纯干货｜基于智能FTU的配电网馈线保护与重构方案研究-北极星输配电网

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随着太阳能、风能等新能源接入配电网，颠覆了传统配电网单向潮流的特征，配电网的馈线保护与重构成为了实际生产中亟待解决的难题。

本文结合常规馈线自动化的保护方式，提出一种智能馈线终端单元（FTU）的设计方案。从工程实现角度，提出了基于智能FTU的配电网馈线保护与重构方案，用于提高馈线保护的选择性和重合成功率，保证电网供电可靠性。

配电自动化(DA,DistributionAutomation)利用现代电子、通信、计算机、网络和图形等技术对配电网和电力用户在正常运行下和突发事故下实行检测、保护、控制和管理的一门技术[1]。配电自动化主要包括：用户需求侧管理自动化、馈线自动化、变电站综合自动化、配电管理自动化这四个层次，其中馈线自动化对于改善供电质量，提高供电的可靠性起着重要作用[2]。

目前有关馈线自动化的研究与实际应用，一般利用分布安装于10kV馈线线路各节点上的馈线终端单元(FTU),对线路电压、电流等进行实时采集,并通过光纤、无线、载波等通信方法将检测的各种接地特征电气量上送到配电自动化子站或主站。

在子站/主站上,综合应用整个配电线路各节点的特征量,通过模糊技术、人工智能技术、小波技术等方法寻找故障点,并通过通信方法控制开关,隔离故障区域[3-5]。然而常规馈线自动化系统在发生短路故障时通过馈线出口保护，切除整条馈线；FTU装置之间没有相互通讯，无法实现有选择的切除故障段，扩大停电范围，降低了供电可靠性。

随着控制技术的发展，配电终端FTU的硬件性能足以完成更多的功能，包括RTU功能、保护功能、滤波功能、开关的状态监测和智能维护功能等[6-7]。因此，本文首先提出了一种智能型FTU，不仅包含了常规FTU的功能，而且在自动化和智能化方面更加完善，可替代传统馈线自动化中主站和子站的基本功能。

在此基础上，本文又着重研究了基于新型智能FTU的网络故障隔离与自愈技术，它能根据前后智能FTU装置间的通讯，变电站出口保护作为后备保护配合动作，实现有选择的切除故障段，最大限度的减少停电范围，实现了馈线保护的选择性要求；同时能够有效提高分段开关重合与网络重构的成功率，加快了供电恢复速度，保证供电服务水平。

1智能馈线终端装置（FTU）的原理

1.1智能FTU介绍

馈线终端装置简称FTU(FeederTerminalUnit)，安装在10kV馈电线路上监控柱上开关，完成遥测、遥信、遥控以及故障检测功能，同时与配电主站进行通信，传送配电系统运行工况及各种监测控制所需信息，包括电能参数、开关位置、相间故障、接地故障以及故障时的参数,并执行配电自动化主站下发的命令，对配电设备调节和控制，实现故障定位、故障隔离和非故障区域快速恢复供电功能。主要包括监视功能、通信功能和自动化功能三个模块。

智能型FTU涵盖了上述的常规FTU功能，其中监视功能模块由数据采集、数据处理、遥信遥控、谐波分析和实时显示组成；自动功能模块具体为故障检测定位、故障隔离和恢复控制。智能型FTU的总体功能如图1所示。

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