国电南瑞-电力行业：配电网故障主动预警及快速处置技术探索

配电网故障主动预警及快速处置技术探索二0二三年八月C重合角动作(架空线路)分布式电源保护动作脱区馈线馈线就地故障清理非故障区段分布式电源并网非故障区复电最小化隔离故障区段故障区段分布式电源井网故障区段恢复设备老化占电缆故障的21.1%设备老化占电缆故障的21.1%21.1%运维问题1.2%n下游保护误动Iaf5.8.6永久性单相接地故障宣快速就近隔离中国南方电网有限责任公司全业标准低于90%w配网网架由辐射向环网多联络转变以及分布式新能源比例逐步提高，在故障隔离后，健全区故C故障前，以基于电气量的电缆绝缘状态监测技术为重点，提升故障预警能力；故障时，以“分布式就地处置优先，集中式主站处置协同”原则，提出适应不同场景的差异化方案，提升故障隔离的精准性考虑分布式新能源主动参与供电恢复，并研究故障精准测距技术以支撑运维。就地处理优先集中处置协同提高快速性提高绝缘隐性故障预警能力分布式电源主动参与供电恢复就地处理优先集中处置协同提高快速性提高绝缘隐性故障预警能力二总体思路电力电子装备大规模应用使得配电网运行形态向宽频域衍变，不仅带来电能质量问题，也对频率保护产生影响。为配网故障定位、解合环、谐波溯源和动态监测提供基础数据，有必要将终端测量由异步基频扩展到同步宽频，但受限于终端成本，采样率不高、PT/CT精度比主网低，实现高精度宽频量测难通过混合窗+混合基zoomFFT技术，结合GPS秒脉冲采样实现高精度同步宽频量测，在FTU/DTU终端现有硬件基础上宽频量测检测范围可达2Hz~6kHz,电能质量可监测最高63次谐波。混合基混合基zoomFFT能自适应频率5Hz、2Hz分辨率计算，采样率6.4kHz、数据窗10周波条件下运算量可降低10%。谐波次数次混合窗兼具适当的主瓣宽度和更快的旁瓣衰减，可有效抑制频谱泄露，理论量测精度可达到10-6,实际精度万分之五。防患于未：燃,绝缘劣化主动预警劣化区段定位劣化指数动态传递绝缘劣化状态评估防患于未：燃,绝缘劣化主动预警劣化区段定位劣化指数动态传递绝缘劣化状态评估(AuGROUP研判障持续时间一般不超过2个3、配网光纤/5G线路差动保护技术传输最大1235传输最大传输识别码重新识别重新识别健全区段主机1健全区段主机2主机变电油我住码1233.纵联码：规联码：55环柜开1环/开衡2配酸路一环网柜/开1收发延时随机且不一致收发延时随机且不一致基本原理一传播途径射使得传播路径随机择的不确定性行优先模式回退延时回退延时410据缓存区采样值据缓存区394041443波波箱数鼓通信装置配FU4、基于载波/5G通信的就地分布式保护技术5G通信带宽总带宽5~10Mbps提供500kbps端口平均上行100Mbps平均下行500Mbps时延遥信≤30s遥控≤6s保护≤20ms端到端时延≈20ms(最大25ms)端到端时延≈18ms(最大81ms)可靠性误码率1×10-6丢包率<0.01%满足要求误码率1×10-5丢包率1.61%(200Mbps速率)满足要求安全性物理隔离电力有线专网物理隔离区、配置加密模块覆盖性适配电网点对点通信距离15km适用C类地区.甘案站甘案站基于中压载波组网特点，提出基于载波/5G通信的就地分布式保护技术。配电网发生故障时，就地分柱上新路器(分段)柱上新路器(联络)柱上新路器(分段)柱上新路器(联络)2511#开关至1514#首开关区域内终端通过过2511#、1514#断路器直接跳闸。1514#开关处终端通过单相接地检测模块判定下游故障，0548#分段断路器处终端判定上游故障，就地直接跳1514#、0548#断路器。6、单相接地故障自适应判别技术态能量m为负为负)T电白动化终端没莅随容集代造装健区域恢复供电功成功带返线整)T电白动化终端没莅随容集代造装健区域恢复供电功成功带返线整笏别落我成7、分布式保护与馈线自动化协同故障处理技术D保护单相接地希式中断成功保护复电环网柜5C模型生成输出动修划定主检计制输出动修划定主检计制患障段位隐故区定关键特征量2关键特征量3孔一般缺陷在配电网中，架空线路的主干线分段之间，或者环网柜之间往往存在多条未安装电流互感器的负荷支路，传统双端线路差动保护无法适用。提出基于负荷阻抗的不完全差动保护方法，简化线路上多条负荷支路为一条负荷支路，基于负荷电流等效出T接点位置，系统正常运行及区外故障时计算等效负荷支路阻抗相等，区内故障时等效负荷阻抗变小。配电室N配电室N负者等轰负荷配电网联络方式多样，单一固定的恢复策略无法满足最优恢复需求，且随着高比例可再生能源接入，现阶段分布式供电恢复方式未考虑分布式电源紧急备用能力，故障时立刻退出分布式电源，削弱了分布式电源支撑健全区域供电恢复能力，需开展计及DER备用能力支撑非故障区供电恢复策略的研究。站所终端P¹P变电站1