DQZHAN訊：徐丙垠：未來(lái)配電網(wǎng)控制技術(shù)新趨勢(shì)
未來(lái)配電網(wǎng)是一個(gè)更加智能、靈活、主動(dòng)的有源配電網(wǎng)，這對(duì)控制技術(shù)提出了更高的要求。
控制技術(shù)從利用信息和控制方式可分成三類：
一是就地控制技術(shù)，是利用就地檢測(cè)信息進(jìn)行控制，如電壓電流保護(hù)、無(wú)功補(bǔ)償，就地控制方式的優(yōu)點(diǎn)是控制響應(yīng)速度快，在數(shù)十毫秒級(jí)。
二是集中控制技術(shù)，是由控制主站集中處理配電終端的測(cè)量信息，進(jìn)行控制決策，遙控配電設(shè)備。集中控制技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是能夠利用全局信息，控制功能也比較完善，但不足之處是控制響應(yīng)速度慢，在分鐘級(jí);需要設(shè)置通信通道與主站，投資大。
三是分布式控制技術(shù)，是指在配電終端之間對(duì)等交換測(cè)量與控制信息，進(jìn)行協(xié)調(diào)控制。分布式控制技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是控制響應(yīng)速度較快，在100ms級(jí)。
新課題：分布式控制
分布式控制是一個(gè)新的課題，相關(guān)研究做了很多，但目前還處于初期階段。我做了很多分布式控制的研究工作，在這里與其說(shuō)談技術(shù)成果，不如說(shuō)把問(wèn)題提出來(lái)，大家一塊研究。
分布式控制特別適合配電網(wǎng)。因?yàn)榉植际娇刂频娜魏我粋€(gè)控制操作都有一個(gè)作用域，而絕大部分控制作用域是一條饋線，控制節(jié)點(diǎn)數(shù)不會(huì)太多，控制系統(tǒng)與算法設(shè)計(jì)相對(duì)比較簡(jiǎn)單。絕大部分配電網(wǎng)控制應(yīng)用對(duì)響應(yīng)速度的要求不小于100ms。
國(guó)內(nèi)外對(duì)分布式控制進(jìn)行了大量研究，已有應(yīng)用分布式控制進(jìn)行配電網(wǎng)故障隔離、繼電保護(hù)保護(hù)、電壓控制方面研究的報(bào)道，但目前還不完善，不能形成一個(gè)完善的技術(shù)體系。
下一步需要亟待解決的問(wèn)題有：
建立完善的分布式控制技術(shù)體系;
研發(fā)支持分布式控制的廣域測(cè)控平臺(tái);
研究關(guān)鍵支撐技術(shù)，包括基于IEC61850的開(kāi)放式通信技術(shù)、饋線拓?fù)鋵?shí)時(shí)識(shí)別技術(shù)、控制數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)快速傳輸技術(shù);現(xiàn)在TC57的主要工作就是讓IEC61850覆蓋整個(gè)電力系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)通信。如果數(shù)據(jù)模型、通信標(biāo)準(zhǔn)化解決了，所有設(shè)備可以做到即插即用，就可以進(jìn)行分布式控制。除了測(cè)量信息之外，還可以自動(dòng)識(shí)別拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
分布式控制策略;
分布式控制應(yīng)用技術(shù)。
實(shí)施分布式控制很容易，關(guān)鍵是要知道拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。所以關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)該包括終端能夠自動(dòng)識(shí)別與應(yīng)用相適應(yīng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。將來(lái)終端利用IEC61850通信之后，可以自動(dòng)建立拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，而不是完全依靠主站下發(fā)。
饋線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)自動(dòng)識(shí)別是一個(gè)非常關(guān)鍵的技術(shù)，它可以為每一個(gè)終端配置相鄰終端的信息(名稱與通信地址)，發(fā)起控制應(yīng)用的主控終端通過(guò)接力查詢獲取所需的饋線拓?fù)湫畔ⅰ?/p>
此外，控制信息快速實(shí)時(shí)傳輸技術(shù)也非常關(guān)鍵。在變電站里常規(guī)的GOOSE over MAC傳輸機(jī)制實(shí)現(xiàn)起來(lái)較復(fù)雜。配電網(wǎng)中，控制信息與普通測(cè)量信息在IP網(wǎng)絡(luò)中混合傳輸，需要采取特殊技術(shù)保證控制信息的快速實(shí)時(shí)傳輸。
配電網(wǎng)控制應(yīng)用響應(yīng)速度要求一般不大于100ms，控制信息傳輸延時(shí)小于10ms。 采用GOOSE over UDP傳輸機(jī)制，傳輸延時(shí)小于5ms，可以滿足在配電網(wǎng)中應(yīng)用的要求。
下一步，應(yīng)該對(duì)基于分布式控制保護(hù)、電壓控制做一些研究，這方面內(nèi)容比較缺乏。
構(gòu)建廣域測(cè)控系統(tǒng)(WAMCS)
未來(lái)需要構(gòu)建廣域測(cè)控系統(tǒng)(WAMCS)，為配電網(wǎng)監(jiān)測(cè)與保護(hù)控制應(yīng)用提供統(tǒng)一支撐平臺(tái)。該平臺(tái)的結(jié)構(gòu)與常規(guī)配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)類似，包括主站、通信與智能終端(STU)， 兼容傳統(tǒng)控制模式，支持基于對(duì)等通信的分布式控制，支持設(shè)備與應(yīng)用軟件的即插即用。
廣域測(cè)控系統(tǒng)與常規(guī)配電自動(dòng)化系統(tǒng)在硬件上是一樣的，區(qū)別是在廣域測(cè)控系統(tǒng)終端本身支持**應(yīng)用，有開(kāi)放式的程序接口，當(dāng)然數(shù)據(jù)模型必須基于61850，必須具備自動(dòng)識(shí)別拓?fù)涞哪芰Γ梢栽诔绦蚪涌谏暇幊绦颉?/p>
在未來(lái)配電網(wǎng)中，每一個(gè)終端就是一個(gè)小主站，每一個(gè)終端就可以作為一個(gè)控制的主體來(lái)完成控制任務(wù)，這是未來(lái)發(fā)展方向。
舉一個(gè)例子作說(shuō)明，遠(yuǎn)方跳閘式反孤島保護(hù)。目前孤島保護(hù)辦法就是檢測(cè)就地的電壓和電流，就地控制有一個(gè)問(wèn)題，存在死區(qū)。如果負(fù)荷和發(fā)電量接近的話，頻率和電壓不會(huì)達(dá)到我們所要求的門檻值，就不會(huì)跳閘。但是采取就地控制方法，采集的信息有限，控制性能也存在問(wèn)題。
現(xiàn)在國(guó)外有一種裝置——DTT(遠(yuǎn)方跳閘保護(hù))，遠(yuǎn)方跳閘式保護(hù)裝置在檢測(cè)到出線斷路器開(kāi)關(guān)跳閘時(shí)向并網(wǎng)開(kāi)關(guān)控制裝置發(fā)出跳閘命令。
在變電站里安裝一個(gè)終端，一旦檢測(cè)到變電站跳閘以后，就把信息發(fā)給并網(wǎng)開(kāi)關(guān)，并網(wǎng)開(kāi)關(guān)處智能終端通過(guò)接力查詢識(shí)別饋線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，識(shí)別并網(wǎng)開(kāi)關(guān)上游開(kāi)關(guān)信息，并網(wǎng)開(kāi)關(guān)終端接收到上游開(kāi)關(guān)跳閘信息時(shí)跳開(kāi)并網(wǎng)開(kāi)關(guān)。并網(wǎng)開(kāi)關(guān)實(shí)時(shí)跟蹤饋線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的變化，更新上游開(kāi)關(guān)的信息。
上圖中的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，兩邊有電源，并網(wǎng)開(kāi)關(guān)里有終端。終端帶電后就開(kāi)始識(shí)別拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，進(jìn)行查詢，查詢哪個(gè)開(kāi)關(guān)是合的，哪個(gè)開(kāi)關(guān)是斷的，查詢到斷的就停止，通過(guò)查詢，獲得終端和電源之間的拓?fù)潢P(guān)系。
分布式控制具有響應(yīng)速度快、性能完善的優(yōu)點(diǎn)，是智能配電網(wǎng)控制技術(shù)的發(fā)展方向。
分布式控制應(yīng)用的研究還在初級(jí)階段，還有大量的研究工作要做。
徐丙垠：山東理工大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院智能電網(wǎng)研究中心主任、山東科匯電力自動(dòng)化股份有限公司董事長(zhǎng)，“十二五”能源領(lǐng)域國(guó)家科技(863 計(jì)劃)重點(diǎn)專項(xiàng)(智能電網(wǎng)專項(xiàng))專家組成員，國(guó)際供電會(huì)議(CIRED)中國(guó)國(guó)家委員會(huì)技術(shù)委員，IEC TC57 WG17 “分布式電源與配電網(wǎng)通信標(biāo)準(zhǔn)化”工作組成員，國(guó)際大電網(wǎng)會(huì)議(CIGRE)與CIRED“未來(lái)配電網(wǎng)”聯(lián)合工作組專家。
獲省部級(jí)以上獎(jiǎng)勵(lì)8 項(xiàng)，其中國(guó)家發(fā)明二等獎(jiǎng)一項(xiàng);獲發(fā)明**11 項(xiàng);發(fā)表學(xué)術(shù)論文200 多篇。是***有突出貢獻(xiàn)中青年專家，入選首批國(guó)家“百千萬(wàn)人才工程”，享受國(guó)務(wù)院政府特別津貼，獲中央組織部等六部委頒發(fā)的“留學(xué)回國(guó)成就獎(jiǎng)”。
