配網(wǎng)故障快速復(fù)電系統(tǒng)中多系統(tǒng)信息集成技術(shù)的應(yīng)用

國網(wǎng)江蘇省電力有限公司南通供電分公司 李聰睿 秦 婷 李 烽

在整個供電系統(tǒng)中，配網(wǎng)的運行質(zhì)量直接影響到終端電力輸出的質(zhì)量。由于整個配網(wǎng)的運行情況較復(fù)雜且終端用戶較分散、各處密度不一樣，而且受到各處地理環(huán)境的不同影響，使配網(wǎng)一旦出現(xiàn)故障時不能第一時間內(nèi)進行快速解決，從而影響到了用戶用電感受，對用戶生活及對社會的經(jīng)濟活動產(chǎn)生影響。鑒于此，需建立一個配網(wǎng)故障快速復(fù)電系統(tǒng)，在出現(xiàn)故障時能快速提供故障信息給電力系統(tǒng)維護人員，提供維護的工作效率。并通過該系統(tǒng)實現(xiàn)配網(wǎng)故障維護的進度信息反饋，實現(xiàn)整個維護過程的控制[1]。

1 多系統(tǒng)功能介紹及信息交互

配網(wǎng)自動化系統(tǒng)。通過對遠程數(shù)據(jù)的采集，并將數(shù)據(jù)傳輸給計算機進行數(shù)據(jù)的存儲和分析處理，從而實現(xiàn)對配網(wǎng)整個運行情況的監(jiān)控。具體的功能有支持對配網(wǎng)線路的索引、實現(xiàn)對主站單線圖的操作、對配網(wǎng)線路的曲線進行調(diào)閱查看、對主站流程進行管理等。為實現(xiàn)配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的功能，它的骨干網(wǎng)要通過路由器及通信網(wǎng)并與各個供電局的工作站連接構(gòu)成有效的網(wǎng)狀控制，實現(xiàn)各供電局對所屬地區(qū)電網(wǎng)的運行狀態(tài)監(jiān)控和日常的維護工作管理[2]。另外，在配電網(wǎng)線路中的自動化操作中，可通過該系統(tǒng)實現(xiàn)遠程遙控指揮、遙測的功能。

配網(wǎng)生產(chǎn)管理系統(tǒng)。與一般企業(yè)生產(chǎn)管理類似，電力生產(chǎn)后要得到適當(dāng)?shù)倪\行和管理才能被有效使用，包括電力的計劃管理、設(shè)備的運行管理、故障管理、日常維護管理、調(diào)度管理等方面。整個系統(tǒng)是建立在對同一數(shù)據(jù)庫進行分析管理之上操作的，這樣不僅有效對各系統(tǒng)進行統(tǒng)一操作且大大減少出錯的可能性，使管理更加規(guī)范化[3]。該系統(tǒng)為配電網(wǎng)系統(tǒng)的有效運行提供了可靠保障，各自構(gòu)成可以有效進行數(shù)據(jù)的傳輸，實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換，提高了共享性。為故障出現(xiàn)時快速復(fù)電提供業(yè)務(wù)功能的交互。

配網(wǎng)地理信息系統(tǒng)。能提供配電網(wǎng)中各設(shè)備臺賬信息。在出現(xiàn)故障進行搶修時，為盡可能快速復(fù)電，需借助該系統(tǒng)快速定位故障區(qū)域，并將信息傳遞給電力系統(tǒng)搶修人員，還可在配網(wǎng)系統(tǒng)中對配網(wǎng)設(shè)備的連接關(guān)系進行修改。此外，通過將配網(wǎng)中的各設(shè)備進行連接并結(jié)合配網(wǎng)系統(tǒng)的地理信息，反應(yīng)出配網(wǎng)設(shè)備在地理上的連接關(guān)系，有助于配網(wǎng)日常運行的指導(dǎo)。

計量自動化系統(tǒng)。該系統(tǒng)中能實現(xiàn)對電力使用情況進行抄表、電力錯峰管理、使用負荷監(jiān)管等功能，支持遙測系統(tǒng)的運行，并對大客戶的用電情況進行管理。計量自動化系統(tǒng)能實現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動采集，采集的數(shù)據(jù)對象包含電網(wǎng)中各變電站、臺區(qū)、配變和線路以及相互間的關(guān)系數(shù)據(jù)、所有客戶的用電量、客戶檔案資料、各線路處的電壓、電流檢測數(shù)據(jù)等。這些數(shù)據(jù)的采集和管理，為整個配網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行提供了強大的數(shù)據(jù)支持[4]。通過該系統(tǒng)實現(xiàn)電力系統(tǒng)中負荷的使用情況、線損、供電質(zhì)量和負載率進行分析，并能實現(xiàn)對配網(wǎng)故障快速復(fù)電系統(tǒng)通過配變電壓等相關(guān)信息。

2 配網(wǎng)故障智能診斷功能設(shè)計與應(yīng)用

2.1 配網(wǎng)故障智能診斷功能的設(shè)計

配網(wǎng)故障智能診斷平臺是根據(jù)SCADA系統(tǒng)的數(shù)據(jù)對電網(wǎng)進行監(jiān)控。從大量的數(shù)據(jù)中進行篩選并通過一定的邏輯推理進一步處理，判斷出故障類型等信息。如遇到無法判斷的故障信息就通過顯示屏來操作確認，最終實現(xiàn)故障警告的精準判斷，并通過對接進行輸出發(fā)布，以便告知管理人員。

由于故障警報的信息數(shù)據(jù)非常多，系統(tǒng)采集到后根據(jù)邏輯關(guān)系進行篩選，并將警告信息分為三類：現(xiàn)場各設(shè)備上送的SOE報文信息，包含報文的內(nèi)容、動作時間等；SCADA/EMS系統(tǒng)前置服務(wù)器所接收到的報文信息；電力調(diào)度員對SCADA/EMS系統(tǒng)中監(jiān)控到的“光字牌”告警信號進行確認的相關(guān)信息。當(dāng)開關(guān)組合報文被形成后，會通過推理機事先制定好的策略對報文信息進行判斷，確保輸出結(jié)果的準確性并實現(xiàn)命令的自動發(fā)布。因此，告警信號要根據(jù)嚴重程度進行分類，并各自按照事先制定好的策略進行分析。

2.2 配網(wǎng)故障智能診斷成效分析

通過強大的人機交互界面為調(diào)度員提供便捷、直觀、簡單的操作平臺。各配電網(wǎng)根據(jù)自身特點在界面中實現(xiàn)監(jiān)控畫面的實時分析，并實時發(fā)出告警信息，協(xié)助對故障進行處理。平臺的智能分析處理系統(tǒng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，提高故障搶修的工單、簽收、短信等功能。根據(jù)實際系統(tǒng)測試可知，整個快速復(fù)電工作環(huán)節(jié)大約節(jié)約90%的時間。該系統(tǒng)技術(shù)瓶頸在于對告警信息的智能分析、功能參數(shù)的控制、知識庫的管理等。由于告警信息內(nèi)容繁多且形式多樣化，為提高處理效率，首先要對所有的信息進行篩選過濾，提高系統(tǒng)的處理效率。借助于人工智能技術(shù)，通過規(guī)則的制定，同一開關(guān)事件的信息進行組合并形成矩陣，每個流水報文組合形成獨立的信息包。

2.3 配網(wǎng)故障智能診斷的應(yīng)用

通過配網(wǎng)智能診斷平臺能大大提高事故的處理效率，實現(xiàn)電力系統(tǒng)中各業(yè)務(wù)的信息傳遞。尤其是故障點發(fā)生在環(huán)境比較惡劣的地方，智能診斷處理帶來的好處體現(xiàn)的更加明顯。以廣東某地一處10kV配電網(wǎng)為例：由于雷暴天氣使配電網(wǎng)線路多次跳閘，由于配網(wǎng)故障智能診斷平臺的使用，在事故處理方面發(fā)揮了巨大的作用。據(jù)信息記載，當(dāng)日系統(tǒng)共受到各類告警信息205個，其中和配電網(wǎng)故障相關(guān)的83個，系統(tǒng)進行成功診斷的75個。由于滇西系統(tǒng)頻繁跳閘，維護人員需及時對故障點進行定位、跟蹤維護進度、維護指揮等，該系統(tǒng)發(fā)揮了舉足輕重的作用。每個告警信息都基本控制在10s內(nèi)就處理了，不會造成告警信息的堆積。因此，該配電網(wǎng)智能故障診斷平臺的應(yīng)用，極大地提高了調(diào)度員的工作效率，通過快速復(fù)電提高了客戶的滿意度。

4 配網(wǎng)故障定位功能設(shè)計與應(yīng)用

基于故障指示器的配網(wǎng)故障定位功能設(shè)計與應(yīng)用。故障指示器的配網(wǎng)故障定位系統(tǒng)組成為故障指示器、集中器和主站三大部分，由故障指示器拓撲分析、同線路故障事件匹配、電流跳變及配變失壓告警匹配和普通斷路器分析等模塊組成。故障指示器拓撲分析模塊通過GIS拓撲分析可獲得定位故障區(qū)上游和下游指示器，并將該段區(qū)域范圍發(fā)給配電網(wǎng)自動系統(tǒng)，最終傳遞給調(diào)度員[5]。普通斷路器分析模塊能通過訪問配網(wǎng)的自動化系統(tǒng)設(shè)備模塊來搜索故障指示器動作所在線路中是否有普通斷路器，并將信息反饋給故障定位系統(tǒng)，使得調(diào)度員對故障線路的地理信息準確把握。

基于配變失壓告警的配網(wǎng)故障定位功能設(shè)計與應(yīng)用。當(dāng)配變診斷到了停/復(fù)電告警時，會將這些信息傳遞給計量自動化系統(tǒng)主站，最終生成矩陣信息。根據(jù)邏輯推理形成的診斷結(jié)果傳送到信息發(fā)布模塊和統(tǒng)計模塊?；谂渥兪焊婢呐渚W(wǎng)故障定位平臺可快速實現(xiàn)配變通電的診斷。而平臺又能快速識別各類故障停電，實現(xiàn)快速定位故障。實現(xiàn)對搶修人員進行搶單并進行搶修搶單，極大地提高了搶修效率。

配網(wǎng)故障快速復(fù)電流程功能設(shè)計與應(yīng)用。當(dāng)配網(wǎng)出現(xiàn)故障后，智能診斷模塊根據(jù)SOE的信息或計量自動化配變失壓告警信息對系統(tǒng)進行分析和處理，同時生成故障處理記錄。對該記錄進行發(fā)布后生成故障日志并自動形成搶修工單，有助于搶修人員對故障的快速復(fù)電。故障日志事件中包含了故障線路發(fā)生的事件、地點、故障類型、繼電器保護動作情況等。在強丟工單中，同時故障信息傳遞給搶修人員的PDA，通過對故障信息的詳細描述，極大提高了復(fù)電的搶修效率。為提高客戶滿意度，復(fù)電系統(tǒng)還會將故障信息共享到停電信息池，用戶訪問停電信息池可獲取故障信息，有助于客戶的咨詢解答。