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摘 要：在配电系统中，网络安全与否直接影响系统的供电品质及供电可靠度。对于系统所发生的扰动，轻者会造成系统的不稳定，重则会使馈线的保护继电器动作使馈线开关跳脱。由于配电系统网络状态变化相当复杂，需要一个有效的方法判断系统的安全状态。本文提出基于模糊推理方法来判断网络馈线安全状态，并对该方法的分析流程作简要介绍，作为配电系统运行人员的参考。
关键词：配电系统；网路馈线安全；模糊推理法；供电可靠度
中图分类号：TM93 文献标识码：A
配电系统运行中经常会有负载变化、故障跳脱、馈线开关变化等现象发生，这些扰动会使配电系统部分网路运行接近或超越其安全限制条件，从而影响系统供电可靠度及安全性。
对配电网路安全的即时分析可确保用户供电品质及供电可靠度，开发一种快速有效的网路安全分析方法，把网路上不安全馈线迅速寻找出来，提供给运行人员作为适当处理的重要参考，使供电系统随时保持在安全环境下运行。
1 模糊关系推理
配电系统在发生扰动时或扰动发生后，系统网路上会出现一些不正常的现象，如：电压突降、电流过载、相关电流差变大等现象发生，这些不正常现象，有可能使系统陷入不安全状态。这些变化现象对系统安全程度的影响，可用模糊函数来归纳。假设这些参数变量电流值、相间电流差值及网络不安全程度可用以下五个程度来区分：很低（VL）、低（L）、中（M）、高（H）、很高（VH）来表示。配电系统在正常运行条件下，一般每个汇流排皆有一条以上馈线相连接，当系统上发生偶发事件，则与该事件临近的汇流排及馈线上的电压和电流会发生异常变化。本文只针对馈线电流变化情况作为分析依据，建立馈线电流和馈线相间电流差的模糊集，以模糊推理法把不安全的网路馈线搜寻出来。
偶发事件发生后电流模糊化隶属函数的推导如下：以变化后的电流值为计算基础，取每组馈线三相电流中最高值的单相电流作为计算依据，即式（1）所示：
式中表示第i条馈线。再将每条馈线Ii除以馈线额定电流Irate，其比值设为Is，再将Is值根据模糊隶属关系定义其适当的隶属函数值，可区分其不安全程度：很低（VL）、低（L）、中（M）、高（H）、很高（VH）。
当偶发事件发生后引起馈线三相中任意两相间相电流差值过大时，会造成接地继电器动作、馈线跳脱，使i系统陷入不安全，因此本文以馈线相间电流差与允许的接地继电器设定电流值Ig的比值，得到正规化后的Iu值，决定馈线相间电流差相对于不安全程度的模糊隶属函数值。相间最大电流差计算如式（2）所示，文中接地继电器设定电流值Ig为40Amp。
对于配电系统网路上所发生的偶发事件，利用上述所定义的关系，可将所分析系统内各馈线电流及相间电流的不安全程度迅速分类出来。依次把不安全程度H、VH模糊集的馈线组，利用杨格类型模糊集关系，判断网路上每一条馈线的不安全程度，迅速排序找出不安全馈线。
2 馈线安全性与模糊关系
结合相关文献基操作经验，对于不安全馈线模糊隶属集合，根据下列判断准则给予适当的模糊隶属值：
1）只有一单独馈线供电的汇流排，当此馈线发生了因偶发事件而跳脱的情况，在安全分析时给予次馈线最高的不安全等级，其隶属值为1。
2）一般馈线可允许110～125%的过载，因此以馈线负荷的110%为安全的限制条件，当馈线负荷电流超过110%时，网络立即陷入有安全隐患的状态；馈线负荷电流低于额定电流下，对网路不会有任何安全问题；当馈线负荷电流介于100%～110%间则网路正处于安全与不安全的边界，对于此类不明确的现象，分别以模糊集来归类其不安全程度。
3）馈线相间电流差超过接地继电器设定值的95%时，网路立即陷入有安全隐患的状态，极易使馈线接地继电器跳脱，在安全分析中给予此馈线最高的不安全等级，其隶属值为1。馈线相间电流低于50%对网路有不安全隐患；当馈线相间电流差介于70%～95%间，极易因其它事件使系统陷入不安全环境，对于此区间以适当的模糊集来归类其不安全程度。
4）一个重大偶发事故发生时，所引起多条馈线运行负荷电流接近或超过馈线的安全限制条件，对于此类情况在安全分析时，给予较高的不安全等级。
3 馈线安全性与模糊关系
在不安全馈线搜寻过程中，首先搜寻是否有负载跳脱的汇流排，如果有直接列入此跳脱的馈线。如果网路上没有此类跳脱事件，则执行三相配电系统负载潮流分析，计算出每一条馈线三相电流值，再经过模糊推理方法来分析，迅速准确的筛选出不安全的馈线，并依其不安全程度排序。
先以一个简单系统来说明，假设网路上发生偶发事件，与汇流排相邻的馈线有L1、L2、L3，此三条馈线上的电流及相间电流的模糊隶属函數值。然后利用杨格类型模糊运算，可得到该状态下各馈线的模糊隶属函数值分别为i（L1）=0.9，i（L2）=0.792，i（L3）=0.509，其不安全排序为（L1，L2），此推算过程可推至全网路系统，可把所有不安全馈线排序出来。
4 结论
配电系统网路馈线安全分析的方式，一般以电压及电流大小是否违反限制判定条件来判断，由效能指标排序方法或筛选方式得到，在计算过程中皆须经过复杂的运算过程，再经所定义的效能指标来排序筛选。在时效上较难符合配电自动化系统快速反应的要求。本文以具有快速收敛特性的电流注入负载潮流分析程序做基础，再经过简单且快速的模糊推论策略来分析系统的不安全程度。
关键词：配电系统；网路馈线安全；模糊推理法；供电可靠度
中图分类号：TM93 文献标识码：A
配电系统运行中经常会有负载变化、故障跳脱、馈线开关变化等现象发生，这些扰动会使配电系统部分网路运行接近或超越其安全限制条件，从而影响系统供电可靠度及安全性。
对配电网路安全的即时分析可确保用户供电品质及供电可靠度，开发一种快速有效的网路安全分析方法，把网路上不安全馈线迅速寻找出来，提供给运行人员作为适当处理的重要参考，使供电系统随时保持在安全环境下运行。
1 模糊关系推理
配电系统在发生扰动时或扰动发生后，系统网路上会出现一些不正常的现象，如：电压突降、电流过载、相关电流差变大等现象发生，这些不正常现象，有可能使系统陷入不安全状态。这些变化现象对系统安全程度的影响，可用模糊函数来归纳。假设这些参数变量电流值、相间电流差值及网络不安全程度可用以下五个程度来区分：很低（VL）、低（L）、中（M）、高（H）、很高（VH）来表示。配电系统在正常运行条件下，一般每个汇流排皆有一条以上馈线相连接，当系统上发生偶发事件，则与该事件临近的汇流排及馈线上的电压和电流会发生异常变化。本文只针对馈线电流变化情况作为分析依据，建立馈线电流和馈线相间电流差的模糊集，以模糊推理法把不安全的网路馈线搜寻出来。
偶发事件发生后电流模糊化隶属函数的推导如下：以变化后的电流值为计算基础，取每组馈线三相电流中最高值的单相电流作为计算依据，即式（1）所示：
式中表示第i条馈线。再将每条馈线Ii除以馈线额定电流Irate，其比值设为Is，再将Is值根据模糊隶属关系定义其适当的隶属函数值，可区分其不安全程度：很低（VL）、低（L）、中（M）、高（H）、很高（VH）。
当偶发事件发生后引起馈线三相中任意两相间相电流差值过大时，会造成接地继电器动作、馈线跳脱，使i系统陷入不安全，因此本文以馈线相间电流差与允许的接地继电器设定电流值Ig的比值，得到正规化后的Iu值，决定馈线相间电流差相对于不安全程度的模糊隶属函数值。相间最大电流差计算如式（2）所示，文中接地继电器设定电流值Ig为40Amp。
对于配电系统网路上所发生的偶发事件，利用上述所定义的关系，可将所分析系统内各馈线电流及相间电流的不安全程度迅速分类出来。依次把不安全程度H、VH模糊集的馈线组，利用杨格类型模糊集关系，判断网路上每一条馈线的不安全程度，迅速排序找出不安全馈线。
2 馈线安全性与模糊关系
结合相关文献基操作经验，对于不安全馈线模糊隶属集合，根据下列判断准则给予适当的模糊隶属值：
1）只有一单独馈线供电的汇流排，当此馈线发生了因偶发事件而跳脱的情况，在安全分析时给予次馈线最高的不安全等级，其隶属值为1。
2）一般馈线可允许110～125%的过载，因此以馈线负荷的110%为安全的限制条件，当馈线负荷电流超过110%时，网络立即陷入有安全隐患的状态；馈线负荷电流低于额定电流下，对网路不会有任何安全问题；当馈线负荷电流介于100%～110%间则网路正处于安全与不安全的边界，对于此类不明确的现象，分别以模糊集来归类其不安全程度。
3）馈线相间电流差超过接地继电器设定值的95%时，网路立即陷入有安全隐患的状态，极易使馈线接地继电器跳脱，在安全分析中给予此馈线最高的不安全等级，其隶属值为1。馈线相间电流低于50%对网路有不安全隐患；当馈线相间电流差介于70%～95%间，极易因其它事件使系统陷入不安全环境，对于此区间以适当的模糊集来归类其不安全程度。
4）一个重大偶发事故发生时，所引起多条馈线运行负荷电流接近或超过馈线的安全限制条件，对于此类情况在安全分析时，给予较高的不安全等级。
3 馈线安全性与模糊关系
在不安全馈线搜寻过程中，首先搜寻是否有负载跳脱的汇流排，如果有直接列入此跳脱的馈线。如果网路上没有此类跳脱事件，则执行三相配电系统负载潮流分析，计算出每一条馈线三相电流值，再经过模糊推理方法来分析，迅速准确的筛选出不安全的馈线，并依其不安全程度排序。
先以一个简单系统来说明，假设网路上发生偶发事件，与汇流排相邻的馈线有L1、L2、L3，此三条馈线上的电流及相间电流的模糊隶属函數值。然后利用杨格类型模糊运算，可得到该状态下各馈线的模糊隶属函数值分别为i（L1）=0.9，i（L2）=0.792，i（L3）=0.509，其不安全排序为（L1，L2），此推算过程可推至全网路系统，可把所有不安全馈线排序出来。
4 结论
配电系统网路馈线安全分析的方式，一般以电压及电流大小是否违反限制判定条件来判断，由效能指标排序方法或筛选方式得到，在计算过程中皆须经过复杂的运算过程，再经所定义的效能指标来排序筛选。在时效上较难符合配电自动化系统快速反应的要求。本文以具有快速收敛特性的电流注入负载潮流分析程序做基础，再经过简单且快速的模糊推论策略来分析系统的不安全程度。