chǔ)和技術(shù)支持。配電網(wǎng)自愈系統(tǒng)基于SCADA技術(shù)，可以實時采集電力系統(tǒng)相關(guān)數(shù)據(jù)和技術(shù)參數(shù)，可以形成電力仿真界面，可以為電力管理人員提供數(shù)據(jù)積累。通過采集到的電網(wǎng)相關(guān)數(shù)據(jù)和技術(shù)參數(shù)，分析配電網(wǎng)的運行趨勢，對配電網(wǎng)的狀態(tài)進行預(yù)測。當(dāng)電力系統(tǒng)配電網(wǎng)發(fā)生數(shù)據(jù)非正常狀態(tài)時，能夠提醒管理人員及時進行電力設(shè)備和配電網(wǎng)的檢修和維護。當(dāng)電網(wǎng)相關(guān)數(shù)據(jù)和技術(shù)參數(shù)積累到一定數(shù)量時，可以為管理人員提供經(jīng)驗參考，使管理人員能夠快速使配電網(wǎng)恢復(fù)正常運行的狀態(tài)。數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視技術(shù)可以使配電網(wǎng)實時獲得變電站和電力設(shè)備的技術(shù)參數(shù)信息和實時數(shù)據(jù)，能夠及時對變電站的運行狀態(tài)進行監(jiān)控，以便為變電站的故障修復(fù)提供合理的維修方案。電力管理人員可以根據(jù)以上的運行參數(shù)進行載荷數(shù)據(jù)分析，降低配電網(wǎng)停電事故發(fā)生的概率，減少用電客戶的損失。數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視技術(shù)目前廣泛應(yīng)用于一些行業(yè)中，比如電能運輸、銀行、采礦、石油等行業(yè)的配電網(wǎng)監(jiān)控中。數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視技術(shù)還能幫助電力管理人員及時了解配電網(wǎng)的電路運行狀態(tài)，也能為電力管理人員的相關(guān)管理工作提供了技術(shù)上的保障。4.3網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)配電網(wǎng)自愈系統(tǒng)的通信技術(shù)主要有通信方式和通信協(xié)議兩種方式。通信方式有專網(wǎng)通信、公網(wǎng)通信；通信方式根據(jù)通訊方式的區(qū)分，為有線通訊和無線通訊。有線通訊以RS485通信、以太網(wǎng)和光纖為代表，無線通信方式以Zigbee、GPRS、5G技術(shù)為代表。這些通訊方式的選擇，需要根據(jù)其性能指標(biāo)，在電網(wǎng)現(xiàn)場進行實地選擇。通信協(xié)議根據(jù)電力網(wǎng)絡(luò)的使用情況分別采集協(xié)議和轉(zhuǎn)發(fā)協(xié)議。采集協(xié)議用于間隔層和過程層的通信；轉(zhuǎn)發(fā)協(xié)議用于間隔層（網(wǎng)絡(luò)層）和主站層的通信。通信協(xié)議以Modbus應(yīng)用最為廣泛，因為Modbus的協(xié)議最為靈活簡便，能夠普遍用在智能終端中。4.4數(shù)據(jù)庫技術(shù)Agent由于客觀條件的限制，暫時不能長時間保持相關(guān)的電網(wǎng)數(shù)據(jù)與性能參數(shù)。因此，對于大量數(shù)據(jù)的管理與存儲這個需求變得日趨重要。配電網(wǎng)自愈系統(tǒng)的數(shù)據(jù)以實時數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)為主，前者需要進行在線計算和統(tǒng)計，后者需要存儲重要數(shù)據(jù)，以便將來能夠便于數(shù)據(jù)查詢。常見的存儲數(shù)據(jù)庫主要有Oracle、Sybase、SQLServer、MySQL和Access。4.5DFSM技術(shù)配電網(wǎng)快速仿真與模擬技術(shù)（DFSM）在電力網(wǎng)絡(luò)自愈系統(tǒng)的最高一級平臺，也是智能配電網(wǎng)自愈控制系統(tǒng)的中心內(nèi)容，是SCADA的升級技術(shù)。配電網(wǎng)快速仿真與模擬技術(shù)采用了全新的系統(tǒng)軟件，擁有更為高級的實時監(jiān)控模式，使管理人員的體驗更佳；配電網(wǎng)快速仿真與模擬技術(shù)能夠為管理人員提供較為全面而詳細(xì)的自愈控制參數(shù)和實時數(shù)據(jù)，對系統(tǒng)數(shù)據(jù)及時進行跟蹤和保留，對自愈系統(tǒng)支持自檢和自我修復(fù)。

5配電網(wǎng)自愈控制的技術(shù)5.1智能配電網(wǎng)自愈控制原理配電網(wǎng)的故障能使電力網(wǎng)絡(luò)供電暫時停止，或者導(dǎo)致電壓大幅度降低。以上兩種故障對電力用戶的影響程度不同，分成普通載荷、敏感載荷、特殊載荷。其中以特殊荷載對電力能源的性能要求最為嚴(yán)格，在電力網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生故障時，時間不能大于一個周波。因此，智能配電網(wǎng)的自愈控制速度對其會產(chǎn)生巨大的影響，可以代表著智能配電網(wǎng)的自愈性能。5.2微電網(wǎng)運行控制方式微電網(wǎng)主要由以下幾個單元組成：微電源、儲能裝置、載荷、電力傳輸管理系統(tǒng)，它們由公共連接點實現(xiàn)與主網(wǎng)的連接。在歐美等發(fā)達(dá)國家中，其電力輸送行業(yè)發(fā)展水平較高，電力行業(yè)的相關(guān)管理都已經(jīng)研究較為深入和透徹，極大的推動了微電網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展?，F(xiàn)如今，微網(wǎng)已經(jīng)發(fā)展成為新型能源的主力軍，同時微網(wǎng)具備較高的電力能源輸送效率，微網(wǎng)可以孤島運行，還能與其他電網(wǎng)并網(wǎng)運行。在微網(wǎng)的并網(wǎng)運行中，微網(wǎng)不對主電網(wǎng)的操作有著實質(zhì)性的影響，同時也降低電力傳輸?shù)膿p耗，還能提高當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)的電壓，這些微網(wǎng)就需要主電網(wǎng)的電壓和頻率支持。如果主電網(wǎng)因為電網(wǎng)故障、電力輸出不符合載荷的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)時，微網(wǎng)可以迅速地與主電網(wǎng)斷開連接，轉(zhuǎn)化為孤島運行模式，以保證微網(wǎng)供電的平穩(wěn)性與持續(xù)性。5.3微電網(wǎng)運行控制模式微電網(wǎng)的運行控制模式范圍針對整個微電網(wǎng)，對微電網(wǎng)包含的不同電源有著不同的接口控制手段。微電網(wǎng)在并網(wǎng)運行和孤島運行狀態(tài)時，需要對其選擇不同的控制模式，需要保障微電網(wǎng)的平穩(wěn)運行。本節(jié)從主從控制、對等控制、分層控制進行介紹。5.3.1主從控制微電網(wǎng)進行孤島狀態(tài)運行時，需要選中一個微電源或者儲電設(shè)備進行V/f控制，叫做主控單元，主控單位就作為電力系統(tǒng)電壓和頻率的參考節(jié)點；其余微電源都進行P/Q控制叫做從控單元。當(dāng)微電網(wǎng)與主網(wǎng)一起運行時，微電網(wǎng)的微電源都可看成從控單元，當(dāng)微電網(wǎng)進行孤島運行時，主控單元必須從P/Q轉(zhuǎn)變?yōu)閂/f控制，由微電網(wǎng)進行載荷波動的平衡，因此，主控單位需要和較大存儲設(shè)備進行匹配，或者主控單元能夠進行全程控制。5.3.2對等控制當(dāng)微電網(wǎng)內(nèi)所有的微電源都是平等地位，這是一種微電網(wǎng)的自主控制策略。這種策略內(nèi)，微電源不存在主從控制關(guān)系，也不需要進行通信聯(lián)系，可以隨著電壓和頻率變化情況，實現(xiàn)就近控制。這種控制策略，需要電力系統(tǒng)的功率不能發(fā)生變化，當(dāng)有微電源投入或者退出不能對微電網(wǎng)中其他單元產(chǎn)生較大的影響，因此大多數(shù)微電源的接口都為下垂控制。當(dāng)微電網(wǎng)進行獨立運行時，所有電源通過下垂控制對系統(tǒng)的電壓、頻率起到了調(diào)控的功能，能夠幫助電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)換成一個新的穩(wěn)定狀態(tài)。5.3.3分層控制在分層控制中，微電網(wǎng)的主控制策略是中央控制器（MicrogridCentralController），因此微電網(wǎng)采取了分層控制的辦法，這種測量的本質(zhì)還是主從控制。微電網(wǎng)在進行孤島運行時，微電網(wǎng)會在主控單位進行電壓和頻率的調(diào)整；分層控制中，由于受到其性能和參數(shù)的影響，微電網(wǎng)不是采用真正存在的電壓或者儲能設(shè)備作為主控單元，微電網(wǎng)作為虛擬部分存在。采用分層控制可以高效率的預(yù)測電力系統(tǒng)中發(fā)電量和載荷的要求，并在電網(wǎng)穩(wěn)定運行的前提下，合理安排電力輸送計劃，最后由最低一層的微電源接口控制器或者儲能設(shè)備進行電力功率的分配。分層控制技術(shù)能夠較為合理的對發(fā)電單元的功率輸出進行合理和調(diào)配，從而保障電力系統(tǒng)的安全運行，保障了用電客戶的經(jīng)濟利益。如果微電源控制器和上層調(diào)動單元出現(xiàn)不匹配的現(xiàn)象，微電源控制器還能正常工作，通過下垂控制來應(yīng)對載荷的波動，確保微電網(wǎng)中電壓和頻率正常運行。6基于Multi-agent技術(shù)的智能配電網(wǎng)自愈控制框架結(jié)構(gòu)在實踐中，對智能配電網(wǎng)進行自愈控制，第一步要建立智能配電網(wǎng)自愈控制的框架結(jié)構(gòu)，要對框架結(jié)構(gòu)每一個環(huán)節(jié)的功能進行提升和優(yōu)化，因此智能配電網(wǎng)的功能需要有良好的匹配性。本文基于“2-3-8”自愈控制框架結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上給出了“2（兩級控制環(huán)）-3（三層結(jié)構(gòu)）-10（十個控制模塊）”的自愈控制框架結(jié)構(gòu)。6.1配電網(wǎng)傳統(tǒng)的自愈控制框架結(jié)構(gòu)智能配電網(wǎng)需要先建立一個較為完整的自愈框架結(jié)構(gòu)，才能達(dá)到控制不同層次的要求?！?-3-8”自愈控制框架結(jié)構(gòu)主要以自愈配電網(wǎng)的功能要求來區(qū)分，它比傳統(tǒng)的“2-3-6”框架結(jié)構(gòu)多了2部分，為快速仿真和實時監(jiān)測，對配電網(wǎng)的狀態(tài)評價和部署調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)位置進行了更換，使得自愈控制框架結(jié)構(gòu)的功能得到了提升。但是隨著智能配電網(wǎng)的發(fā)展和改進，會出現(xiàn)新型的微電網(wǎng)和分布式電源，因此“2-3-8”的自愈控制框架結(jié)構(gòu)在未來有被淘汰的趨勢。圖1“2-3-8”自愈控制框架結(jié)構(gòu)圖6.2智能配電網(wǎng)的自愈控制分層控制框架結(jié)構(gòu)在6.1所述，“2-3-8”自愈控制框架結(jié)構(gòu)在將來有被淘汰的趨勢，因此本文提出了配電網(wǎng)自愈控制的“2（兩級控制環(huán)）-3（三層結(jié)構(gòu)）-10（十個控制模塊）”分層的控制框架結(jié)構(gòu)，如圖2所示。新的自愈控制分層控制框架結(jié)構(gòu)中，在“2-3-8”自愈控制框架結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上增加了實時預(yù)測和微網(wǎng)控制環(huán)節(jié)，使新的自愈控制框架結(jié)構(gòu)的更加完善。在“2（兩級控制環(huán)）-3（三層結(jié)構(gòu)）-10（十個控制模塊）”的自愈控制框架結(jié)構(gòu)中，智能配電網(wǎng)自愈控制由反應(yīng)層、協(xié)調(diào)層和決策層三個層次組成。圖2“2（兩級控制環(huán)）-3（三層結(jié)構(gòu)）-10（十個控制模塊）”自愈控制分層框架結(jié)構(gòu)圖6.2.1兩級控制環(huán)設(shè)計對于配電網(wǎng)的自愈控制框架，需要以電網(wǎng)的動態(tài)變化過程為基礎(chǔ)，充分考慮到配電網(wǎng)部分控制的快速性要求和全局響應(yīng)的慢速性要求，因此增加了局部快速控制環(huán)和全局慢速響應(yīng)環(huán)，如圖3所示。圖3兩級控制環(huán)在配電網(wǎng)中，局部控制環(huán)（快速）對應(yīng)著控制保護裝置，其主要功能當(dāng)配電網(wǎng)發(fā)生了意外故障時，對故障能夠進行快速動作或者某些局部設(shè)備的檢修或者更換，局部控制環(huán)（快速）的響應(yīng)速度非?？?，可達(dá)到毫秒、秒的單位。其循環(huán)過程為：局部的測量量與監(jiān)視裝置設(shè)定的參數(shù)進行對比，當(dāng)局部測量量發(fā)生突然地劇增，則保護控制裝置動作，以保護其他設(shè)備的安全；如果局部測量量比較穩(wěn)定，則按照圖3的局部控制環(huán)（快速）不斷地進行循環(huán)。6.2.2三層結(jié)構(gòu)十個控制環(huán)節(jié)設(shè)計根據(jù)配電網(wǎng)各層功能的不同，將其分成了三個層次：決策層、協(xié)調(diào)層和反應(yīng)層。其結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示。（1）反應(yīng)層反應(yīng)層位于局部控制環(huán)，作為智能配電網(wǎng)的最底層，包括釆集測量、監(jiān)視和控制執(zhí)行3部分。反應(yīng)層構(gòu)成內(nèi)容釆集測量要負(fù)責(zé)配電網(wǎng)數(shù)據(jù)信息的搜集，包括穩(wěn)態(tài)測量和動態(tài)測量，關(guān)鍵設(shè)備當(dāng)前運行狀態(tài)量和配電網(wǎng)事件的順序量等監(jiān)視以采集測量的電氣量為基礎(chǔ)，主要對配電網(wǎng)關(guān)鍵設(shè)備進行監(jiān)視，及時了解設(shè)備的運行狀態(tài)，以便解除不良運行狀態(tài)或讓設(shè)備退出運行以保護設(shè)備。并將設(shè)備異常信息送至決策層，從全局出發(fā)解決該異常?？刂茍?zhí)行根據(jù)決策層部署協(xié)調(diào)環(huán)節(jié)所下達(dá)的控制保護指令，來執(zhí)行全局優(yōu)化控制任務(wù)，保證配電網(wǎng)運行在正常狀態(tài)下，實現(xiàn)配電網(wǎng)的經(jīng)濟優(yōu)化運行2、執(zhí)行局部的保護控制指令，當(dāng)監(jiān)視環(huán)節(jié)發(fā)現(xiàn)異常吋，控制執(zhí)行環(huán)節(jié)執(zhí)行來自監(jiān)視環(huán)節(jié)的保護命令。協(xié)調(diào)層協(xié)調(diào)層位于全局控制環(huán)，作為智能配電網(wǎng)的中間層，它的功能是實現(xiàn)局部優(yōu)化控制和輔助協(xié)調(diào)，通過提供時間和速度上的理論支持，來幫助決策層做更好的決策。狀態(tài)評價環(huán)節(jié)：使故障診斷環(huán)節(jié)在配電網(wǎng)發(fā)生故障時，準(zhǔn)確地對其進行定位，并判別其類型，該環(huán)節(jié)作為實現(xiàn)配電網(wǎng)自愈功能的基礎(chǔ)性工作之一，也是隔離、排除故障并恢復(fù)供電的基礎(chǔ)。微網(wǎng)控制環(huán)節(jié)主要作用是當(dāng)微網(wǎng)與配電網(wǎng)處于并網(wǎng)或孤島運行狀態(tài)時，使二者間實現(xiàn)平滑過渡并控制微網(wǎng)內(nèi)的電氣設(shè)備，促進微網(wǎng)與配電網(wǎng)的協(xié)調(diào)運行，并根據(jù)風(fēng)速、光照等自然因素，控制微網(wǎng)內(nèi)的電源進行最大功率，最大效率的使用清潔能源。實時預(yù)測環(huán)節(jié)主要是根據(jù)當(dāng)前電網(wǎng)的運行參數(shù)、最近幾天的數(shù)據(jù)信息和歷史同期數(shù)據(jù)進行下一時刻負(fù)荷、頻率、電壓電流等信息的預(yù)測，以便發(fā)現(xiàn)配電網(wǎng)的薄弱節(jié)點及有可能出現(xiàn)的異?，F(xiàn)象，及時做好應(yīng)對調(diào)整，將隱患消除在萌芽狀態(tài)，保證配電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行。部署協(xié)調(diào)會根據(jù)控制方案，細(xì)化并生成可操作性指令，并把這些命令傳送給反應(yīng)層的控制執(zhí)行環(huán)節(jié)并由它來完成這些命令。決策層決策層是配電網(wǎng)自愈控制框架結(jié)構(gòu)的最高層，由控制方案和快速仿真兩部分構(gòu)成，是全局控制環(huán)?？刂品桨敢耘潆娋W(wǎng)的運行狀態(tài)為基礎(chǔ)，以協(xié)調(diào)層的狀態(tài)評價為標(biāo)準(zhǔn)，選擇較為合理的控制方案，將制定好的合理控制方案遞送給決策層，由決策層來執(zhí)行快速仿真，仿真結(jié)果也上報給決策層，決策層來執(zhí)行最佳的自愈控制方案。針對各個運行狀態(tài)，都應(yīng)釆用相應(yīng)的最優(yōu)控制方案?？焖俜抡姝h(huán)節(jié)根據(jù)控制層所下達(dá)的優(yōu)化或者保護控制策略來實現(xiàn)模擬和仿真，然后給出相應(yīng)的評價，判斷其控制策略能否改善當(dāng)前運行狀態(tài)，若不能，則重新選擇控制策略。6總結(jié)隨著社會的不斷發(fā)展，對能源的需求量與日俱增。在社會經(jīng)濟發(fā)展的同時，能源短缺的現(xiàn)象時有發(fā)生，能源短缺帶來的環(huán)境污染事故頻發(fā)。因此對新型能源的研發(fā)與開發(fā)，是時代的要求，也是社會的需求。在將來，分布式電源的比例正越來越多。分布式電源在我國的經(jīng)濟發(fā)展提供了堅實的物質(zhì)基礎(chǔ)。但是分布式電源有著局限性，表現(xiàn)為能源較為分散、供電性能不連續(xù)、發(fā)電狀態(tài)不穩(wěn)定，以上這些局限性導(dǎo)致的后果有電網(wǎng)負(fù)荷的差異性增加、電網(wǎng)輸電性能降低、電網(wǎng)配電效率不高、電力網(wǎng)絡(luò)的輸送水平被影響，有必要研究分布式電源的替代方式，以保證電力網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定、高效運行。對于配電網(wǎng)的自愈，傳統(tǒng)的方式是采取繼電保護，這種繼電保護采取三段式保護時間，增加電流的差異，使電網(wǎng)中的每一個繼電保護沒有物理相關(guān)性連接。在我國電力網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展背景下，分布式電源數(shù)量高速增長，在配電網(wǎng)中由于電壓負(fù)壓較高，設(shè)置的微機保護方式落后，使得繼電保護超出性能范圍，容易發(fā)現(xiàn)電力差錯，當(dāng)配電網(wǎng)某一繼電保護處于失控狀態(tài)，電力管理和維修人員不能及時進行故障定位和故障維修。隨著我國電力智能網(wǎng)絡(luò)水平不斷發(fā)展，智能配電網(wǎng)作為電力行業(yè)的重要內(nèi)容，它能使配電網(wǎng)的裝機容量變多、電壓的穩(wěn)定性增強。對于新型可再生能源，目前以風(fēng)電、光伏電源為代表，新能源接入到配電網(wǎng)中。對于新型智能配電網(wǎng)來說，自愈控制是較為重要的研究內(nèi)容。本文對配電網(wǎng)的自愈控制框架結(jié)構(gòu)進行了介紹和研究，提出了一種新型的智能配電網(wǎng)自愈控制框架結(jié)構(gòu)，為“2（兩級控制環(huán)）-3（三層結(jié)構(gòu)）-10（十個控制模塊）”為主要框架結(jié)構(gòu)。此結(jié)構(gòu)能夠幫助配電網(wǎng)進行穩(wěn)定運行，同時針對配電網(wǎng)的性能參數(shù)進行預(yù)測。參考文獻[1]邵彬.基于Multi-AgentSystem的智能配電網(wǎng)自愈控制研究[D].西南交通大學(xué),2015.[2]SimaW,ShaoQ,SunP,etal.Magneticallygradient-distributedmicrocapsule/epoxycomposites:Lowcapsuleloadandhighlytargetedself-healingperformance[J].ChemicalEngineeringJournal,2021,405(37):126908.[3]GuanL,ChenH,LinL.AMulti-Agent-BasedSelf-HealingFrameworkConsideringFaultToleranceandAutomaticRestorationforDistributionNetworks[J].IEEEAccess,2021,PP(99):1-1.[4]楊方.智能配電網(wǎng)自愈系統(tǒng)的自動化控制技術(shù)研究[J].電子制作,2021(06):97-98+81.[5]IaconoSD,AmendolaE,MartoneA.BMI‐BasedCouplingAgenttoImproveAdhesioninSelf‐HealingComposites[J].MacromolecularSymposia,2020,389.[6]張棟梁.自愈性智能電網(wǎng)對傳統(tǒng)電網(wǎng)的提升[J].云南電力技術(shù),2010,38(04):15-18.[7]萬秋蘭.大電網(wǎng)實現(xiàn)自愈的理論研究方向[J].電力系統(tǒng)自動化,2009,33(17):29-32.[8]郭志忠.電網(wǎng)自愈控制方案[J].電力系統(tǒng)自動化,2005(10):85-91.[9]馬其燕.智能配電網(wǎng)運行方式優(yōu)化和自愈控制研究[D].華北電力大學(xué)（北京），2010.[10]張明光,魯云云.多代理分層的智能配電網(wǎng)自愈控制研究[J].電子技術(shù)應(yīng)用,2012,38(11):77-79+83.[11]劉新東,李偉華,朱勇,王得道,付曉.基于多代理技術(shù)的分布式電網(wǎng)自愈控制策略研究[J].電力系統(tǒng)保護與控制,2012,40(17):116-120.[12]劉健,贠保記,崔琪,何林泰,鄭劍敏.一種快速自愈的分布智能饋線自動化系統(tǒng)[J].電力系統(tǒng)自動化,2010,34(10):62-66.[13]咸國富.智能配電網(wǎng)分布式供電恢復(fù)方法[D].山東大學(xué),2017.[14]李春風(fēng).基于Multi-Agent的智能配電網(wǎng)自愈系統(tǒng)研究[D].湖南科技大學(xué),2012.[15]林霞,陸于平,王聯(lián)合,劉玉歡.含分布式電源的配電網(wǎng)智能電流保護策略[J].電網(wǎng)技術(shù),2009,33(06):82-89.[16]楊麗君,劉建超,曹良晶,盧志剛.基于黑板模型的配電網(wǎng)故障恢復(fù)多代理協(xié)作機制設(shè)計[J].電力系統(tǒng)自動化,2012,36(06):85-89.[17]史常凱,余杰,宋曉輝,孟曉麗.一種計及多目標(biāo)優(yōu)化的復(fù)雜結(jié)構(gòu)配電網(wǎng)供電恢復(fù)推理搜索算法[J].電氣應(yīng)用,2012,31(22):77-82.[18]陳星鶯,顧欣欣,余昆,劉皓明,王平.城市電網(wǎng)自愈控制體系結(jié)構(gòu)[J].電力系統(tǒng)自動化,2009,33(24):38-42.[19]余昆,陳星鶯,曹一家.城市電網(wǎng)自愈控制的分層遞階體系結(jié)構(gòu)[J].電網(wǎng)技術(shù),2012,36(10):165-171.[20]DolatkhahA,WilsonLD.Saline-responsiveandhydrogenbondgatingeffectsinself-healingpolyaniline[J].ACSAppliedPolymerMaterials,2020,2(6):2311-2318.[21]FADSouza,VilaCU,EnembreckF,etal.AMultiagentFrameworkforSelf-HealingMechanismsConsideringPriority-BasedLoadSheddingandIslandingwithDistributedGenerationinSmartDistributionGrids[J].IEEELatinAmericaTransactions,2017,15(4):632-638.[22]李曼.探討智能配電網(wǎng)自愈控制技術(shù)[J].電子測試,2020(11):125-126+53.[23]楊忠藩.智能配電網(wǎng)自愈控制技術(shù)及其應(yīng)用[J].中國高新科技,2020(10):41-42.[24]姚強,曹名波,李春生.智能配電網(wǎng)自愈系統(tǒng)的自動化控制技術(shù)[J].自動化與儀器儀表,2019(12):204-207.[25]Sackmann,E.SupportedMembranes:ScientificandPracticalApplications[J].Science,1996,271(5245):43-48.

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