基于HSR環網的“花瓣”型配電網區域備自投系統研究及應用李正紅1，丁曉兵1，馮寶成2，金震2，侯煒21. 中國南方電網有限責任公司，廣東 廣州 510663；2. 南京南瑞繼保工程技術有限公司，江蘇 南京 211102摘 要針對配網“花瓣”型區域配電網，傳統備自投無法實現發生故障后“花瓣”中非開環點開關房的快速恢復供電，采用實時采樣、實時交換數據、實時判別、實時控制的技術手段，基于高可靠性無縫冗余環網（HSR），提出一種可以適用于多種復雜區域配電網主接線形式的區域備自投系統。介紹了區域備自投系統的構成、通信架構、邏輯控制策略等。開發出的區域備自投裝置現場應用結果表明，能有效實現“花瓣”型區域配電網發生故障后的快速恢復供電。關鍵詞區域配電網；區域備自投；高可靠性無縫冗余環網；快速恢復供電中圖分類號 TM774 文獻標志碼 A DOI 10.11930/j.issn.1004-9649.2018100440 引言完善的配電網是城市快速發展的堅實基礎，隨著城市基礎設施建設力度的不斷加大，配電網也得以快速發展。配電網直接面向用戶，供電的可靠性直接影響到人民的生產生活。文獻[1-3]提出了基于GOOSE的饋線自動化和基于負荷均衡的自愈控制技術，文獻[4-7]提出了基于調度主站的自愈控制技術，但是這些控制策略難于適用于多電源并列供電的“花瓣”型配電網。南網某區域配電網借鑒國外的先進經驗，采用“花瓣”型主接線方式，花瓣內合環運行，花瓣間通過聯絡線作為備用線路。由于傳統備自投要求所在開關房必須設置熱備用開關[8-14]，而“花瓣”型主接線形式的區域配電網運行時只有聯絡開關房（聯絡線所在的開關房）設置熱備用開關，其他非聯絡開關房因為沒有熱備用開關而導致傳統備自投無法工作。因此，使用傳統備自投無法解決“花瓣”型主接線形式的區域配電網發生故障時非聯絡開關房的快速恢復供電。IEC 62439-3規定的高可用性無縫環網冗余協議（HSR）通過鏈路層上的數據冗余實現了網絡報文的無縫恢復，具有很高的可靠性[15-19]。目前，HSR環網主要應用于智能變電站通信網絡設計及分布式母線保護實現方案。文獻[16]提到了HSR環網技術在數字化通信網絡中的應用，應用此技術能夠保證重要的GOOSE（面向通用對象的變電站事件）報文傳輸滿足保護裝置的實時性和網絡傳輸可靠性要求。文獻[20]提出了基于HSR環網通信的就地化分布式母線保護方案，通過HSR環網實現各子機互聯和各子機采集數據的共享。文獻[21]提出了一種基于并行冗余協議/高可用性無縫環網冗余（PRP /HSR）的智能變電站三網合一網絡實現方案，解決了三網合一網絡通信的可靠性問題。本文采用實時采樣、實時交換數據、實時判別、實時控制的技術手段，基于HSR，提出一種可以適用于區域配電網多種復雜主接線的備自投系統。根據接收到的全景信息，當花瓣發生故障時，通過綜合邏輯判斷進行故障定位和隔離故障，并快速合上“花瓣”間備用的聯絡線開關，使失電的開關房快速恢復供電。1 配電網“花瓣”型主接線南網某區域的配電網采用“花瓣”型主接線收稿日期2018?10?16； 修回日期2019?04?25?；痦椖磕戏诫娋W公司科技項目ZDKJXM20160007。第 52 卷 第 8 期中國電力Vol. 52, No. 82019 年 8 月ELECTRIC POWER Aug. 201964形式，如圖1所示。圖1中a、b、c、d開關房通過環線手拉手串聯起來，形似“花瓣”，故稱“花瓣”。每個花瓣與來自另一個有源變電站的其中一片“花瓣”通過聯絡線進行連接。配電網“花瓣”型主接線方式的特點是“花瓣”內合環運行，所有的開關房都是兩路電源供電，提高了供電的可靠性；“花瓣”間開環運行，通過一條正常運行時開斷的聯絡線連接。當變電站主變故障、母線故障，或者“花瓣”兩側環線均發生故障時，都會導致整個“花瓣”失電，為提高供電可靠性，故需要配置區域備自投控制系統。2 區域備自投控制系統2.1 區域備自投控制系統構成區域備自投控制系統如圖2所示。區域備自投控制系統由非聯絡開關房的一體化配電終端、聯絡開關房的一體化配電終端和環網線路配置的線路光纖縱差保護裝置組成?！盎ò辍眱确锹摻j開關房配置的一體化配電終端，其集成了母線保護、多個間隔的過流保護，并且具有一塊HSR插件，與其他開關房一體化配電終端上的HSR插件、變電站側的HSR插件手拉手連接組成HSR環網，用于交換“花瓣”內有源變電站 Y電網開斷電網開斷電網開斷電網開斷μ÷Mè_
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