配電網(wǎng)故障研判現(xiàn)狀與展望

劉爍潔

摘? 要：配網(wǎng)停電故障發(fā)生后，如何對故障進行快速處理，恢復用戶正常供電極為重要，提升故障研判的準確性，有效解決配電網(wǎng)故障問題，才能進一步提升供電服務質(zhì)量。該文主要針對配電網(wǎng)故障研判問題的研究進行評析，從3個階段介紹配電網(wǎng)故障的發(fā)展，并結(jié)合相關(guān)文獻資料，對不同學者的配電網(wǎng)故障研判方案進行敘述，以期為該領(lǐng)域的進一步研究提供參考。

關(guān)鍵詞：配電網(wǎng);故障處理;主動故障研判

中圖分類號：TM732? ? ? ? ? ? 文獻標志碼：A

0 引言

在配網(wǎng)故障發(fā)生后，配網(wǎng)調(diào)控中心工作人員首先需要感知到故障的發(fā)生，以往配電網(wǎng)10 kV變電站饋線開關(guān)跳閘故障由監(jiān)控員實時掌握匯報，但是10 kV主干線及分支線故障此前沒有太好的管控及發(fā)現(xiàn)手段，大量的停電事件是由用戶通過電話等匯報國網(wǎng)客服95598，再通過工單派發(fā)給調(diào)度員;在感知到故障發(fā)生后，調(diào)度人員需要對故障范圍進行分析，通常調(diào)度員都是根據(jù)報修的用戶來確定停電范圍，根據(jù)自己的經(jīng)驗及現(xiàn)場搶修人員的巡視來判斷故障點，再在GPMS系統(tǒng)中進行停電搶修單的下發(fā)，指導停電搶修工作。上述配網(wǎng)故障研判方式經(jīng)常導致停電事件判斷滯后，且并非所有停電用戶都會報修，造成故障點判斷不準確。

1 配電網(wǎng)故障研判研究現(xiàn)狀

國外在配電網(wǎng)故障處理方面的研究起步較早，從20世紀中后期，就開始利用配網(wǎng)自動化技術(shù)對配電網(wǎng)故障進行查找定位和隔離的研究。國內(nèi)受“重發(fā)、輕供、不管用”的錯誤思想影響，長期以來不重視配電網(wǎng)的建設與發(fā)展，導致其對配電網(wǎng)故障處理的研究水平遠遠落后于國外。近年來，隨著建設一流世界配電網(wǎng)的口號被不斷提出與深化，我國對配電網(wǎng)故障處理的研究熱潮方興未艾，為其迎來了新的挑戰(zhàn)與機遇?？偟膩碚f，配電網(wǎng)故障處理的研究與發(fā)展可以分為3個階段。

第一階段：20世紀中后期，歐洲、美國、日本首先展開對配電網(wǎng)故障處理的研究，處理方法是智能重合閘和電壓型開關(guān)配合的方法，其優(yōu)點是不涉及自動化主站，且無需通信手段，簡單易行，該方法于80年代引入國內(nèi)。這種早期的故障處理方法存在很明顯的缺點，即在每次故障跳閘時會產(chǎn)生多次重合，對電網(wǎng)設備造成極大的沖擊，很容易損壞電網(wǎng)設備，甚至導致越級跳閘，且無法對正常運行的配電網(wǎng)進行遙控和監(jiān)測，因此該方法僅適用于簡單、不再頻繁改動的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，而且開關(guān)定值整定很嚴格。

第二階段：從90年代開始，隨著信息技術(shù)與計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，配電自動化主站為基礎，結(jié)合FTU、DTU等遠方終端，同時應用通信網(wǎng)絡技術(shù)的配電實時監(jiān)控系統(tǒng)（SCADA系統(tǒng)）應運而生。該系統(tǒng)成功實現(xiàn)了遙信和遙測功能，可對改造過的配電一次設備進行單點遠程控制，在配電網(wǎng)發(fā)生故障后迅速隔離故障點恢復供電。

第三階段：21世紀初，經(jīng)濟技術(shù)進入飛躍階段，城市現(xiàn)代化進程逐步加快，配電網(wǎng)規(guī)模不斷擴大，越來越復雜的接線方式給配電網(wǎng)故障處理帶來前所未有的挑戰(zhàn)。同時，各國配電自動化覆蓋率也逐年提升，城市中心地區(qū)配電自動化覆蓋率基本達到97%，配電網(wǎng)故障處理朝著智能化方向發(fā)展。配電自動化圖形系統(tǒng)（DMS）集現(xiàn)場自動化開關(guān)的“三遙”功能、主動故障研判和停電信息發(fā)布功能于一體，得到國內(nèi)大部分供電公司的廣泛應用。

2 配電網(wǎng)故障研判研究現(xiàn)狀分析

近年來，大量學者對配電網(wǎng)故障研判進行了研究，取得了豐富的成果?；谛畔⒓傻耐ｋ娧信心Ｐ秃蛯崟r在線搶修指揮相結(jié)合的系統(tǒng)設計方案，成功開發(fā)出一套城市配電網(wǎng)智能互動搶修服務系統(tǒng)，通過信息交互總線與營配調(diào)相關(guān)業(yè)務系統(tǒng)應用集成，實現(xiàn)了以生產(chǎn)和搶修指揮為應用核心，以停電管理、搶修指揮、統(tǒng)計分析及可視化監(jiān)視等為主要應用功能的業(yè)務支撐體系，但是獨立建設系統(tǒng)投資較大，建設周期長，推廣難度較大。使用MySQL5.5數(shù)據(jù)庫作為開發(fā)平臺，利用JSP語言和MySQL數(shù)據(jù)庫編制了應用程序，設計出一套故障研判搜索定位系統(tǒng)，提出了配電網(wǎng)故障研判搜索定位系統(tǒng)整體設計架構(gòu)和實施技術(shù)路線，實現(xiàn)對故障變壓器、線路、開關(guān)、用戶配變故障的快速檢索和定位，但對自身后臺數(shù)據(jù)庫信息的準確性要求較高?；谂潆娋W(wǎng)的拓撲結(jié)構(gòu)，對配網(wǎng)故障信息進行一體化處理，利用配電設備的關(guān)聯(lián)關(guān)系實現(xiàn)故障信息的分組和優(yōu)先級的確定，采用模糊集理論實現(xiàn)低壓故障信息漏報和誤報情況下的低壓故障定位。基于調(diào)度運行管理系統(tǒng)（OMS）的方案來構(gòu)建配電網(wǎng)故障研判系統(tǒng)，該方案在與其他系統(tǒng)共享數(shù)據(jù)的基礎上，采用歸集方法實現(xiàn)故障診斷及定位，有利于快速搶修配電網(wǎng)故障。在營配數(shù)據(jù)貫通的基礎上，基于配網(wǎng)自動化系統(tǒng)開關(guān)變位及保護動作信息、調(diào)度自動化系統(tǒng)開關(guān)事故分閘告警信息和保護動作信息，用電信息采集系統(tǒng)的配變、電能表運行信息以及95598客服中心的報修信息，綜合實現(xiàn)對配網(wǎng)故障的研判及定位。對配電網(wǎng)故障研判信息支持系統(tǒng)進行分析，同時對配電網(wǎng)故障征兆信息進行分類，結(jié)合量子遺傳算法與小波理論對不同故障征兆進行分析，從而提高故障研判效率。

綜上所述，配網(wǎng)故障研判已經(jīng)基本完成了從相互獨立的饋線自動化方式向網(wǎng)絡化、集約化的開放式配網(wǎng)綜合自動化系統(tǒng)的發(fā)展轉(zhuǎn)變，現(xiàn)有的配網(wǎng)故障研判模式規(guī)模龐大、構(gòu)架復雜，穩(wěn)定性強、工作效率高，有效降低了故障查找定位時間，全方位提升了供電服務質(zhì)量，經(jīng)濟效益和社會效益顯著，但目前故障研判主要針對對象為10 kV主干線路，在低壓線路研判方面成果有限。

3 總結(jié)與展望

配電網(wǎng)是連接輸電網(wǎng)和電力用戶的重要紐帶，深入配電網(wǎng)故障研判研究對于社會經(jīng)濟具有深遠的意義。配電網(wǎng)故障研判問題的復雜程度隨著配電網(wǎng)的發(fā)展越來越高，研判方法也越來越復雜。該文對當前配電網(wǎng)故障研判的相關(guān)研究做了簡要綜述，總的來說，現(xiàn)有的配電網(wǎng)故障研判方法，都存在各自的優(yōu)缺點，具體的故障研判方法應根據(jù)不同地區(qū)的特點制定不同的對策。未來，以泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設為契機，配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的深化應用、中壓設備狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)及低壓智能終端的廣泛應用，將有效提升配網(wǎng)故障全研判及一二次設備全遙控技術(shù)水平，實現(xiàn)故障、運行狀態(tài)預警全面感知。

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