基于多源業(yè)務數據的停電故障精準研判方法

喻瑋， 李瑋， 劉勃， 王笑一， 信博翔

(國家電網有限公司客戶服務中心， 天津 300000)

0 引言

在現(xiàn)有技術中，電力系統(tǒng)中容易由于各種原因造成停電現(xiàn)象，停電故障出現(xiàn)的因素很多，比如外力破壞、季節(jié)性故障、線路施工等方面[1]。這就給用戶帶來的諸多不便。因此需要對停電故障進行分析，現(xiàn)有技術中，應用電力客服中心中多源業(yè)務數據信息，對停電研判的方法有關聯(lián)分析法、對比分析法、綜合分析法、特征分析法等。這些方法都是只對電力系統(tǒng)運行過程中某一數據特征進行分析，進而挖掘停電信息[2]。但是當數據信息出現(xiàn)較多、數據出現(xiàn)錯綜復雜的情況下，就很難應用現(xiàn)有技術進行分析和判斷。

針對上述技術的不足，就需要一種新型的停電數據分析方法。本文基于用電信息采集系統(tǒng)停電信息、營銷欠費停電信息、計劃停電信息、電力客服中心供電服務指揮系統(tǒng)搶修信息、電力客服中心線路跳閘事件信息、配電網網架數據等多源數據，建立停電故障綜合研判模型，本方法利用電力客服中心網架拓撲[3]，為停電設備故障提供精準電網故障服務，為客服及搶修人員提供精準業(yè)務指導，減少停電事件，提升服務質效，下文將詳細論述。

1 停電故障精準研判方法

1.1 停電故障綜合研判模型

在進行停電故障綜合研判時，本方法根據數據庫中的描述，構建研判程序，啟動研判程序時，在內存中為所有設備建立靜態(tài)拓撲連接關系，即建立一個HashMap，其key值為設備的連接點，Value值為連接點相同設備的列表[6]，其中靜態(tài)拓撲連接關系示意圖如圖1所示。然后根據建立起來的靜態(tài)拓撲連接關系進行拓撲分析。

圖1 靜態(tài)拓撲連接關系示例

為了更清楚地分析上述連接關系，以圖2為例，當cb03拉開后，分析停電區(qū)域和cb03的供電路徑。圖2為配電網中設備連接關系示例圖。在確定cb03開關的上游路徑時，在圖2中可以看到，cb03有2個連接點，nd1和nd2。其中nd1連接cb02和cb06，nd2連接cb04和cb10。在獲取cb03的nd1連接點獲取其連接的cb02和cb06開關后，再根據cb06拓撲，找其相連的設備，cb06也有兩個連接點nd1和nd3，其中nd1是和cb03相連的連接點，nd3是和cb09和cb07相連的連接點，因此去除nd1，根據cb06的連接點nd3找到其相連的兩個設備cb07和cb09[7]。如此循環(huán)地查找，當找到進線開關，則認為找到了電源點，之后設置每個設備的上游開關和上游連接點。因為可以通過cb02的nd1連接點找到進行開關cb01，因此cb03的上游路徑連接點是nd1，其中其上游設備分別為cb02和cb01。在確定cb03的下游設備時，由于cb03的下游連接點是nd2。因此可以根據nd2獲得cb03的下游設備cb10，cb11，cb04，cb05[8]。

圖2 設備連接關系示例

1.2 流程解析

在以設備為例進行分析后，下面通過樓宇設備中的故障為例，對研判分析流程進行進一步說明。

現(xiàn)在考察圖3，其中計劃停電中包含了準確的所操作設備的ID、設備狀態(tài)(開/合)信息。

圖3 停電故障精準研判方法分析示意圖

(1) 首先根據停電信息中操作設備的ID，確定開合狀態(tài)，再結合GIS圖模信息進行分析，分析出所有停電設備(在拓撲過程中，認為饋線的聯(lián)絡開關是拉開的，其他開關是閉合的，而不依據線路的實時運行狀態(tài))[9]。

(2) 然后根據停電設備的PMSID和類型，結合GIS的地理信息，分析出停電設備的坐標。

(3) 再根據停電配變，再結果“變電站-10 kV饋線—配變—用戶接入點(表箱)—表—用戶” 配用電一體化電網模型，營銷系統(tǒng)的用戶檔案信息，計算停電用戶。

(4) 最后根據用戶接入點與樓宇之間的對應關系，結合GIS系統(tǒng)的地理信息，獲取停電樓宇坐標。

在計劃停電信息中不關聯(lián)開關信息判斷時，其中的計劃停電信息中只有計劃停電所在的饋線/站房信息和模糊的停電區(qū)域描述，不包含所操作設備的ID、設備狀態(tài)(開/合)信息[4]。對比進行停電研判時，則可以利用以下步驟。

(1) 選擇計劃停電信息中指定的饋線/站房。

(2) 從饋線/站房中選取設備(可以跨饋線選取)。

(3) 根據停電信息中操作設備的ID，開合狀態(tài)，再結合GIS圖模信息進行拓撲分析，分析出所有停電設備(在拓撲過程中，認為饋線的聯(lián)絡開關時拉開的，其他開關是閉合的，不依據線路的實時運行狀態(tài))。

(4) 根據停電設備的PMSID和類型，結合GIS的地理信息，分析出停電設備的坐標[5]。

(5) 根據停電配變，再結果“變電站-10 kV饋線—配變—用戶接入點(表箱)—表—用戶” 配用電一體化電網模型，營銷系統(tǒng)的用戶檔案信息，計算停電用戶。

(6) 根據用戶接入點與樓宇之間的對應關系，結合GIS系統(tǒng)的地理信息，獲取停電樓宇坐標。

在進行中壓線路停電研判時，當中壓線路導致停電，系統(tǒng)可以快速定位故障，分析出停電設備，停電用戶，以及是否可合并工單[6]。其中中壓線路停電研判分析示意圖如圖4所示。

圖4 中壓線路停電研判分析示意圖

(1) 根據故障區(qū)段，結果GIS系統(tǒng)的圖模信息，分析出停電線路，開關，配變。

(2) 根據停電配變，再結果“變電站-10 kV饋線—配變—用戶接入點(表箱)—表—用戶” 配用電一體化電網模型，營銷系統(tǒng)的用戶檔案信息，計算出停電用戶。

(3) 根據用戶接入點與樓宇之間的對應關系，結合GIS系統(tǒng)的地理信息，進而獲取停電樓宇坐標。

(4) 生成搶修工單，下發(fā)。

在進行配變停電研判時，用電信息采集系統(tǒng)推送配變故障信息到電力客服中心搶修調度系統(tǒng)。

其中，中壓線路停電研判分析如圖5所示。

圖5 配變停電研判分析示意圖

(1) 根據停電配變，再結合“配變-用戶接入點(表箱)—表—用戶”配用電一體化電網模型，營銷系統(tǒng)的用戶檔案信息，發(fā)現(xiàn)停電用戶[7]。

(2) 根據用戶接入點與樓宇之間的對應關系，從國網GIS平臺獲取停電樓宇的坐標信息。

(3) 生成搶修工單，并下發(fā)。

當配變出現(xiàn)故障時，用電信息采集系統(tǒng)推送配變故障信息到電力客服中心搶修調度系統(tǒng)。其包括以下步驟。

(1) 根據停電配變，再結合“配變-用戶接入點(表箱)—表—用戶” 配用電一體化電網模型，營銷系統(tǒng)的用戶檔案信息，計算停電用戶。

(2) 根據用戶接入點與樓宇之間的對應關系，從國網GIS平臺獲取停電樓宇的坐標信息。

(3) 生成搶修工單，并下發(fā)[8]。

在進行低壓故障研判時，低壓故障研判的輸入信息為用戶報修，主要輸入輸出信息如表1所示。

表1 低壓故障研判輸入輸出信息表

以用戶報修為例，通過95598系統(tǒng)集成用戶報修信息，進行停電分析，分析過程如圖6所示。

圖6 低壓故障研判分析示意圖

(1) 根據用戶報修信息，查看是否包含用戶號，如果沒有，通過報修地址進行模糊匹配，得到多個用戶集，然后手動選擇用戶集并通過召測確定停電用戶號。

(2) 獲取用戶號后，判斷用戶是否在計劃停電影響用戶列表中，如果是，則關聯(lián)計劃停電事件，并獲取計劃停電的相關信息，并結束分析。

(3) 如果不是計劃停電事件，判斷用戶是否為在途搶修工單的停電用戶，主要判斷工單是否為已知中壓故障、是否為已知配變故障、是否有同用戶集報修3個方面，如果是，將該用戶報修作為子工單，合并到在途工單中，并結束分析[9]。

(4) 如果不能合并，則進行故障點分析，并結合分析結果計算出停電設備、停電用戶等信息。

(5) 將停電信息入庫，生成搶修工單，并下發(fā)。

2 用電采集信息校核管理方法

在本研究中，建立基于用采掉電記錄的客戶停電信息庫，根據營配站—線—變—箱—戶數據關系，應用聚合算法將一定時間內相同表箱、相同臺區(qū)、相同線路的掉電記錄聚合，設定表箱停電、臺區(qū)停電、高壓停電的校核規(guī)則，校核用戶實際停電情況，具體表現(xiàn)在表箱停電校核、臺區(qū)停電校核、高壓停電校核、停電信息完整性校核、停電信息規(guī)范性校核、停電信息及時性校核、基于停電信息的高壓停電報送及時性校核、基于合并工單的停電信息報送及時性校核、基于戶號信息的停電信息報送及時性校驗等[10]。

在建立戶號信息的停電信息及時報送的自動校核任務時，根據派發(fā)多戶停電故障工單，提取戶號信息，結合營配停電信息分析到戶基礎數據，校核出故障報修工單存在對應停電信息及停電信息上報時間信息，生成前一天的故障工單與停電信息對應明細。

(1) 客戶內部故障精準研判

客服專員受理客戶故障停電訴求時，通過主動召測智能電表信息，獲取用戶實時用電狀態(tài)，關聯(lián)對比停電信息分析到戶信息，精準研判客戶是否內部故障，提醒客戶答復和引導客戶及時處理故障。

(2) 故障工單自動合并

客服專員在工單受理時，可以根據客戶提供的用戶編號自動匹配是否存在同一停電事件、同一臺區(qū)故障工單，及時提示客服專員進行工單合并，提升客服專員提高故障報修業(yè)務的受理效率，減少故障報修工單的重復派發(fā)。

3 試驗結果與分析

下面通過一個實例，將上述分析方法與行波定位法(下文稱為方案一)、阻抗故障定位法(下文稱為方案二)進行分析和對比。在具體實施例中，已知計劃停電有20種，中壓線路故障30種，配備故障10中，用戶報修故障70種。上下游拓撲故障點分析如圖7所示。

圖7 上下游拓撲故障點分析示例圖

在進行上述分析時，以某配電公司中配電網的當前電網的實時運行狀態(tài)為例進行說明，如圖8所示。

圖8 電力客服中心管理中的一種實施例運行狀態(tài)圖

分別應用計劃停電、中壓線路停電、配變停電、用戶報修停電4種不同形式的故障研判方法與方案一、方案二在時間上和準確度上進行對比分析。在試驗過程中，為了提高數據的精度，在60小時內進行測試，觀察各種方法的測量精度。圖9 為配電網中計劃停電故障研判誤差對比分析圖。

圖9 配電網中計劃停電故障研判誤差對比分析圖

通過圖9可以看出，在60小時的測量時間內，尤其是在0—15小時范圍內，方案二的誤差大于方案一的誤差，隨著時間的延長，在測量持續(xù)15-20小時內，方案一的測量誤差大于方案二的測量誤差，但是在整個測量時間范圍內，本研究中的計劃停電故障評估誤差最小。

通過圖10可以看出，方案一和方案二在整個測量過程中，二者在不同的測量段，誤差不同，但是本研究中的中壓線路停電故障研判誤差較小。

圖10 配電網中中壓線路停電故障研判誤差對比分析圖

通過圖11可以看出，本研究的配變停電故障研判誤差最小。

圖11 配電網中配變停電故障研判誤差對比分析圖

通過圖12可以看出，本研究的用戶報修停電故障研判誤差最小。通過上述分析和對比，在評估時間為60小時內，本研究的方法中計劃停電、中壓線路停電、配變停電、用戶報修停電在誤差測量方面均低于方案一、方案二。說明本研究的方案具有較高的精度。

圖12 配電網中用戶報修停電故障研判誤差對比分析示意圖

4 總結

本文基于用電信息采集系統(tǒng)各種數據參數構建了停電故障綜合研判模型，利用電力客服中心大數據分析能力，為客服及搶修人員提供精準業(yè)務指導，為用電客戶提供精準客戶服務。通過對比分析，本研究的方法誤差小，精度高。本研究雖然在一定程度上能夠提高停電故障精度，但是仍舊存在一些技術不足，比如計劃停電、故障停電、用電采集掉電記錄、用戶報修停電等停電特征數據存在互斥時如何處理，這需要進一步的探索與研究，本研究為下一步故障報修智能服務的研究奠定基礎。