大數(shù)據(jù)的中低壓配網(wǎng)故障智能診斷

陳先容

摘要：目前，配電自動(dòng)化主站主要實(shí)現(xiàn)了配電自動(dòng)化開關(guān)的三遙功能，配網(wǎng)搶修指揮平臺(tái)主要實(shí)現(xiàn)了中低壓搶修作業(yè)流程的管控和資源調(diào)度指揮。在綜合利用配電自動(dòng)化、計(jì)量自動(dòng)化、95598 客服報(bào)障工單進(jìn)行中低壓綜合的故障診斷和定位方面，還是空白地帶，亟待通過信息化手段來提升。

關(guān)鍵詞： 大數(shù)據(jù);中低壓配網(wǎng);智能診斷

一、中低壓配網(wǎng)系統(tǒng)故障診斷現(xiàn)狀

中低壓配網(wǎng)指 10kV 及以下電壓等級(jí)，某供電局 10kV 環(huán)網(wǎng)柜、柱上開關(guān)、配電站接入配電自動(dòng)化主站系統(tǒng)，系統(tǒng)于 2012 年建設(shè)，并投入SCADA 功能應(yīng)用，2017 年配電自動(dòng)化 DA 功能進(jìn)行了測(cè)試并投入運(yùn)行，配電自動(dòng)化線路故障診斷通過配電自動(dòng)化系統(tǒng) DA 功能，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)故障的快速定位、故障隔離和非故障區(qū)域的恢復(fù)供電。

主站系統(tǒng)已實(shí)現(xiàn)與地理信息系統(tǒng) GIS、調(diào)度自動(dòng)化EMS 系統(tǒng)的信息集成，集中采集電網(wǎng)配電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)，根據(jù)各配電終端檢測(cè)到的故障報(bào)警，結(jié)合變電站、開關(guān)站等的繼電保護(hù)信號(hào)、開關(guān)跳閘等故障信息，啟動(dòng)故障處理程序，確定故障類型和發(fā)生位置 。并在自動(dòng)推出的配網(wǎng)單線圖上，通過網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)拓樸著色的方式明確地表示出故障區(qū)段，根據(jù)需要，主站可提供事故隔離和恢復(fù)供電的 1 個(gè)或 2 個(gè)以上的操作預(yù)案，輔助配網(wǎng)運(yùn)行管理人員進(jìn)行遙控操作，快速隔離故障和恢復(fù)供電。

在現(xiàn)有 CSGII 系統(tǒng)、調(diào)度自動(dòng)化、配電自動(dòng)化、計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)中都有信息數(shù)據(jù)支撐，但是各系統(tǒng)都沒有基于多源信息集成、面向配網(wǎng)調(diào)度員和配網(wǎng)搶修指揮員的中低壓故障診斷分析功能。比如，GIS 平臺(tái)提供中低壓配電網(wǎng)的圖形和拓?fù)潢P(guān)系。營銷系統(tǒng)提供站—線—變—戶關(guān)系。調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)提供變電站內(nèi)開關(guān)跳閘和保護(hù)動(dòng)作SOE信號(hào)。配電自動(dòng)化系統(tǒng)提供配電線路和站房中的配電自動(dòng)化開關(guān)跳閘和保護(hù)動(dòng)作 SOE 信號(hào)。計(jì)量“四合一”系統(tǒng)提供配變停上電告警信息，功率和電壓等遙測(cè)數(shù)據(jù)。

二、基于大數(shù)據(jù)的配網(wǎng)中低壓故障智能診斷

集中調(diào)度自動(dòng)化 EMS、配電自動(dòng)化系統(tǒng)、計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)以及營銷系統(tǒng)等多源信息，形成數(shù)據(jù)中心，實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)中低壓故障智能診斷，包括自動(dòng)化系統(tǒng)告警智能診斷、配變終端失電告警倒推開關(guān)跳閘、低壓報(bào)障反推中壓故障等?；诖髷?shù)

據(jù)的配網(wǎng)中低壓故障智能診斷架構(gòu)見圖 1。

2.1自動(dòng)化系統(tǒng)故障告警處理、自動(dòng)起單

通過訪問調(diào)度自動(dòng)化和配電自動(dòng)化的三區(qū)事件數(shù)據(jù)庫，讀取變電站內(nèi)和線路自動(dòng)化開關(guān)的分合閘和保護(hù)動(dòng)作 SOE 信號(hào)，自動(dòng)歸并相同線路的開關(guān)分合閘、保護(hù)動(dòng)作、重合閘動(dòng)作等多條 SOE事件，自動(dòng)診斷為開關(guān)正常分合閘、線路永久故障引起的開關(guān)跳閘、線路瞬時(shí)故障引起的開關(guān)跳閘等結(jié)論，使得調(diào)度員能夠從大量告警中快速識(shí)別關(guān)鍵性事件，提高在極端天氣等條件下大量告警上報(bào)的處理效率。

對(duì)于診斷出的線路跳閘故障自動(dòng)生成工單、傳遞給故障搶修指揮平臺(tái)，對(duì)于永久故障自動(dòng)生成故障單，對(duì)于瞬時(shí)故障自動(dòng)生成巡視單，發(fā)送給配網(wǎng)搶修指揮和生產(chǎn)系統(tǒng)，縮短 10kV 開關(guān)跳閘后的派單時(shí)間。

2.2 配變終端失電告警倒推開關(guān)跳閘

現(xiàn)在城郊以及農(nóng)村大部分的配電線路開關(guān)都是非自動(dòng)化開關(guān)，線路開關(guān)的故障跳閘沒有自動(dòng)化的監(jiān)測(cè)手段，只能依靠客戶撥打 95598 電話報(bào)障、經(jīng)過運(yùn)維班組的現(xiàn)場(chǎng)巡視才能確定跳閘開關(guān)，這個(gè)過程通常需要較長的時(shí)間，故障排查效率低下，嚴(yán)重影響供電可靠性，也容易引起客戶投訴。

利用計(jì)量自動(dòng)化監(jiān)測(cè)終端主動(dòng)上送的停上電告警事件、15 分鐘瞬時(shí)量數(shù)據(jù)、終端在線狀態(tài)等信息，結(jié)合電網(wǎng) GIS 拓?fù)鋵?shí)現(xiàn)“倒推故障點(diǎn)”，主動(dòng)偵測(cè)和輔助判斷配電線路開關(guān)跳閘，結(jié)合WebGIS 進(jìn)行可視化故障診斷和信息發(fā)布。本需求的實(shí)現(xiàn)預(yù)計(jì)會(huì)極大提高中壓配電線路非自動(dòng)化開關(guān)跳閘故障的主動(dòng)偵測(cè)能力，將原來需要通過若干小時(shí)的人工現(xiàn)場(chǎng)巡視才能發(fā)現(xiàn)的開關(guān)跳閘時(shí)間縮短到幾分鐘，從而大幅度縮短配電線路故障定位時(shí)間，提高故障搶修效率，提升客戶滿意度。

2.3 低壓報(bào)障反推中壓故障

通過多個(gè)報(bào)障工單的地理位置臨近、所屬同一個(gè)居民小區(qū)等空間相關(guān)性判斷依據(jù)，以及根據(jù)戶號(hào)定位所屬同一個(gè)低壓臺(tái)區(qū)、同一個(gè)低壓開關(guān)出線等電氣相關(guān)性，判斷是單戶故障、低壓開關(guān)跳閘還是配變停電;根據(jù)多臺(tái)配變的低壓故障研判結(jié)果，依據(jù) GIS 拓?fù)洌o助判斷線路開關(guān)跳閘。

在低壓 GIS 中展現(xiàn)建筑物地址、居民小區(qū)輪廓、配變供電范圍等信息，以及臺(tái)區(qū)延布圖或者單線圖等方式圖形化的展示配變 - 低壓開關(guān) - 低壓線路 - 開關(guān)箱 - 表箱 - 用戶的供電關(guān)系，圖形化的展示報(bào)障工單位置信息，可視化展示低壓報(bào)障倒推中壓故障的推理邏輯和判斷結(jié)果。

2.4 故障指示器接入大數(shù)據(jù)中心

十三五末，將供電局故障指示器接入配電自動(dòng)化系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)配電自動(dòng)化全覆蓋。收集故障指示器的短路故障、接地故障等遙信信息，以及負(fù)荷電流、故障電流等遙測(cè)數(shù)據(jù)，將這些數(shù)據(jù)接入大數(shù)據(jù)中心，為智能診斷提供更強(qiáng)大的數(shù)據(jù)支撐 。

2.5 應(yīng)用效果

通過配電自動(dòng)化故障指示器，95598 等數(shù)據(jù)，配電網(wǎng)故障定位、隔離及非故障區(qū)域恢復(fù)供電時(shí)間將由 3.6h 減少到 5min， 故障持續(xù)停電時(shí)間減少2.93h/起，可靠性貢獻(xiàn)客戶平均停電時(shí)間降低 0.61h;提高企業(yè)現(xiàn)代化管理水平，并提升供電企業(yè)的生產(chǎn)運(yùn)行指標(biāo)。切實(shí)減少客戶故障停電時(shí)間，優(yōu)化了服務(wù)質(zhì)量，客戶滿意度體驗(yàn)指數(shù)得以增長，提升企業(yè)形象。

三、結(jié)束語

通過構(gòu)建配電自動(dòng)化、計(jì)量自動(dòng)化、95598客服報(bào)障工單等多源大數(shù)據(jù)中心，同時(shí)，接入未覆蓋配電自動(dòng)化線路的故障指示器，實(shí)現(xiàn)中低壓配電網(wǎng)的智能故障診斷和定位，提高供電可靠性。

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