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馈线自动化赋能配电网可靠性提升的多维研究

一、引言

（一）研究背景与意义

在当今社会，电力作为经济发展和社会生活的重要支撑，其供应的可靠性愈发关键。随着智能电网建设的深入推进，以及用户对供电可靠性要求的不断提升，配电网的智能化升级成为必然趋势。在这一进程中，馈线自动化作为配电网智能化的核心技术之一，正发挥着日益重要的作用。传统配电网在故障处理方面存在诸多不足，故障处理效率较低，停电影响范围广泛，极大地影响了电力供应的稳定性和可靠性。馈线自动化的出现，为这些问题提供了有效的解决方案。通过故障的快速定位、隔离以及非故障区域的迅速恢复供电，馈线自动化能够显著缩短停电时间，减少停电带来的经济损失和社会影响，为用户提供更加稳定、可靠的电力供应。

此外，在新型电力系统建设的大背景下，实现“双碳”目标成为能源领域的重要使命。馈线自动化技术的应用，不仅有助于提高配电网的运行稳定性，还能促进可再生能源的高效接入和消纳，为新型电力系统的构建提供有力支持。它能够实时监测和调控分布式电源的接入，优化电力资源的配置，提高能源利用效率，推动能源结构的绿色低碳转型。因此，深入研究考虑馈线自动化的配电网可靠性，具有重要的现实意义和应用价值。

（二）国内外研究现状

国外在馈线自动化领域的研究起步较早，技术较为成熟，目前主要聚焦于分布式控制与集中式协同的技术融合，以进一步提升配电网的可靠性和智能化水平。美国通过一系列智能配电网试点项目，深入验证了馈线自动化对可再生能源接入的适应性，为分布式能源在配电网中的广泛应用提供了宝贵经验。欧洲则在馈线自动化的标准化和规范化方面取得了显著进展，制定了一系列严格的技术标准和规范，促进了馈线自动化技术在欧洲地区的统一应用和推广。

国内在馈线自动化方面的研究和应用近年来也取得了长足的进步。特别是在工程实践中，多个城市和地区积极推进馈线自动化项目的建设，取得了一系列重要突破。如四川宜宾首条全自动馈线自动化线路的成功投运，实现了配网故障的“秒级自愈”，大大提高了当地配电网的供电可靠性和故障处理效率。然而，随着分布式电源在配电网中的渗透率不断提高，含分布式电源的复杂网络可靠性评估模型构建成为当前研究的难点和热点问题。虽然国内在这方面已经开展了大量研究，但仍需进一步深化和完善，以更好地适应配电网发展的新形势和新需求。

二、配电网可靠性现状及馈线自动化应用基础

（一）配电网可靠性影响因素分析

网架结构缺陷：传统的辐射式供电结构较为单一，通常仅能通过一条路径从电源端获取电能，这就导致其在面对故障时的应对能力较弱。一旦线路出现故障，停电范围将迅速扩大，影响大量用户的正常用电。以鄂尔多斯农村地区为例，由于线路布局缺乏合理性，未能充分考虑当地的地形地貌、负荷分布等因素，使得部分线路供电半径过长，电压损耗较大，进而导致停电频率较高。此外，该地区在电网规划过程中，对负荷预测的重视程度不足，未能准确把握负荷的增长趋势和变化规律，使得电网的建设和改造无法及时跟上负荷的发展需求，这也在一定程度上加剧了电压不稳定的问题。

设备运维短板：在我国的配电网中，老旧设备所占的比例依然较高，这些设备长期运行，存在着绝缘老化、机械磨损等问题，导致其故障率大幅上升。以华北地区的部分线路为例，由于设备老化严重，绝缘性能下降，在恶劣天气条件下，如暴雨、大风等，极易发生线路短路、接地等故障，从而影响供电的可靠性。此外，对设备的维护不及时也是一个突出问题。部分地区未能建立起完善的设备运维管理体系，设备巡检周期过长，维护保养工作不到位，使得设备的潜在问题无法及时被发现和解决，进一步增加了供电中断的风险。

智能化水平制约：在一些偏远地区，自动化设备的覆盖率较低，仍然主要依赖人工巡检来发现和处理故障。然而，人工巡检存在着效率低下、准确性不高、响应速度慢等问题，无法满足现代配电网对故障快速处理的要求。一旦发生故障，人工巡检需要耗费大量的时间和精力来确定故障位置和原因，这将导致故障处理时间大幅延长。例如，在山区等地形复杂的地区，由于交通不便，人工巡检的难度更大，故障处理时间往往较城市地区延长3-5倍。这种长时间的停电不仅会给用户的生活和生产带来不便，还会对当地的经济发展造成一定的影响。

（二）馈线自动化技术体系架构

核心技术原理

电压时间型技术：该技术通过设定开关设备的电压检测阈值与动作延时（如X时限、Y时限），来自动识别故障区段。当线路发生故障时，故障点两侧的电压会发生变化，开关设备会根据预设的电压阈值和动作延时，判断故障是否为永久性故障。如果是永久性故障，开关设备会自动跳闸，隔离故障区段，然后通过重合闸操作，恢复非故障区域的供电。典型动作时间控制在30秒内完成故障隔离与非故障区恢复，能够有效减少停电时间，提高供电可靠性。

电流脉冲计数型技术：基于重合器与分段器配