2024年10月18日，在“第5屆電力人工智能大會暨第3屆電力行業數字化轉型大會”上，第3屆“智創獎”電力數智化轉型技術創新應用評選結果公布。
國網浙江省電力有限公司麗水市蓮都區供電公司憑借其配電自動化“多級速動+分布式自愈技術”創新應用案例，獲得“新型配電網創新應用案例獎”。
創新點
麗水蓮都轄區多山區，架空線路長且大分支較多。所以在實際保護配置中通常需要設置多級保護裝置，如主保護、后備保護等。對于長線路而言，不同級別保護之間的配合變得更加復雜。由于故障電流的分布不均勻，各級保護裝置需要根據不同位置的故障情況進行精確的整定值設置，以確保在故障發生時能夠正確地動作，且為了滿足故障選擇性，各保護設備之間需要進行配合，行業內分級保護的級差時間一般按100ms-150ms進行整定，這就限制了分級保護的實用性。
所以在實際應用中，能夠做到多極差快速動作就非常有必要。而基于縱聯通訊應用的新型一二次深度融合型智能開關，在原智能終端基礎上提升了開關切除故障速度，使得短路級差配置可以縮減到60ms，大大提升了實用性。且新型一二次深度融合型智能開關在原有的與主站通訊的基礎上融入縱聯通訊功能，根據線路拓撲結構形成自組網絡，線路開關間互相通訊，使得整條線路開關形成一個“邊緣計算”的網絡，具有縱向感知故障、自動隔離故障及自動恢復供電的功能。具體架構如下圖1。
圖1
應用成效
1
故障影響范圍更小
當線路發生故障時，為快速切除故障，保證故障準確隔離，不越級動作，目前行業內分級保護的級差時間一般按100ms-150ms進行整定，故經常出現分級保護級差不夠配的情況。
此次試點改造智能終端，大大提升了智能開關切除故障的速度，將饋線終端研判故障邏輯進行優化，動作時間控制在60ms內，增加了分級保護可配置的級數。原分級保護級差不夠配置情況，如下圖2所示。
圖2 分級保護級差不夠配置
多級速動改造后，故障切除速度得到提升，動作速度更快，可以按照60ms整定級差，可以配置更多級級差，如下圖3所示。
圖3 多級速動改造后，分級保護級差配置更多級
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動作速度更快
所有終端可不通過主站通訊，設備之間通過縱聯模塊相互通訊，分段開關終端將遙測、狀態及告警數據實時共享給聯絡開關終端。
當線路發生故障時，分段開關按分級保護先分閘隔離故障，聯絡開關根據各分段開關負荷電流、開關狀態量及告警數據，通過網絡拓撲算法實現就地快速控制故障下游分段開關分閘閉鎖，聯絡開關合閘，恢復非故障區供電，完成線路自愈，無需站內重合閘，整體處置時間控制在10s內。集中型FA處置流程與分布式自愈處置流程對比如下圖4。
圖4 集中型FA處置流程與分布式自愈處置流程對比
3
適用于單相接地故障
現有接地研判的準確性不高，投告警居多，當發生接地故障后，不能像短路故障一樣直接跳閘隔離故障，需要通過站內選線試拉、選段試拉來查找故障點，避免不了非故障區域用戶陪停的情況。
此次試點線路單相接地故障判斷采用“零序功率方向”研判技術，通過真型試驗、現場實際應用等數據統計準確率達到92%以上，解決單相接地故障檢測的難點問題。“零序功率方向”應用與傳統接地故障處置流程的對比如下圖5。
圖5 “零序功率方向”應用與傳統接地故障處置流程的對比
技術路線
1
短路策略整定
泄川147線-西溪148線環網建設有較多的水電站及光伏電站，短路參數配置考慮分布式電源影響，在確定開關安裝方向均為正裝后，利用智能開關識別故障電流方向的功能，將線路反向保護退出，確保故障不受分布式電源影響。
2
接地策略整定
泄川147線-西溪148線環網，全線啟用“零序功率方向”配合接地級差延時，同時策略整定考慮分布式電源對接地研判的影響，將研判方向固定為正向。
3
分布式自愈策略整定
當故障發生時，縱聯模塊會立即將故障事件通過縱聯模塊自組網，同步給其他智能開關；聯絡開關單側失壓轉供延時配置10s，即當故障發生時，線路會在10s內執行故障點下游隔離，以及故障點下游恢復供電策略。試點線路拓撲以及策略整定情況如下：
應用場景
麗水蓮都轄區10kV泄川147線供電半徑19.387公里，10kV西溪148線供電半徑16.708公里，兩條線路故障頻率偏高，為解決低可靠線路故障處置時間長的問題，開展新型自愈技術創新應用。公司運檢部聯合、調控、供指、信通等相關專業成立工作小組，編制技術方案，細致審定拓撲結構、保護整定與參數配置，建立成效跟蹤評價機制，確保技術應用取得實效。
典型經驗和推廣前景
典型經驗
國網麗水市蓮都區供電公司在10千伏泄川線-西溪線架空環網率先應用“多級速動+分布式自愈”技術。使用該技術，線路故障后可先通過60毫秒速動保護快速隔離故障段，然后以聯絡開關為“邊緣大腦”計算自愈修復策略，通過終端間縱聯通信執行非故障段轉供復電，整個自愈過程僅耗時5秒，相比傳統集中型FA可顯著減少非故障區域停電范圍，適應單相接地故障處置場景，將故障自愈時長壓縮90%以上，顯著提升配網可靠供電水平。項目實施后，將解決如下問題：
1、所有終端可不通過主站通訊，設備之間僅通過縱聯模塊相互通訊，分段開關終端將遙測、狀態及告警數據實時共享給聯絡開關終端。
2、當線路發生故障時，分段開關按級差保護（60ms）先分閘隔離故障，聯絡開關根據各分段開關負荷電流、開關狀態量及告警數據，通過網絡拓撲算法實現就地快速控制故障下游分段開關分閘閉鎖，聯絡開關合閘，恢復非故障區供電，完成線路自愈，無需站內重合閘。
3、可將故障從傳統人工操作的小時級別的控制或現有電壓時間型的分鐘級的控制縮小到秒級，無需站內開關重合閘配合。大大縮短故障隔離及自愈時間，提高供電質量可靠性，創造更高的經濟效益。
4、縱聯保護通訊模塊與量子通訊是互相獨立的關系，縱聯保護通訊模塊負責終端之間點對點的通訊工作；量子通訊負責與一區主站間通訊工作；
5、線路拓撲關系用于定義聯絡開關分段開關，若線路運行方式聯絡開關位子改變，需要通過主站遠程寫文件功能或現場進行更新維護；同一手拉手線路內所有開關均使用同一份拓撲關系。
6、針對末端有分布式電源的線路，終端具備高低頻/過壓等保護功能，滿足線路解列需求。
推廣前景
1、降低用戶經濟損失
線路故障后可先通過60毫秒速動保護快速隔離故障段，然后以聯絡開關為“邊緣大腦”計算自愈修復策略，通過終端間縱聯通信執行非故障段轉供復電，整個自愈過程僅耗時5秒，大大提高了供電可靠性，降低了用戶的損失。
2、提高客戶滿意度
有效控制停電范圍，停電次數減少，停電時間縮短，電力通信安全系數高，供電質量提高，自然會增加用戶對供電部門的滿意度，提高電力部門的社會形象，也有助于增加潛在用戶數和售電量。
3、加快故障處理效率，提高供電可靠性
通過故障區段的準確定位，可以將故障點范圍縮小到分段間，非故障線路自愈，大大加快故障點的查找速度，大大減少停電時間和停電范圍，明顯提高了供電可靠性。
4、顯著減少發生重大事故的隱患
據統計，配電網中的重大事故大部分由單相接地故障引發。通過該應用項目，實現分布式單相接地故障診斷，并且在線路發生單相接地故障時，在幾分鐘內完成線路故障區段隔離，可基本消除單相接地故障引發的配電網重大事故。
5、提高企業安全管理效率
通過故障區段的準確定位，可以將故障點范圍縮小到分段間，大大加快故障點的查找速度，減少巡線工人工作量三分之二，提高了線路維護工作效率。自動化程度的提高，工作量的減少也大大減少了人身及設備的事故概率，使得安全管理水平大大提高，為企業帶來極大的經濟及社會效益。
6、實現配網精益化線損管理
成套設備能夠測量各相正反向有功功率、無功功率、視在功率、有功能量、無功能量，同時還能測量頻率、各相電流及電壓有效值、功率因數等參數為線損管理提供數據支撐實現配網精益化線損管理。當前，在能源短缺的情況下，努力降低線損，提高能源利用效率，向用戶提供更多的電力，對促進工農業生產，節約動力資源，降低供電成本，具有不可低估的經濟價值和現實意義。
7、產業的帶動引領作用
將能夠喚醒能源互聯網形態下多元融合高彈性電網中海量電力設備的敏捷響應、數智管控的能力。促進“多級速動+分布式自愈”技術與電力設備的有機融合，擴大應用范圍，拓展應用場景。為配電網營造更為安全可靠的環境，持續加快推動以新能源為主體的新型電力系統建成促進電力行業的科技進步和行業競爭力的提高。
END
