智能配网故障快速定位方法的研究与实现

论文摘要

随着城网和农网改造的进一步深入和电力市场的不断发展,用户对供电质量和供电可靠性要求越来越高,因此要求供电部门改进和提高配网自动化水平,一旦发生配网故障立即进行故障定位、隔离和恢复供电,以减少停电时间。研究和实现智能配网故障快速定位,对于提高配网可靠性有着极其重要的意义。首先,本文对配电网进行了分析并建立了相应的数学模型,对配电网故障定位、隔离的原理进行了详细的讨论和分析,研究了适用于各种配电网的故障区段判断定位和隔离的通用算法。在此基础上,重点研究基于统一矩阵的配电网故障定位算法。该算法简洁地处理SCADA故障信息,通过对邻接开关矩阵、故障信息矩阵和故障判定矩阵计算分析,快速准确定位故障区和隔离故障,确保非故障区的转供电。其次,针对配电网点多面广的特性,若完全依靠在开关、断路器上安装自动化装置实现故障定位、隔离,投资巨大,建设周期长,且故障定位精度不高。本文提出采用故障指示器检测短路和接地故障的方案,能够充分利用现有资源,大大提供配电网的供电可靠性,实现故障快速定位和隔离。并针对接地短路故障零序电流难以检测的难题,利用动态阻性负载投入产生故障特征信号,配合故障指示器,来确定单相接地故障区域。针对新会地区现有配网设备的现状,分析传统故障定位方法的特点和不足,并对下一步建设的配电自动化系统在故障定位功能上提出要求。在理论研究的基础上,本文以新会供电局配电网为例,研究智能配网故障快速定位系统的建立,从通信系统、硬件设备、软件系统等方面进行详细分析。最后,根据实际的运行情况,得出故障定位方案的实用性和经济性,以及在试点阶段有待解决的问题。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题的研究意义
• 1.2 配电自动化概述
• 1.2.1 配电自动化定义
• 1.2.2 新会地区配电自动化发展历程
• 1.2.3 配电自动化国内外研究现状
• 1.3 配电网故障处理概述
• 1.3.1 配电网故障处理的三个过程
• 1.3.2 故障定位方法的研究
• 1.4 本论文的主要工作
• 第二章 配电网故障定位的基本方法研究
• 2.1 配电网络结构
• 2.2 配电网故障分类
• 2.3 配电网故障定位的基本方法
• 2.3.1 故障定位原理
• 2.3.2 开环模式下的配电网故障定位
• 2.3.3 闭环模式下的配电网故障定位
• 2.4 配电网故障定位的矩阵算法
• 2.4.1 简单的统一矩阵算法
• 2.4.2 改进的统一矩阵算法
• 2.4.3 实例分析
• 2.5 小结
• 第三章 配电网的故障指示及定位
• 3.1 相间短路故障检测和指示
• 3.1.1 故障指示器的构成及故障定位原理
• 3.1.2 短路故障指示器的原理
• 3.2 单相接地故障检测和指示
• 3.2.1 单相接地故障后的电网特征
• 3.2.2 利用信号注入法检测接地故障的方案
• 3.3 利用故障指示器构建配网故障信息采集网络的方案
• 3.4 小结
• 第四章 传统配电网故障定位方法及改进设想
• 4.1 新会地区配电网现状及传统故障定位方法
• 4.1.1 新会地区配电网现状
• 4.1.2 传统配电网故障定位方法
• 4.2 现有配网自动化系统的结构层次
• 4.2.1 配电自动化系统的网络结构
• 4.2.2 配电终端层设备
• 4.2.3 配电主站层设备
• 4.2.4 对传统故障定位方法的改进
• 4.3 对智能配网故障快速定位方法的要求
• 4.3.1 现行配电网故障定位方法的不足
• 4.3.2 对智能快速故障定位方法的要求
• 4.4 小结
• 第五章 具备故障定位功能的配电系统设计与实现
• 5.1 改造前的配电网现状
• 5.2 新配网自动化系统结构及通信网络
• 5.3 新配网自动化系统的现场实现
• 5.3.1 “三遥”馈线自动化
• 5.3.2 “一遥”架空线路故障定位系统
• 5.3.3 “二遥”配网故障自动定位及负荷监测系统
• 5.3.4 现场设备分布
• 5.4 配网故障定位主站系统
• 5.5 新系统效益分析
• 5.5.1 供电可靠性分析
• 5.5.2 经济效益分析
• 5.6 小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读博士/硕士学位期间取得的研究成果
• 致谢
• 附件