配網(wǎng)設(shè)備停電的電子化管理方法及應(yīng)用

葉華

（云南電力調(diào)度控制中心，昆明 650011）

0 前言

配網(wǎng)設(shè)備停電管理需要考慮停電影響范圍、停電時(shí)間、轉(zhuǎn)供方案、是否重復(fù)停電等等[1-5]。在執(zhí)行停電檢修票時(shí)，需要對(duì)配網(wǎng)開關(guān)狀態(tài)和運(yùn)行方式有較為直觀的了解[6-7]。

傳統(tǒng)停電計(jì)劃主要依賴于人工經(jīng)驗(yàn)基于excel進(jìn)行編制，沒有采用計(jì)算機(jī)輔助智能優(yōu)化[8-13]，配網(wǎng)停電計(jì)劃管理面臨著以下問題：編制停電計(jì)劃時(shí)易錯(cuò)漏；多部門難以有序配合，溝通效率低；多停電任務(wù)難以有效分析，重復(fù)停電頻頻出現(xiàn)[14]。

針對(duì)這些實(shí)際情況，研究了規(guī)范化的配網(wǎng)設(shè)備停電計(jì)劃管理流程，提出了基于廣度優(yōu)先搜索方法的配網(wǎng)停電影響范圍分析功能和負(fù)荷轉(zhuǎn)供分析功能，通過對(duì)重復(fù)停電進(jìn)行分析，在OMS中可參考分析結(jié)果進(jìn)行停電計(jì)劃的審批。研究了配網(wǎng)開關(guān)狀態(tài)集約化管理功能，能夠掌握配網(wǎng)開關(guān)狀態(tài)和運(yùn)行方式的準(zhǔn)確信息，有助于配網(wǎng)調(diào)度管理水平的提升。

1 配網(wǎng)設(shè)備停電計(jì)劃管理流程

計(jì)劃停電上報(bào)停電計(jì)劃相關(guān)信息，系統(tǒng)自動(dòng)測(cè)算可靠性指標(biāo)，設(shè)備管轄單位測(cè)算可靠性指標(biāo)。匯總后，營銷系統(tǒng)進(jìn)行影響時(shí)戶數(shù)測(cè)算，調(diào)度部門根據(jù)系統(tǒng)對(duì)相關(guān)指標(biāo)的測(cè)算結(jié)果，就匯總的停電計(jì)劃集中討論、審核通過后，由調(diào)度進(jìn)行審核同意后即形成批準(zhǔn)的停電計(jì)劃。

2 配網(wǎng)設(shè)備停電影響范圍分析

配網(wǎng)設(shè)備停電影響范圍需要分析電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖實(shí)現(xiàn)影響設(shè)備的追溯，通過可視化電網(wǎng)網(wǎng)架清晰的展示出來，并列出停電影響的設(shè)備列表。本文使用廣度優(yōu)先搜索追蹤分析算法來追蹤。廣度優(yōu)先搜索方法：在深度優(yōu)先搜索中，算法表現(xiàn)得好像要盡快地遠(yuǎn)離起始點(diǎn)似的。相反，在廣度優(yōu)先搜索中，算法好像要盡可能地靠近起始點(diǎn)。它首先訪問起始頂點(diǎn)的所有鄰接點(diǎn)，然后再訪問較遠(yuǎn)的區(qū)域。它是用隊(duì)列來實(shí)現(xiàn)的。圖1中的數(shù)字顯示了廣度優(yōu)先搜索頂點(diǎn)被訪問的順序。

圖1 廣度優(yōu)先搜索方法

實(shí)現(xiàn)廣度優(yōu)先搜索，要遵守三個(gè)規(guī)則：

1)訪問下一個(gè)未來訪問的鄰接點(diǎn)，這個(gè)頂點(diǎn)必須是當(dāng)前頂點(diǎn)的鄰接點(diǎn)，標(biāo)記它，并把它插入到隊(duì)列中。

2)如果因?yàn)橐呀?jīng)沒有未訪問頂點(diǎn)而不能執(zhí)行規(guī)則1時(shí)，那么從隊(duì)列頭取一個(gè)頂點(diǎn)，并使其成為當(dāng)前頂點(diǎn)。

3) 如果因?yàn)殛?duì)列為空而不能執(zhí)行規(guī)則2，則搜索結(jié)束。對(duì)A節(jié)點(diǎn)的廣度優(yōu)先搜索追蹤結(jié)束后便搜索到一系列路徑和節(jié)點(diǎn)的結(jié)果集，結(jié)果集中的路徑對(duì)應(yīng)著電網(wǎng)的線設(shè)備，結(jié)果集中的節(jié)點(diǎn)即為電網(wǎng)的點(diǎn)設(shè)備。在結(jié)果集中許多條路徑中檢索判斷是否包含變電站35 kV及以上的變壓器，如果有則為供電上游；否則就是供電下游。將供電下游設(shè)備中類型為10 kV變壓器的設(shè)備查詢出來，變得到A節(jié)點(diǎn)斷開所影響的變壓器。多個(gè)節(jié)點(diǎn)斷開后影響的變壓器在內(nèi)存中做“加法”運(yùn)算即得到該計(jì)劃影響的停電變壓器列表。根據(jù)這些列表可在單線圖上對(duì)這些停電設(shè)備進(jìn)行直觀、高亮展示。如下圖2所示。

圖2 停電影響范圍展示

3 配網(wǎng)設(shè)備轉(zhuǎn)供電分析

負(fù)荷轉(zhuǎn)供能力評(píng)估需要獲取轉(zhuǎn)供設(shè)備、線路歷史負(fù)荷信息，以此預(yù)測(cè)計(jì)劃停電時(shí)設(shè)備、線路的負(fù)荷和轉(zhuǎn)供能力，目前線路負(fù)荷歷史數(shù)據(jù)不全，實(shí)時(shí)信息獲取成功率較低，且自動(dòng)化的覆蓋程度較低，同時(shí)設(shè)備及連接關(guān)系數(shù)據(jù)需要準(zhǔn)確。因此本文分析停電線路的待轉(zhuǎn)供負(fù)荷，基于電網(wǎng)拓?fù)浍@得可為停電線路轉(zhuǎn)供的設(shè)備信息，根據(jù)已經(jīng)停電設(shè)備的額定負(fù)荷，結(jié)合轉(zhuǎn)供電源點(diǎn)當(dāng)前額定負(fù)荷評(píng)估設(shè)備轉(zhuǎn)供能力，進(jìn)一步縮小停電范圍，為停電計(jì)劃審批提供科學(xué)的依據(jù)。

本文中負(fù)荷轉(zhuǎn)供分析采用廣度優(yōu)先搜索法，搜索已停電變壓器的可轉(zhuǎn)供的設(shè)備（電源點(diǎn)）：對(duì)已經(jīng)停電的變壓器和線路逐一進(jìn)行追蹤，得到一系列結(jié)果集，搜索多條路徑中包含變電站35 kV及以上的變壓器，如果與停電的變壓器的所屬供電饋線不一致，則判斷為多電源，標(biāo)記為備選電源。

在備選電源集合中檢索供電路徑上的導(dǎo)線、電纜、開關(guān)的容量，所有設(shè)備的最小容量即設(shè)置為該電源點(diǎn)具備轉(zhuǎn)供的最大轉(zhuǎn)供負(fù)荷。將停電區(qū)域的變壓容量求和得到需轉(zhuǎn)供的最大負(fù)荷，并與轉(zhuǎn)供電源點(diǎn)具備轉(zhuǎn)供的最大轉(zhuǎn)供負(fù)荷做比較，重載：80%＜負(fù)載比＜100%；滿載：負(fù)載比=100%；超載：負(fù)載比＞100%。

針對(duì)轉(zhuǎn)供的設(shè)備，在A節(jié)點(diǎn)所影響的變壓器即為復(fù)電的變壓器；以此類推，多個(gè)節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)供后影響的變壓器在內(nèi)存中做“減法”運(yùn)算即得到該計(jì)劃停電影響到的最終停電變壓器列表，可在單線圖上對(duì)這些具備轉(zhuǎn)供條件的電源點(diǎn)、轉(zhuǎn)供路徑、復(fù)電的變壓器進(jìn)行直觀、高亮展示。

4 配網(wǎng)設(shè)備重復(fù)停電分析

停電計(jì)劃綜合分析主要是基于電網(wǎng)拓?fù)?，在?jì)劃編制過程中結(jié)合前計(jì)劃以及待完成的任務(wù)，針對(duì)停電設(shè)備重復(fù)、周期性修試、消缺等因素進(jìn)行綜合分析，進(jìn)行綜合的計(jì)劃進(jìn)行調(diào)整，以減少停電次數(shù)。

對(duì)于已填報(bào)的停電計(jì)劃，系統(tǒng)會(huì)逐條分析停電影響設(shè)備和負(fù)荷轉(zhuǎn)供情況，形成單個(gè)停電計(jì)劃項(xiàng)的最優(yōu)停電范圍，確認(rèn)后自動(dòng)保存在停電數(shù)據(jù)庫中，形成“未來一段時(shí)間里停電的變壓器庫”。當(dāng)有新的停電計(jì)劃填報(bào)時(shí)，將新的停電計(jì)劃影響的停電變壓器作為輸入條件在“未來一段時(shí)間里停電的變壓器庫”進(jìn)行檢索，如果檢索到已計(jì)劃停電的變壓器，則為重復(fù)停電的計(jì)劃，自動(dòng)提示計(jì)劃填報(bào)人員，需考慮將幾項(xiàng)重復(fù)的停電計(jì)劃進(jìn)行綜合。

5 配網(wǎng)開關(guān)狀態(tài)集約化管理

根據(jù)運(yùn)行方式變更（計(jì)劃設(shè)備停電、轉(zhuǎn)供電或設(shè)備故障），結(jié)合GΙS系統(tǒng)動(dòng)態(tài)拓?fù)淇梢暬娋W(wǎng)架的影響分析技術(shù)、電網(wǎng)拓?fù)潢P(guān)系、額定負(fù)荷數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算。以最小的停電范圍和最短的停電時(shí)間來編制倒閘方案和確定停電設(shè)備，并分析出停電受影響的區(qū)域和用戶，通過電力配網(wǎng)GΙS圖直觀的顯示停電區(qū)域和受影響用戶。

對(duì)“開關(guān)置位”觸發(fā)的開關(guān)變位和影響的停電影響變壓器每次后會(huì)保存在數(shù)據(jù)庫中，并自動(dòng)更新、調(diào)整實(shí)際的電網(wǎng)運(yùn)行方式。全局的所有人，在打開GΙS電網(wǎng)圖的時(shí)候均加載最新的電網(wǎng)運(yùn)行方式，均能看到最新的電網(wǎng)運(yùn)行方式和停電的區(qū)域。

在GΙS中的開關(guān)置位功能分為正常置位功能和故障置位功能。系統(tǒng)缺省為正常置位，即對(duì)開關(guān)的正常分合操作。置位時(shí)，可以選擇分合狀態(tài)，填選相應(yīng)的時(shí)標(biāo)。正常置位和故障置位的開關(guān)在顏色上有所區(qū)分。置位后，對(duì)各電壓等級(jí)設(shè)備帶電和停電進(jìn)行不同的拓?fù)渲?/p>

6 結(jié)束語

本文的方法適用于各地區(qū)的配網(wǎng)設(shè)備停電管理，目前已在多個(gè)個(gè)地區(qū)得到應(yīng)用，明顯提高了配網(wǎng)設(shè)備停電管理效率，提高了供電可靠性，減少了用電用戶的停電時(shí)間。