基于物聯(lián)網(wǎng)的配電網(wǎng)多故障搶修資源調(diào)度策略

梁 靜

（國網(wǎng)四川省電力公司綿陽供電公司，四川 綿陽 621000）

隨著社會的進(jìn)步與發(fā)展，我們對電力資源的需求量越來越高，我國電網(wǎng)規(guī)模也不斷擴(kuò)大，配電網(wǎng)是將電能從發(fā)電廠或輸電網(wǎng)中通過各類配電設(shè)施分配給用戶的電力網(wǎng)，具有非常重要的分配電能的作用，一旦發(fā)生故障會直接造成大面積的停電故障，影響居民的正常生活。但造成配電網(wǎng)故障的原因較為復(fù)雜，自然因素和人為因素都有可能造成配電網(wǎng)故障，如因植物纏繞、動物干擾、極端天氣破壞等，或配電網(wǎng)線路老化，在發(fā)生多故障時，搶修難度較高。隨著科技的發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)不斷成熟，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)提高配電網(wǎng)多故障搶修資源的調(diào)度能力為配電網(wǎng)的安全運(yùn)行提供了新的發(fā)展思路。

1 將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)融入到配電網(wǎng)之中的重要性

配電網(wǎng)負(fù)責(zé)為具體用戶供電，電能傳輸距離短、容量小，電壓通常在35kV及以下，電壓較低，并且供電用戶詳細(xì)明確，在此種運(yùn)行特點(diǎn)下，要制定相對科學(xué)的配電網(wǎng)絡(luò)故障資源調(diào)度方案需要在掌握多故障高發(fā)時間段和高發(fā)原因的基礎(chǔ)上才能完成[1]。電力企業(yè)應(yīng)根據(jù)經(jīng)驗和以往故障發(fā)生概率摸索配電網(wǎng)發(fā)生多故障的規(guī)律，總結(jié)以往搶修、恢復(fù)配電網(wǎng)運(yùn)行的方法和策略，在此基礎(chǔ)上對搶修和恢復(fù)配電網(wǎng)運(yùn)行的方案進(jìn)行調(diào)整。在不同的故障情況下，對物資的需求各有不同，可通過建立多個倉庫點(diǎn)的方式使多故障發(fā)生后能最快地完成物資的調(diào)運(yùn)，若單個倉庫中物資不足，通過科學(xué)的配電網(wǎng)絡(luò)故障資源調(diào)度方案也能在最短時間內(nèi)完成資源的調(diào)配，提高配電網(wǎng)搶修效率。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)更加成熟，在各領(lǐng)域中的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，通過在配電網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能顯著提高搶修電力故障的效率，使配電網(wǎng)絡(luò)故障資源調(diào)度方案的科學(xué)性更強(qiáng)。具體應(yīng)用方式是通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)搭建調(diào)度平臺，該平臺由感知層、傳輸層、數(shù)據(jù)層和應(yīng)用層共同構(gòu)成，通過該平臺能第一時間檢測到配電網(wǎng)的故障發(fā)生點(diǎn)，同時，平臺會將故障位置、搶修所需物資、故障位置的路況信息、物資倉庫點(diǎn)等信息傳輸給維修人員，最大化減少搶修和恢復(fù)配電網(wǎng)供電的時間。

2 物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)是一項融合了眾多高新科技的新型技術(shù)，包含無線射頻技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、傳感器和傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等，在應(yīng)用過程中利用GPS、無線傳感器、紅外感應(yīng)器等傳感設(shè)備和采集設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)，同時將采集到的數(shù)據(jù)上傳到網(wǎng)絡(luò)終端，通過信息技術(shù)對其進(jìn)行匯總、歸類、處理及儲存，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用實現(xiàn)了萬物互聯(lián)、萬物融合的目的。

1.無線射頻。該技術(shù)能在免接觸的情況下實現(xiàn)自動識別，并且識別距離遠(yuǎn)、識別準(zhǔn)確率高、穿透能力強(qiáng)，是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中不可或缺的技術(shù)分支。無限射頻技術(shù)由RFID、信息讀寫器和信息處理系統(tǒng)共同構(gòu)成。利用信息讀寫器識別物體上裝備的電子標(biāo)簽中的備注信息，將識別信息傳輸?shù)叫畔⑻幚硐到y(tǒng)中，在此對相關(guān)信息進(jìn)行分析和處理。一旦配電網(wǎng)發(fā)生故障，可利用無線射頻技術(shù)迅速采集到故障信息，經(jīng)信息處理系統(tǒng)分析后，確定維修故障所需裝備、故障搶修技術(shù)等，提高配電網(wǎng)故障的搶修效率。

2.傳感器和傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。傳感器是由檢測元件和轉(zhuǎn)化元件共同組成的一種檢測裝置，在檢測到相關(guān)信息后，將其轉(zhuǎn)換為電信號或其他形式信號輸出，方便下游設(shè)備對其進(jìn)行分析、處理、顯示或儲存。

傳感器網(wǎng)絡(luò)是由多個分布在空間中的傳感器共同構(gòu)成的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，技術(shù)的實現(xiàn)主要依托采集單元、信息處理單元和信息傳輸單元等。通過傳感器網(wǎng)絡(luò)能使空間范圍內(nèi)所有傳感器協(xié)同工作，采集空間范圍內(nèi)的物理或環(huán)境信息，不同傳感器之間可以實現(xiàn)信息交換，采集到的信息也可傳輸?shù)竭h(yuǎn)程終端中，方便操作人員進(jìn)行遠(yuǎn)程操控。

3.網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)是將多個獨(dú)立工作的主機(jī)通過物理鏈路進(jìn)行關(guān)聯(lián)，構(gòu)成數(shù)據(jù)鏈路，使信息能在數(shù)據(jù)鏈路中進(jìn)行傳輸、交換和通信。網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)已經(jīng)成為現(xiàn)代社會發(fā)展中不可或缺的關(guān)鍵技術(shù)，也是支撐物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)得以實現(xiàn)的核心技術(shù)之一。目前物聯(lián)網(wǎng)中應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)主要有兩種，一種是短距離傳輸技術(shù)，如WIFI技術(shù)、Zigbee技術(shù)等；另一種是廣域網(wǎng)傳輸技術(shù)，如衛(wèi)星通信技術(shù)、移動網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)等。物聯(lián)網(wǎng)依托網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，將利用無線射頻技術(shù)和傳感器采集到的信息傳輸?shù)接脩艚K端中，幫助用戶對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)用。

3 一般情況下配電網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)生的故障分析

3.1 配電網(wǎng)系統(tǒng)故障產(chǎn)生原因

運(yùn)行管理不當(dāng)是造成配電網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)生故障的主要原因，因未能在配電網(wǎng)運(yùn)行過程中對其進(jìn)行必要的養(yǎng)護(hù)和檢修，使其受到外部因素和自身因素的影響發(fā)生故障[2]。外部因素主要是由于大部分配電網(wǎng)的架設(shè)位置都處于室外環(huán)境中，在一些山區(qū)地帶，設(shè)備周圍高大樹木較多，若未能及時進(jìn)行清理，快速生長的樹木造成線路之間安全距離減少，不僅會為配電網(wǎng)的運(yùn)行埋下隱患，甚至?xí)斐山拥囟搪?，進(jìn)而引發(fā)跳閘斷電事故；自然環(huán)境中也無法保障小動物對配單線路的侵害，可能造成回路故障進(jìn)而引發(fā)跳閘事故；部分配電設(shè)施和線路會直接暴露在自然環(huán)境中，若發(fā)生極端天氣情況，可能會造成配電設(shè)施損壞，進(jìn)而導(dǎo)致配電網(wǎng)絡(luò)故障；由于檢修力度不足，未能及時對老化設(shè)備和線路進(jìn)行更換，使得配電網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障。通過表1對引發(fā)配電網(wǎng)故障的原因進(jìn)行總結(jié)。

表1 引發(fā)配電網(wǎng)故障的原因

3.2 故障特征分析

1.突發(fā)性特點(diǎn)。配電網(wǎng)故障在發(fā)生前往往沒有任何預(yù)兆，出現(xiàn)時間較為突然，只有迅速確認(rèn)故障發(fā)生位置，根據(jù)故障的發(fā)生原因進(jìn)行針對性的處理，才能迅速恢復(fù)供電。

2.時間緊迫性特點(diǎn)。電力資源是現(xiàn)代人工作和生活的必備資源，只有在故障發(fā)生后迅速反應(yīng)，盡量減少斷電時間，才能為社會的穩(wěn)定運(yùn)行提供保障。

3.故障因素不確定性特點(diǎn)。通過對配電網(wǎng)故障的發(fā)生原因進(jìn)行分析可知，引發(fā)故障的原因較多，若單純依靠自身經(jīng)驗，搶修人員往往無法第一時間確認(rèn)故障發(fā)生原因、發(fā)生地點(diǎn)和引發(fā)的后果，大幅增加了搶修難度[3]。

4.故障量大的特點(diǎn)。目前我國供電普及率已達(dá)90%以上，配電網(wǎng)規(guī)模宏大，一旦發(fā)生故障，可能會引發(fā)大面積的負(fù)面影響。

4 基于物聯(lián)網(wǎng)的配電網(wǎng)故障搶修資源調(diào)度的具體策略的分析

4.1 快速獲取多方位信息資源

利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，能對配電網(wǎng)故障搶修資源進(jìn)行更精準(zhǔn)地分析。在落實配電網(wǎng)多故障搶修工作時，需要準(zhǔn)備充足的物資，但由于所需物資數(shù)量較大，類型較多，就需要構(gòu)建多個倉庫點(diǎn)實現(xiàn)最佳效率的資源調(diào)度[4]。在搭建多倉庫點(diǎn)之前，需要對倉庫內(nèi)的物資進(jìn)行歸納和分類。結(jié)合多故障搶修經(jīng)驗，最常用的物資種類分為消耗型物資和非消耗型物資，其中消耗型物資有導(dǎo)線、開關(guān)設(shè)備和桿塔等，非消耗型物資主要是一些大型設(shè)備，如絕緣斗臂車、吊車等。

4.2 物聯(lián)網(wǎng)提供調(diào)度策略

配電網(wǎng)故障發(fā)生原因較多，若本地倉庫中儲存的物資無法滿足實際所需，則需求從其他倉庫就近調(diào)度物資，多倉庫點(diǎn)的設(shè)立能有效解決物資不足的問題。通常情況下，臨時倉庫多建立于故障高發(fā)區(qū)附近交通便利的位置，以確保物資能在最短的時間內(nèi)運(yùn)輸?shù)焦收宵c(diǎn)[5]。在制定搶修資源調(diào)度策略時，應(yīng)充分考慮會影響物資調(diào)度的因素，如倉庫位置、倉儲物資種類、該區(qū)域范圍內(nèi)配電網(wǎng)的實際負(fù)荷、天氣特點(diǎn)、交通情況等。同時，應(yīng)將故障點(diǎn)物資保障優(yōu)先順序為基礎(chǔ)，確定物資運(yùn)輸?shù)淖罴淹緩?，并結(jié)合本地物資儲備情況、臨時倉庫物資儲備情況和故障所需物資進(jìn)行匹配，進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)運(yùn)。

4.3 基于物聯(lián)網(wǎng)的配電網(wǎng)多故障搶修資源調(diào)度策略分析

利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)制定配電網(wǎng)多故障搶修資源調(diào)度策略，能為搶修工作的開展提供一下支撐。首先，通過將信息采集設(shè)備安裝在配電網(wǎng)絡(luò)中，能夠第一時間采集到配電網(wǎng)的故障信息，同時將相應(yīng)信息反饋給監(jiān)控平臺，為第一時間落實搶修工作提供支撐；其次，通過應(yīng)用GPS、GIS等技術(shù)，能夠科學(xué)地調(diào)度搶修物資與搶修人員，提高搶修資源的管理水平，并且能對故障位置進(jìn)行精準(zhǔn)的定位，為搶修車輛提供導(dǎo)航服務(wù)，確保搶修人員能迅速前往故障發(fā)生位置；最后，通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能夠?qū)屝拶Y源信息與故障信息進(jìn)行有效的整合，為制定完善的物資調(diào)度方案奠定基礎(chǔ)[6]。

5 結(jié)語

綜上所述，配電網(wǎng)與廣大人民群眾的生產(chǎn)和生活息息相關(guān)，是服務(wù)民生的重要公共基礎(chǔ)設(shè)施，對促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有極其重要的意義，一旦發(fā)生電力故障，會對人們的正常生活帶來很大的負(fù)面影響，若不能及時地制定科學(xué)的搶修方案會造成一定的損失。通過合理地應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，能有效提高搶修方案的科學(xué)性，為搶修資源的有效調(diào)度提供技術(shù)支撐，確保故障能夠第一時間被解決。