阮光宗 張鎮(zhèn)源 吳俊越

摘 要：基于網(wǎng)絡(luò)拓撲以及設(shè)備已知狀態(tài)，綜合分析多個數(shù)據(jù)源提供的停電報告或電能質(zhì)量報告，可以分析預(yù)測配網(wǎng)中未知故障的發(fā)生，為故障搶修人員提供故障發(fā)生位置，電壓等級等故障原因數(shù)據(jù)，為客服人員提供停電影響范圍，預(yù)計恢復(fù)時間等故障恢復(fù)數(shù)據(jù)，從而減少故障發(fā)現(xiàn)到恢復(fù)的時間，減輕搶修人員工作強度，提高用電用戶滿意度.

關(guān)鍵詞：配網(wǎng)拓撲;故障分析;故障搶修

引言

隨著社會生活的飛速發(fā)展， 社會活動對電力的需求和依賴也就越大，國家對電網(wǎng)的建設(shè)也投入了大量的人力物力，特別的配網(wǎng)系統(tǒng)的投入，已經(jīng)最大程度上保證了社會生產(chǎn)生活的需要，但就目前情況而言，仍然存在配網(wǎng)系統(tǒng)無法感知的信息死角，這部分設(shè)備沒有量測采集或者采集通道處于不可用狀態(tài)時，只能通過人工確認的方式獲取這部分設(shè)備的當前運行狀態(tài)，這部分設(shè)備如果發(fā)生了故障，配網(wǎng)系統(tǒng)是無法感知到這個故障發(fā)生的，這時，電網(wǎng)管理者不清楚故障的發(fā)生原因，只能被動的向用戶所報告的位置派出檢修人員，由檢修人員現(xiàn)場排查問題，在檢修人員查出問題之后，用戶才能得知預(yù)計恢復(fù)時間，如果一個故障引發(fā)了多個用戶報告，可能需要同時派出多組檢修人員到現(xiàn)場處理問題，無論是用戶體驗還是檢修人員的勞動強度，都對配網(wǎng)的快速復(fù)電帶來了巨大的壓力.

本文中提及的算法，首先收集配網(wǎng)自動化系統(tǒng)中記錄的停電事件，以及客服系統(tǒng)，計量系統(tǒng)所報告的故障信息，形成綜合停電池，基于配網(wǎng)自動化系統(tǒng)提供的網(wǎng)絡(luò)拓撲和設(shè)備狀態(tài)，將客服系統(tǒng)用戶報告與計量系統(tǒng)產(chǎn)生報告按照供電設(shè)備和停電發(fā)生時間分組，然后與已知停電事件相關(guān)聯(lián)，減少被派出的搶修人員數(shù)量，提高搶修部門的工作效率;綜合未知原因的報告，分析預(yù)測可能發(fā)生故障的設(shè)備，指導(dǎo)搶修人員排查故障，降低搶修人員的勞動強度;分析預(yù)測故障原因，給出預(yù)計恢復(fù)時間，提高用戶滿意度.

1.綜合停電池

綜合停電池中包含了各個系統(tǒng)生存的停電事件信息，質(zhì)量事件信息和各種保障信息.

停電事件信息包括來自配網(wǎng)自動化系統(tǒng)感知到的設(shè)備故障引發(fā)的停電，配網(wǎng)自動化遙控操作引發(fā)的停電，執(zhí)行計劃停電步驟引發(fā)的停電以及算法生成的新的停電事件.這些停電事件可能會引起某些設(shè)備或者用戶的停電或者質(zhì)量問題，當有設(shè)備或者用戶發(fā)生了停電或者存在質(zhì)量問題時，首先會分析這個報告中提及的問題是不是由于已知的停電事件引起，如果確認是這個停電事件引起的問題，這個報告會被聯(lián)系到這個停電事件上去.

質(zhì)量事件一般由于設(shè)備的過載或者用戶側(cè)諧波電流，大容量單項負荷或者沖擊電流等問題引起，具體表現(xiàn)通常有用戶側(cè)電壓偏高，用戶從電壓偏低，用戶側(cè)電壓閃變或者用戶測電壓波動.有一些質(zhì)量問題是由于已知停電事件引起，這些質(zhì)量問題報告會被聯(lián)系到停電事件上去，對于不是由于停電事件引起的質(zhì)量問題，算法會按照饋線進行分組，每組生成一個新的質(zhì)量事件，并將質(zhì)量問題報告與之關(guān)聯(lián)，然后交由檢修人員處理.

問題報告分為停電報告和質(zhì)量報告， 停電報告時關(guān)于停電問題，質(zhì)量報告是關(guān)于質(zhì)量問題，從客服系統(tǒng)或者計量系統(tǒng)發(fā)出，如果有其他類似系統(tǒng)也可以產(chǎn)生相關(guān)內(nèi)容，可以在后續(xù)的系統(tǒng)集成方案中進行信息整合.

2.確認事件和疑似事件

無論是停電事件還是質(zhì)量事件，都存在確認事件和疑似事件2種狀態(tài)，確認事件是指配網(wǎng)自動化系統(tǒng)感知到的設(shè)備故障引發(fā)的停電事件，配網(wǎng)自動化遙控操作引發(fā)的停電事件，執(zhí)行計劃停電步驟引發(fā)的停電事件，以及算法中生成的并且被檢修人員確認過的事件（包括停電事件和質(zhì)量事件）.

疑似事件是指算法中生成的事件，并且還沒有被檢修人員確認過的事件.

3.算法流程

計算過程分為2個過程，先自上而下進行計算，分析當前已知停電會影響到哪些故障報告，再自下而上進行分析，預(yù)測未知原因的故障報告的發(fā)生原因，最后形成一個統(tǒng)一的計算結(jié)果

3.1.自上而下計算過程

已知停電事件，包括對故障停電、計劃停電、緊急停運等信息的綜合處理。根據(jù)上游故障位置，基于網(wǎng)絡(luò)拓撲和設(shè)備狀態(tài)，分析停電影響范圍，那么可以得到哪些故障報告是由于本次停電所影響，由于這個邏輯處于最頂層，所以該邏輯不需要修改已知停電事件的內(nèi)容和結(jié)果，只是將故障報告與停電事件相關(guān)聯(lián)。

3.2.自下而上計算過程

通過網(wǎng)絡(luò)拓撲和設(shè)備狀態(tài)分析出這個故障報告涉及的用戶或者設(shè)備的供電路徑.

如果這個報告沒有合理的供電路徑，那么認為可能是一個孤立的設(shè)備，通過已確認時間的停電影響范圍進行地理坐標命中，如果這個報告的地理坐標被包含在某個停電事件影響范圍之內(nèi)，這個停電報告會與這個停電事件相關(guān)聯(lián)。

如果供電路徑可用，按照時間和路徑2個維度對停電報告進行分組，相鄰時間并且相鄰供電設(shè)備的用戶報告會被分到一組，計算每組的共同供電路徑，并且計算每組報告的數(shù)量以及報告來源的權(quán)重，判斷可能發(fā)生的故障是中高壓故障還是低壓故障，如果是低壓故障，那么本組共同供電路徑的末端可能是一個低壓故障發(fā)生的位置。如果是個中高壓故障，那么還需要與同饋線上的疑似中高壓故障進行合并處理，再次計算新的共同供電路徑，供電路徑的末端可能是一個中高壓故障發(fā)生的位置。

幾個無關(guān)的故障有可能在算法中被合并到一起，檢修人員到現(xiàn)場勘查之后，確認故障位置不是算法確定的那個位置，確認操作之后，停電池中的記錄也會被更新，算法可以將確認的故障與無關(guān)的故障剝離開，那些與確認故障無關(guān)的停電事件會合并成一個新的疑似停電事件。

4.工作模式

可以設(shè)置不同的工作模式，在不同的工作模式下，通過調(diào)整單電源故障報告率和故障報告間隔2個參數(shù)，可以調(diào)整算法邏輯，對不同環(huán)境進行區(qū)別計算，例如風暴模式下，可能更多的高電壓等級故障，或者配網(wǎng)主線路故障，通過調(diào)低單電源故障報告率或者調(diào)低故障報告間隔，是更多的故障可以向電源上游合并，而普通模式下，沒有那么多的高電壓等級故障，通過調(diào)高單電源故障報告率或者調(diào)高故障報告間隔，在個別用戶發(fā)出故障報告的情況下，不會向電源上游合并，更加符合實際情況。

故障報告間隔=上次故障報告時間-本次故障報告時間

故障報告間隔大于預(yù)設(shè)值的情況下，幾個報告會合并后進行計算，反之，只會生成幾個單獨的故障。

單電源故障報告率大于預(yù)設(shè)值的情況下，故障位置可能會定位到配變的上游，反之，故障位置不會超出配變范圍。

5.相互影響的停電事件

當一個停電事件交由檢修人員處理時，上游設(shè)備可能會發(fā)生一個新的停電事件，導(dǎo)致下游設(shè)備維修完成后并沒有實際回復(fù)供電，對于這種情況，算法中在完工階段做了處理。

當停電池中的一個停電事件狀態(tài)修改為完工狀態(tài)時，算法根據(jù)這個停電故障設(shè)備的供電路徑，向上游設(shè)備查找，是否存在還沒有完工的確認停電事件發(fā)生。如果存在這種情況，說明報告中的問題還沒有實際解決，那么將下游停電事件中關(guān)聯(lián)的停電報告和質(zhì)量報告都關(guān)聯(lián)到上游這個停電事件，修改下游停電事件的停電影響范圍和上游停電事件的停電影響范圍，完成這個流程。

6.質(zhì)量報告與停電事件

某些停電事件可能會引發(fā)質(zhì)量問題，但是不同原因的停電事件發(fā)生時，引發(fā)的現(xiàn)象也是不同的，那么根據(jù)已經(jīng)確認的停電事件原因和質(zhì)量報告中的現(xiàn)場比對，可以判斷這個質(zhì)量報告的問題是否是由于上游的這個停電事件引起，如果特征匹配，那么將這個質(zhì)量報告與停電事件相關(guān)聯(lián)。

7.結(jié)語

配網(wǎng)故障的處理遠比主網(wǎng)故障處理要繁瑣復(fù)雜，而且更加貼近用戶，可以快速的定位并且處理，具有極大的經(jīng)濟效益和社會效益，對于電力運營單位也都在積極加強故障定位處理方面的建設(shè)。當前最為常見的做法通常為增加FTU或者增加故障指示器的硬件投資。本項目通過信息集成，基于配網(wǎng)自動化本身維護的電網(wǎng)拓撲，營銷系統(tǒng)、計量系統(tǒng)和客戶報障系統(tǒng)，以及現(xiàn)場班組的反饋信息，通過開發(fā)基于網(wǎng)絡(luò)拓撲狀態(tài)的配網(wǎng)故障定位分析預(yù)測算法，預(yù)測故障發(fā)生位置，分析故障停電范圍，判斷故障報告原因，預(yù)計故障恢復(fù)時間。在沒有追加硬件投資的情況下，成功分析出沒有采集設(shè)備的故障發(fā)生情況，經(jīng)過一段時間的使用，實際使用效果達到預(yù)期要求，基于網(wǎng)絡(luò)拓撲狀態(tài)的配網(wǎng)故障定位分析預(yù)測算法被認為是可靠有效的故障定位分析預(yù)測算法

參 考 文 獻

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