農(nóng)村智能配電網(wǎng)快速選線與故障診斷
——評(píng)《農(nóng)村電力需求評(píng)價(jià)和電網(wǎng)規(guī)劃》

《農(nóng)村電力需求評(píng)價(jià)和電網(wǎng)規(guī)劃》作者：陳擁軍、姜憲出版社：中國(guó)水利水電出版社ISBN：9787508461724

中國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平自改革開(kāi)放以來(lái)實(shí)現(xiàn)了飛速發(fā)展，在這一社會(huì)形勢(shì)的推動(dòng)下，人民群眾的生活水平也得到了大幅提高，但是優(yōu)質(zhì)的生活質(zhì)量使得用電需求開(kāi)始不斷增大，為國(guó)家電網(wǎng)的建設(shè)與發(fā)展帶來(lái)了極大的壓力與挑戰(zhàn)。中國(guó)電網(wǎng)發(fā)展在近幾年中一直處于快速提升階段，其中配電網(wǎng)作為電力建設(shè)中極為關(guān)鍵的組成部分，與用電住戶之間具有緊密的聯(lián)系，它可以實(shí)現(xiàn)對(duì)用電住戶電能的直接分配，所以，配電網(wǎng)系統(tǒng)的有效運(yùn)行是影響國(guó)家電網(wǎng)供電效果和安全供電可靠性的一項(xiàng)重要因素?，F(xiàn)代化科技的發(fā)展使得中國(guó)配電網(wǎng)系統(tǒng)逐漸趨于智能化，由此對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行質(zhì)量能夠起到更好的保障，尤其對(duì)于農(nóng)村地區(qū)，智能配電網(wǎng)可以通過(guò)快速選線和故障的快速診斷大幅減少地區(qū)斷電問(wèn)題，以充分滿足農(nóng)村居民的用電需求。本文以《農(nóng)村電力需求評(píng)價(jià)和電網(wǎng)規(guī)劃》一書(shū)作為參考讀本，深入探析農(nóng)村智能配電網(wǎng)快速選線與故障診斷的相關(guān)內(nèi)容，力求進(jìn)一步了解和學(xué)習(xí)國(guó)家電網(wǎng)建設(shè)發(fā)展情況。

由陳擁軍、姜憲編著，中國(guó)水利水電出版社2009年3月出版的《農(nóng)村電力需求評(píng)價(jià)和電網(wǎng)規(guī)劃》，是一部圍繞農(nóng)村電力需求綜合評(píng)價(jià)方法和電網(wǎng)規(guī)劃系統(tǒng)建設(shè)應(yīng)用展開(kāi)詳盡闡述的科研教育圖書(shū)。全書(shū)共六章，主要分為三大部分：第1章對(duì)農(nóng)村電網(wǎng)規(guī)劃和電力需求綜合評(píng)價(jià)進(jìn)行了綜合性敘述；第2-4章分別介紹了農(nóng)村電力需求綜合評(píng)價(jià)方法、電力需求指數(shù)設(shè)計(jì)方法、電力需求預(yù)測(cè)改進(jìn)方法等多種評(píng)估農(nóng)村電力需求的有效方法；第5-6章則重點(diǎn)探究基于GIS的農(nóng)村電網(wǎng)規(guī)劃系統(tǒng)的作用及其功能擴(kuò)展?？傮w來(lái)看，該書(shū)邏輯思路清晰、專業(yè)知識(shí)嚴(yán)謹(jǐn)、結(jié)構(gòu)框架分明，在內(nèi)容結(jié)構(gòu)方面十分注重理論與實(shí)踐的有效結(jié)合，適合作為電網(wǎng)規(guī)劃工作者及相關(guān)科研機(jī)構(gòu)研究人員的參考讀本，也可作為高校電力相關(guān)專業(yè)學(xué)生的學(xué)習(xí)輔助教材。

一、農(nóng)村智能配電網(wǎng)快速選線的重要意義

智能配電網(wǎng)系統(tǒng)是一種集電子、通訊、信息、計(jì)算機(jī)等多項(xiàng)技術(shù)于一體的新興科技產(chǎn)物，智能配電網(wǎng)系統(tǒng)的自動(dòng)化水平較高，其有效應(yīng)用有助于實(shí)現(xiàn)對(duì)全網(wǎng)電力設(shè)備的線上遠(yuǎn)程監(jiān)控和實(shí)時(shí)操作。智能配電網(wǎng)快速選線作為推進(jìn)智能配電網(wǎng)系統(tǒng)自動(dòng)化程度的重點(diǎn)研究技術(shù)，主要具有以下實(shí)踐意義：一是提高供電可靠性。實(shí)現(xiàn)智能配電網(wǎng)快速選線可以更好地實(shí)施遠(yuǎn)程設(shè)備監(jiān)控，進(jìn)而全面優(yōu)化配電網(wǎng)系統(tǒng)管理質(zhì)量，減少故障發(fā)生頻率，與此同時(shí)，由于農(nóng)村地區(qū)電力設(shè)備相隔較遠(yuǎn)、故障點(diǎn)模糊等問(wèn)題，在明確故障問(wèn)題和處理故障等方面將消耗大量的人力、物力及時(shí)間，而采用智能配電網(wǎng)快速選線不僅有利于快速明確故障點(diǎn)，還能夠有效保障其他區(qū)域的穩(wěn)定供電。二是提高電能質(zhì)量。智能配電網(wǎng)快速選線能夠?qū)﹄娏υO(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并且可以根據(jù)電壓變化、電路諧波含量等監(jiān)測(cè)信息及時(shí)明確電路情況與問(wèn)題，再通過(guò)遠(yuǎn)程操作實(shí)現(xiàn)快速選線，合理調(diào)節(jié)線路運(yùn)行情況，以此促進(jìn)供電效率和電能質(zhì)量的有效提升。

二、農(nóng)村智能配電網(wǎng)快速選線的相關(guān)概述

電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)指的是星星聯(lián)結(jié)和發(fā)電機(jī)中的中性點(diǎn)，該點(diǎn)在電力系統(tǒng)中涉及范圍較為廣泛、復(fù)雜程度頗高，因此在整個(gè)配電網(wǎng)系統(tǒng)中，中性點(diǎn)接地與電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)效益息息相關(guān)，對(duì)于中國(guó)農(nóng)村智能配電網(wǎng)系統(tǒng)而言，目前主要采用不接地和經(jīng)消弧線圈接地兩種中性點(diǎn)接地方式。結(jié)合中性點(diǎn)對(duì)配電網(wǎng)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)分析來(lái)看，故障線路與正常線路的零序電流存在明顯差異，由此可以采用造成零序電流差的小波能量值數(shù)據(jù)分析對(duì)比來(lái)實(shí)現(xiàn)智能配電網(wǎng)快速選線。首先求出每條線路的零序電流差值，并基于小波變換求得每層系數(shù)的小波能量，再通過(guò)小波能量值的差異明確最優(yōu)分解層，最后根據(jù)最優(yōu)分解層每條線路的能量占比數(shù)據(jù)判斷出故障線路。農(nóng)村智能配電網(wǎng)快速選線的準(zhǔn)確性及靈敏程度較高，可以有效避免接地距離、電阻大小等各類(lèi)因素的影響，具有極大的實(shí)用價(jià)值。

三、農(nóng)村智能配電網(wǎng)故障診斷的有效方法

當(dāng)農(nóng)村智能配電網(wǎng)出現(xiàn)故障時(shí)，應(yīng)根據(jù)規(guī)定流程及步驟進(jìn)行科學(xué)診斷，以明確故障定位。首先可以通過(guò)對(duì)系統(tǒng)零序電流和負(fù)序電流的觀察與分析來(lái)判斷故障類(lèi)別，常見(jiàn)故障一般為相接地故障、短路故障等等，其次，由于不同故障相的小波能量和在數(shù)值上有明顯差異，通過(guò)對(duì)各相電流的小波能量和進(jìn)行精密計(jì)算可以分辨出故障相電流，緊接著對(duì)開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行逐層、逐級(jí)分析，最后大致明確故障定位，合理縮小故障范圍，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)化故障定位。

常用的農(nóng)村智能配電網(wǎng)故障診斷方法包含以下兩種：一是和聲算法。該方法主要是對(duì)配電網(wǎng)進(jìn)行分區(qū)域處理，將配網(wǎng)系統(tǒng)分為有源樹(shù)枝和無(wú)源樹(shù)枝兩種，采用二進(jìn)制編碼對(duì)配電網(wǎng)進(jìn)行標(biāo)記，有故障標(biāo)記為“1”，無(wú)故障標(biāo)記為“0”，然后上傳配電網(wǎng)故障線路的相關(guān)電流信號(hào)，明確其數(shù)值并排除無(wú)源樹(shù)枝，這樣就可以用“0”和“1”準(zhǔn)確表示各個(gè)變量，最終對(duì)應(yīng)正常線路狀態(tài)即可判斷故障定位。二是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法。該方法的原理主要是通過(guò)分布并行式信息處理手段來(lái)采集各相電氣量值，基于該值進(jìn)行深度剖析以判斷大致的故障范圍，然后再逐步展開(kāi)精準(zhǔn)故障定位。具體步驟首先是基于現(xiàn)實(shí)參數(shù)構(gòu)建出數(shù)據(jù)模型進(jìn)行模擬計(jì)算，并采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)記錄測(cè)試樣本信息，從而在此基礎(chǔ)上對(duì)配電網(wǎng)系統(tǒng)線路展開(kāi)有效監(jiān)測(cè)，一旦配電網(wǎng)線路運(yùn)轉(zhuǎn)模式發(fā)生變化，則可以通過(guò)測(cè)試樣本數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)故障定位。