配網(wǎng)線路運行問題自動揭示技術(shù)應(yīng)用實踐

邱桂華 郭志燊 聶家榮

（南方電網(wǎng)廣東佛山供電局）

0 引言

配電網(wǎng)作為電力系統(tǒng)的末端，其直接負(fù)責(zé)為電力用戶供電，配電網(wǎng)的運行管理水平將對電力用戶的獲得電力感知產(chǎn)生直接的影響。為了提升配電網(wǎng)的運行管理水平，需定期對配電網(wǎng)運行存在的問題進(jìn)行揭示，然后根據(jù)相關(guān)問題進(jìn)行整改達(dá)到閉環(huán)管理的目的。當(dāng)前對配電網(wǎng)的運行問題的揭示，主要依靠供電企業(yè)相關(guān)業(yè)務(wù)人員根據(jù)專業(yè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)逐一分析，由于該項工作量大且費時、費力，難以滿足業(yè)務(wù)要求，從而影響配電網(wǎng)的運行管理水平，用電客戶的電力可靠供電難以得到保障［1－3］。

基于以上分析，亟須通過智能手段實現(xiàn)配網(wǎng)線路運行問題的自動統(tǒng)計分析，代替?zhèn)鹘y(tǒng)人工進(jìn)行統(tǒng)計分析，大幅提升業(yè)務(wù)人員工作效率。同時，配網(wǎng)運行問題的自動揭示，為提升配電網(wǎng)的運行管理水平奠定了基礎(chǔ)，保障用電用戶的優(yōu)質(zhì)供電要求。

1 配網(wǎng)線路運行問題自動揭示總體設(shè)計

配網(wǎng)線路運行問題自動揭示技術(shù)主要包含四個部分：基于自動化系統(tǒng)線路電路數(shù)據(jù)結(jié)合營銷系統(tǒng)用戶報裝數(shù)據(jù)實現(xiàn)配網(wǎng)線路供電能力的自動分析；基于資產(chǎn)系統(tǒng)線路臺賬數(shù)據(jù)實現(xiàn)線路運行風(fēng)險的自動分析；基于配網(wǎng)運行管理系統(tǒng)線路業(yè)務(wù)工單數(shù)據(jù)實現(xiàn)調(diào)度運行問題的自動分析；基于資產(chǎn)系統(tǒng)線路拓?fù)鋽?shù)據(jù)集合營銷系統(tǒng)用戶臺賬數(shù)據(jù)實現(xiàn)線路新興用戶接入問題的自動分析。配網(wǎng)線路運行問題自動揭示的總體設(shè)計如下圖所示。

圖 配網(wǎng)線路運行問題自動揭示總體設(shè)計圖

2 配網(wǎng)線路運行問題自動揭示分析

2.1 線路供電能力分析

基于主站自動化系統(tǒng)獲取線路電流數(shù)據(jù)，并結(jié)合營銷系統(tǒng)獲取的用戶報裝容量數(shù)據(jù)實現(xiàn)配網(wǎng)線路供電能力分析。

1）配網(wǎng)線路最高負(fù)載率統(tǒng)計。通過主站自動化系統(tǒng)三區(qū)獲取配網(wǎng)線路當(dāng)年15分保存一個點的電流數(shù)據(jù)，統(tǒng)計配網(wǎng)線路當(dāng)年最大電流，其中當(dāng)年最大電流＝MAX（當(dāng)年所有電流點數(shù)據(jù)），并進(jìn)行當(dāng)年配網(wǎng)線路最大負(fù)載率計算，其中當(dāng)年配網(wǎng)線路最大負(fù)載率＝當(dāng)年最大電流／配網(wǎng)線路載流量。

2）配網(wǎng)線路重過載分析。當(dāng)年配網(wǎng)線路最大負(fù)載率＞100%，則定義配網(wǎng)線路過載；100% ＜當(dāng)年配網(wǎng)線路最大負(fù)載率≤100%，則定義配網(wǎng)線路重載。

3）配網(wǎng)重過載線路用戶接入容量分析。對于當(dāng)年最大負(fù)載率＞80%配網(wǎng)線路，基于營銷系統(tǒng)中該配網(wǎng)線路接入的供電用戶的數(shù)據(jù)，統(tǒng)計該配網(wǎng)線路下所有供電用戶的報裝容量之和，并定義配網(wǎng)線路報裝容量接入率＝該配網(wǎng)線路下所有供電用戶的報裝容量之和／（1.732×1000×線路電壓等級（初始閾值）×線路載流量），如果配網(wǎng)線路報裝容量接入率＞100%，則定義該配網(wǎng)線路超容量接入用戶。

2.2 線路運行風(fēng)險分析

通過資產(chǎn)系統(tǒng)獲取線路臺賬數(shù)據(jù)，實現(xiàn)調(diào)度運行風(fēng)險分析。

1）線路危害嚴(yán)重程度分值計算?；谫Y產(chǎn)系統(tǒng)6獲取配網(wǎng)線路跳閘將導(dǎo)致的電力安全事件級別，并與線路危害嚴(yán)重程度分值進(jìn)行關(guān)聯(lián)。電力安全事件級別與線路危害嚴(yán)重程度分值對應(yīng)關(guān)系為：一級事件對應(yīng)6000分，二級事件對應(yīng)2500分，三級事件對應(yīng)420分，四級事件對應(yīng)150分，五級事件對應(yīng)45分，六級事件對應(yīng)15分，七級事件對應(yīng)8分，八級事件對應(yīng)6分，其他對應(yīng)0分。

2）設(shè)備類型因數(shù)計算?；谫Y產(chǎn)系統(tǒng)6獲取配網(wǎng)線路類型進(jìn)行設(shè)備類型因數(shù)計算，對于電纜線路設(shè)備類型因數(shù)為0.6，對于混合線路設(shè)備類型因數(shù)為0.8，對于架空線路設(shè)備類型因數(shù)為1.0。

3）設(shè)備狀態(tài)因數(shù)計算?；谫Y產(chǎn)系統(tǒng)6獲取配網(wǎng)線路狀態(tài)進(jìn)行設(shè)備狀態(tài)因數(shù)計算，對于正常線路設(shè)備狀態(tài)因數(shù)為1.0，對于注意線路設(shè)備狀態(tài)因數(shù)為1.2，對于異常線路設(shè)備狀態(tài)因數(shù)為1.5。

4）配網(wǎng)線路風(fēng)險值及風(fēng)險等級計算。配網(wǎng)線路風(fēng)險值＝線路危害嚴(yán)重程度分值×設(shè)備類型因數(shù)×設(shè)備狀態(tài)因數(shù)，同時基于配網(wǎng)線路風(fēng)險值進(jìn)行配網(wǎng)線路風(fēng)險等級計算，對應(yīng)計算關(guān)系為：風(fēng)險值＜40為Ⅵ級風(fēng)險，40≤風(fēng)險值＜200為Ⅴ級風(fēng)險，200≤風(fēng)險值＜600為Ⅳ級風(fēng)險，600≤風(fēng)險值＜1500為Ⅲ級，1500≤風(fēng)險值＜4000為Ⅱ級風(fēng)險，4000≤風(fēng)險值為Ⅰ級風(fēng)險。如果配網(wǎng)線路風(fēng)險值≥40分，則定義線路存在風(fēng)險。

2.3 線路調(diào)度運行分析

通過配網(wǎng)運行管理系統(tǒng)獲取線路業(yè)務(wù)工單數(shù)據(jù)實現(xiàn)線路調(diào)度運行分析，業(yè)務(wù)工單數(shù)據(jù)主要包含故障日志、綜合停電單等內(nèi)容。

1）配網(wǎng)線路緊急消缺統(tǒng)計。基于配網(wǎng)運行管理系統(tǒng)獲取配網(wǎng)線路故障日志，以線路間隔匹配故障日志中保護(hù)動作類型為“單一開關(guān)斷開操作”的記錄，如果配網(wǎng)線路存在“單一開關(guān)斷開操作”的故障日志記錄，則定義配網(wǎng)線路存在緊急消缺。

2）配網(wǎng)線路緊急檢修統(tǒng)計。基于配網(wǎng)運行管理系統(tǒng)獲取配網(wǎng)綜合停電業(yè)務(wù)工單，以線路間隔匹配綜合停電業(yè)務(wù)工單中檢修類別為“緊急檢修”的記錄，如果配網(wǎng)線路存在“緊急檢修”的綜合停電業(yè)務(wù)工單記錄，則定義配網(wǎng)線路存在緊急消缺。

3）配網(wǎng)線路重復(fù)故障統(tǒng)計?；谂渚W(wǎng)運行管理系統(tǒng)獲取配網(wǎng)綜合停電業(yè)務(wù)工單，以線路間隔匹配故障日志中跳閘開關(guān)字段，如果配網(wǎng)線路同一開關(guān)當(dāng)年存在兩次及以上跳閘情況，則定義配網(wǎng)線路存在重復(fù)故障。

2.4 線路新興用戶接入分析

通過資產(chǎn)系統(tǒng)獲取線路拓?fù)鋽?shù)據(jù)，并通過營銷系統(tǒng)獲取用戶臺賬數(shù)據(jù)，實現(xiàn)線路新興用戶接入分析。

1）線路光伏接入滲透率統(tǒng)計分析。通過資產(chǎn)系統(tǒng)中的線路拓?fù)鋽?shù)據(jù)分析配網(wǎng)線路供電的配變，并通過配變關(guān)聯(lián)營銷系統(tǒng)用戶臺賬數(shù)據(jù)分析用戶類型為光伏的光伏用戶。統(tǒng)計配網(wǎng)線路供電配變下所有的光伏用戶數(shù)據(jù)，并統(tǒng)計所有光伏用戶的報裝容量，并統(tǒng)計配網(wǎng)線路光伏用戶報裝容量＝所有線路供電配變下所有光伏用戶的裝機(jī)容量，并計算配網(wǎng)線路光伏接入滲透率＝配網(wǎng)線路光伏用戶報裝容量／（1.732×1000×線路電壓等級（初始閾值）×線路載流量），如果配網(wǎng)線路光伏接入滲透率＞100%，則定義配網(wǎng)線路超容量接入光伏用戶。

2）線路充電樁接入滲透率統(tǒng)計分析。通過資產(chǎn)系統(tǒng)中的線路拓?fù)鋽?shù)據(jù)分析配網(wǎng)線路供電的配變，并通過配變關(guān)聯(lián)營銷系統(tǒng)用戶臺賬數(shù)據(jù)分析用戶類型為充電樁的用戶。統(tǒng)計配網(wǎng)線路供電配變下所有的充電樁用戶數(shù)據(jù)，并統(tǒng)計所有充電樁用戶的報裝容量，并統(tǒng)計配網(wǎng)線路充電樁用戶報裝容量＝所有線路供電配變下所有充電樁用戶的裝機(jī)容量，并計算配網(wǎng)線路充電樁接入滲透率＝配網(wǎng)線路充電樁用戶報裝容量／（1.732×1000×線路電壓等級（初始閾值）×線路載流量），如果配網(wǎng)線路充電樁接入滲透率＞100%，則定義配網(wǎng)線路超容量接入充電樁用戶。

3 配網(wǎng)線路運行問題結(jié)果輸出

對配網(wǎng)線路運行問題如線路重過載、線路存在風(fēng)險、線路存在緊急檢修、線路存在緊急故障、線路存在重復(fù)故障、線路光伏超容量接入、線路充電樁超容量接入等相關(guān)結(jié)果進(jìn)行輸出。具體表現(xiàn)為：

1）線路重過載結(jié)果輸出。對當(dāng)年統(tǒng)計存在重過載的配網(wǎng)線路進(jìn)行輸出，并輸出重過載線路的線路用戶報裝容量、線路用戶報裝容量接入率、是否存在用戶超容量接入等內(nèi)容。

2）線路存在風(fēng)險。對存在風(fēng)險的配網(wǎng)線路進(jìn)行輸出，主并輸出線路危害嚴(yán)重程度分值、設(shè)備類型因數(shù)、設(shè)備狀態(tài)影響因數(shù)、風(fēng)險值、風(fēng)險等級。

3）線路存在緊急故障。對存在緊急故障的配網(wǎng)線路進(jìn)行輸出，并輸出線路停電時間、開關(guān)復(fù)電時間、線路故障前電流、線路故障后電流、損失負(fù)荷。

4）線路存在緊急檢修。對存在緊急檢修的配網(wǎng)線路進(jìn)行輸出，并輸出停電設(shè)備、停電范圍、停電操作開始時間、停電操作結(jié)束時間、復(fù)電操作開始時間、復(fù)電操作結(jié)束時間。

5）線路存在重復(fù)故障。對存在重復(fù)故障的配網(wǎng)線路進(jìn)行輸出，并輸出線路故障跳閘次數(shù)、線路跳閘開關(guān)、線路停電時間、開關(guān)復(fù)電時間、線路故障前電流、線路故障后電流、損失負(fù)荷。

7）線路光伏超容量接入。對存在光伏超容量接入的配網(wǎng)線路進(jìn)行輸出，并輸出線路載流量、線路光伏接入報裝容量、光伏接入滲透率。

8）線路充電樁超容量接入。對存在充電樁超容量接入的配網(wǎng)線路進(jìn)行輸出，并輸出線路載流量、線路充電樁接入報裝容量、充電樁接入滲透率。

4 結(jié)束語

為了解決傳統(tǒng)跨多專業(yè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)人工進(jìn)行配網(wǎng)運行存在的工作效率低、問題難以發(fā)現(xiàn)等問題，本文通過主站自動化系統(tǒng)、營銷系統(tǒng)、資產(chǎn)系統(tǒng)、配網(wǎng)管理系統(tǒng)等數(shù)據(jù)集成，實現(xiàn)配網(wǎng)線路電流數(shù)據(jù)、用戶數(shù)據(jù)、臺賬數(shù)據(jù)及運行工單等數(shù)據(jù)的自動獲取，并基于線路供電能力分析、配網(wǎng)運行風(fēng)險分析、調(diào)度運行分析、新興用戶接入分析維度，實現(xiàn)配網(wǎng)線路運行問題的自動揭示。本文成果的應(yīng)用，大幅提升了配網(wǎng)運行問題的發(fā)現(xiàn)水平，為提升配電網(wǎng)管理和電力可靠供應(yīng)奠定堅實基礎(chǔ)。