摘要：提出了10kV配電網(wǎng)智能化技術(shù)在線路故障診斷的應(yīng)用方案。基礎(chǔ)層由傳感器、終端設(shè)備及通信網(wǎng)絡(luò)組成，系統(tǒng)層面由10kV配電網(wǎng)智能化技術(shù)主要有數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)、控制中心系統(tǒng)、線路故障檢測用戶界面程序，系統(tǒng)可對多源異構(gòu)線路數(shù)據(jù)進(jìn)行無縫連接與整合，通過對傳感器、監(jiān)測點(diǎn)的數(shù)據(jù)形成統(tǒng)一數(shù)據(jù)集處理，實(shí)現(xiàn)對線路各節(jié)點(diǎn)的處理進(jìn)行歸一化處理。通過傳感器及時(shí)識別10kV配電網(wǎng)線路運(yùn)行故障，并將故障上傳至10kV配電網(wǎng)移動終端，通過數(shù)據(jù)模型確定10kV配電網(wǎng)線路故障點(diǎn)位后進(jìn)行遠(yuǎn)程操作，提高10kV配電網(wǎng)線路故障處理效率。

關(guān)鍵詞：10kV配電網(wǎng)智能化技術(shù)線路故障故障處理

中圖分類號：TM75

ExplorationoftheApplicationofIntelligentTechnologyin10kVDistributionNetworkinLineFaultHandling

XUSheng

LiangwuPowerSupplyStationofStateGridLichuanPowerSupplyCompany，LichuanCity，HubeiProvince，445400China

Abstract：Inthispaper，theapplicationschemeofintelligenttechnologyof10kVdistributionnetworkinlinefaulthandlingisproposed.Thebasiclayerconsistsofsensors，terminaldevices，andcommunicationnetworks.Atthesystemlevel，itconsistsofintelligenttechnologyfor10kVdistributionnetwork，mainlyincludingdatastoragesystem，controlcentersystem，andlinefaultdetectionuserinterfaceprogram.Thesystemcanseamlesslyconnectandintegratemulti-sourceheterogeneouslinedata，andnormalizetheprocessingofeachnodeofthelinebyformingaunifieddatasetforprocessingdatafromsensorsandmonitoringpoints.Timelyidentificationoffaultsintheoperationof10kVdistributionnetworklinesthroughsensors，anduploadingthefaultsto10kVdistributionnetworkmobileterminals.Afterdeterminingthefaultlocationof10kVdistributionnetworklinesthroughdatamodels，remoteoperationscanbecarriedouttoimprovetheefficiencyoffaulthandlingin10kVdistributionnetworklines.

KeyWords：10kVdistributionnetwork;Intelligenttechnology;Linefault;Faulthandling

電力需求日益增長的趨勢下，如何對配電網(wǎng)輸電線路進(jìn)行監(jiān)測成為當(dāng)前保障配電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定性的關(guān)鍵。信息化時(shí)代下，以信息技術(shù)為載體的配電網(wǎng)智能化技術(shù)為我國配電網(wǎng)運(yùn)行及故障處理提供了有力支撐，其中，10kV配電網(wǎng)智能化技術(shù)作為現(xiàn)代智慧電網(wǎng)中的重要組成部分，基于配電網(wǎng)智能化技術(shù)在實(shí)現(xiàn)對配電網(wǎng)線路運(yùn)行在線監(jiān)測，對于保障能源供應(yīng)穩(wěn)定性、可靠性及滿足當(dāng)前配電網(wǎng)線路故障處理自動化需求上發(fā)揮著積極作用。對此，文章以10kV配電網(wǎng)智能化技術(shù)在線路故障處理方面的應(yīng)用進(jìn)行梳理與分析，以期為廣大學(xué)者提供參考幫助及建議。

1案例概述

某10kV配電網(wǎng)線路位于湖北某市東環(huán)城路，為實(shí)現(xiàn)對該線路的全面監(jiān)測和實(shí)時(shí)故障檢測，并對該配電網(wǎng)線路電流、電壓、頻率等關(guān)鍵參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測，設(shè)計(jì)了10kV配電網(wǎng)智能化技術(shù)。

210kV配電網(wǎng)智能化技術(shù)在線路故障診斷的應(yīng)用分析

2.1面向線路故障診斷的10kV配電網(wǎng)智能化技術(shù)設(shè)計(jì)

提出面向線路故障診斷的10kV配電網(wǎng)智能化技術(shù)由多個(gè)設(shè)備及系統(tǒng)組成，物理設(shè)施上主要以傳感器、終端設(shè)備及通信網(wǎng)絡(luò)組成，系統(tǒng)層面上，由10kV配電網(wǎng)智能化技術(shù)主要有數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)、控制中心系統(tǒng)、線路故障檢測用戶界面程序。具體內(nèi)容如下。

2.1.1傳感器

線路傳感器工作流程如圖2所示[1]。系統(tǒng)傳感器采用智能傳感器搭配故障指示器，10kV配電網(wǎng)智能化技術(shù)通過實(shí)時(shí)對配電線路電流、電壓及溫度等參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測、獲取，并將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸至控制中心，便于監(jiān)控人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)10kV配電網(wǎng)線路存在的異常點(diǎn)、故障點(diǎn)。故障指示器可自動感知10kV配電網(wǎng)線路運(yùn)行存在的異常，自動識別、提取10kV配電網(wǎng)線路運(yùn)輸異常數(shù)據(jù)后，與智能傳感器對接，向終端系統(tǒng)發(fā)送告警信息，并在移動終端上實(shí)現(xiàn)故障位置、故障類型及故障線路可能會對其他線路產(chǎn)生的影響。

2.1.2通信網(wǎng)絡(luò)

通信網(wǎng)絡(luò)作為10kV配電網(wǎng)智能化技術(shù)中的重要連接通道，在10kV配電網(wǎng)智能化技術(shù)中發(fā)揮著數(shù)據(jù)傳輸、通信連接的基礎(chǔ)功能。通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如下。

根據(jù)目前10kV配電網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)來看，目前10kV配電網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò)主要由光纖通信、無線通信組成，其中光纖通信具有傳輸率高及抗干擾能力強(qiáng)的優(yōu)勢，但因建設(shè)成本過高，目前諸多地區(qū)10kV配電網(wǎng)智能系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)仍采取無線通信。

2.1.3可視化模塊

可視化操作泛指10kV配電網(wǎng)智能化技術(shù)通過傳感器獲取的線路故障信息直觀、立體展示，為實(shí)現(xiàn)可視化操作，通過在配電網(wǎng)系統(tǒng)中心操作平臺中添加線路故障模塊，并與數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)對接，接收各個(gè)終端設(shè)備上報(bào)數(shù)據(jù)后，由系統(tǒng)模塊統(tǒng)一處理后再次傳輸給數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)[2]。

2.1.4數(shù)據(jù)存儲

10kV配電網(wǎng)智能化技術(shù)面向線路故障處理的10kV配電網(wǎng)智能化技術(shù)設(shè)計(jì)中，為實(shí)現(xiàn)10kV配電網(wǎng)智能化技術(shù)將傳感器采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行批量處理與集成分析，提取關(guān)鍵信息和知識，因此在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)的研究不可回避。數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)作為10kV配電網(wǎng)智能化技術(shù)在線處理線路故障的關(guān)鍵，通過對線路運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲與處理，可在線路故障在線處理中對照歷史數(shù)據(jù)，為線路故障處理提供數(shù)據(jù)參考。具體設(shè)計(jì)如表1所示。

2.2在線路故障處理的算法

10kV配電網(wǎng)智能化技術(shù)可將線路故障中的數(shù)據(jù)進(jìn)行集成化、共享化處理，數(shù)據(jù)集成的關(guān)鍵在于對多源異構(gòu)線路數(shù)據(jù)進(jìn)行無縫連接與整合，將線路各階段傳感器、監(jiān)測點(diǎn)的數(shù)據(jù)形成統(tǒng)一數(shù)據(jù)集。對此，基于10kV配電網(wǎng)智能化在線路故障處理中，應(yīng)對線路各節(jié)點(diǎn)的處理進(jìn)行歸一化處理。具體算法如下：

式（1）中：表示整合后的數(shù)據(jù)集；，，，表示不同源頭的原始數(shù)據(jù)。

將數(shù)據(jù)歸一化處理后，通過構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)接口、協(xié)議，對接數(shù)據(jù)庫及構(gòu)建故障診斷模型，具體計(jì)算公式為：

式（2）中：表示信息集；，，，表示故障線路各節(jié)點(diǎn)信息。

與數(shù)據(jù)庫對接及構(gòu)建故障診斷模型后，采用先進(jìn)融合方式，積極結(jié)合不同檢測方法、故障診斷算法對線路運(yùn)行中存在的故障進(jìn)行分析。一方面，應(yīng)以提高10kV配電網(wǎng)智能化技術(shù)在線路故障定位、預(yù)測的能力為基礎(chǔ)；另一方面，可通過權(quán)重分配、邏輯運(yùn)算等方式，綜合各算法優(yōu)劣勢，以此提高10kV配電網(wǎng)智能化技術(shù)線路故障診斷、處理的響應(yīng)效率。故障診斷擬采用卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（ConvolutionalNeuralNetworks，CNN）、循環(huán)神經(jīng)（RecurrentNeuralNetwork，RNN）進(jìn)行處理，兩種算法在序列數(shù)據(jù)處理、圖像識別方面具有較強(qiáng)的優(yōu)勢，將卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法與循環(huán)神經(jīng)算法引入10kV配電網(wǎng)智能化技術(shù)在配電線路故障診斷與處理中的綜合運(yùn)算，可在極短時(shí)間內(nèi)處理序列化配電線路運(yùn)行數(shù)據(jù)及配電線路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，進(jìn)而通過深度學(xué)習(xí)算法實(shí)現(xiàn)對10kV配電網(wǎng)線路故障進(jìn)行快速定位、分類，甚至可實(shí)現(xiàn)在線路故障前，結(jié)合數(shù)據(jù)庫中各線路運(yùn)行參數(shù)，判斷線路是否存在故障隱患。對此，算法融合可表示為：

式（3）中：表示優(yōu)化后的算法輸出；表示原始算法輸出。

優(yōu)化內(nèi)容主要涵蓋了卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、循環(huán)神經(jīng)在10kV配電網(wǎng)線路參數(shù)調(diào)整、模型更新、資源計(jì)算等方式，確保算法在10kV配電網(wǎng)智能化技術(shù)在線路故障處理中具有高效性、準(zhǔn)確性[3]。

此外，智能響應(yīng)與響應(yīng)機(jī)制作為10kV配電網(wǎng)智能化技術(shù)在線路故障處理中的關(guān)鍵，設(shè)計(jì)針對傳統(tǒng)10kV配電網(wǎng)智能終端響應(yīng)機(jī)制偏弱的問題，提出了以提高10kV配電網(wǎng)智能化技術(shù)的適應(yīng)性、自主性為基礎(chǔ)，確保10kV配電網(wǎng)智能化技術(shù)可在配電線路異常狀態(tài)下迅速進(jìn)行處理。具體決策公式為：

式（4）中：表示智能決策結(jié)果；表示不同決策算法輸出。針對10kV配電網(wǎng)線路因能源需求、溫度及運(yùn)行環(huán)境的差異，擬通過采用數(shù)學(xué)模型對系統(tǒng)狀態(tài)進(jìn)行綜合性評估，具體算法為：

式（5）中：表示智能響應(yīng)結(jié)果；表示原始響應(yīng)。

2.310kV配電網(wǎng)智能化技術(shù)在故障處理的流程

2.3.1線路監(jiān)測

10kV配電網(wǎng)智能化技術(shù)通過實(shí)時(shí)接收運(yùn)行線路傳感器的數(shù)據(jù)，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控、遠(yuǎn)程操作，實(shí)時(shí)獲取10kV配電網(wǎng)線路運(yùn)行狀態(tài)，其中，10kV配電網(wǎng)智能化技術(shù)通過實(shí)時(shí)獲取各線路節(jié)點(diǎn)的電能水平、電流、電壓等信息，通過傳感器、智能設(shè)備等實(shí)現(xiàn)智能感知和監(jiān)測功能，利用網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)將故障信息傳輸至監(jiān)控中心，監(jiān)控中心通過對比歷史數(shù)據(jù)、故障模型，識別潛在故障風(fēng)險(xiǎn)，根據(jù)傳感器推送的故障定位信息，快速對故障線路進(jìn)行定位。10kV配電網(wǎng)智能化技術(shù)具有采集和處理大量的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的優(yōu)勢，傳感器、儀表等設(shè)備獲取的電力數(shù)據(jù)和狀態(tài)信息可傳輸?shù)浇K端中心，具有較強(qiáng)的時(shí)效性，改善傳統(tǒng)人工現(xiàn)場復(fù)核的方式。

2.3.2故障隔離

通過10kV配電網(wǎng)智能化技術(shù)中的遠(yuǎn)程隔離操作對故障線路進(jìn)行隔離，切斷故障區(qū)域與其他區(qū)域的電容連接，實(shí)現(xiàn)故障診斷，減少10kV配電網(wǎng)線路故障對整體配電網(wǎng)運(yùn)行的影響[4]。

2.3.3故障處理

10kV配電網(wǎng)智能化技術(shù)通過對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行智能分析和處理，實(shí)現(xiàn)對10kV配電網(wǎng)線路建立模型、算法等方式對線路的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行分析，并根據(jù)實(shí)時(shí)情況做出相應(yīng)的控制決策后，通過控制器、執(zhí)行器等設(shè)備，對電力系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制和操作，以此實(shí)現(xiàn)對電力設(shè)備的開關(guān)、調(diào)節(jié)等操作。通過10kV配電網(wǎng)智能化技術(shù)對線路進(jìn)行自動連接，對故障區(qū)域遙控操作，減少現(xiàn)場人員介入，有助于提高故障恢復(fù)速度。故障修復(fù)完成后，利用10kV配電網(wǎng)智能切換技術(shù)將隔離電力線路重新連接并恢復(fù)供電，減少用戶停電時(shí)間[5]。

3結(jié)語

綜上所述，現(xiàn)代化社會發(fā)展趨勢下，智能化、數(shù)字化技術(shù)為我國配電網(wǎng)線路管理提供了有力支撐。文章以10kV配電網(wǎng)智能技術(shù)在線路故障處理中的應(yīng)用進(jìn)行討論與分析，提出了面向線路故障診斷的10kV配電網(wǎng)智能技術(shù)，從物理層面、軟件層面出發(fā)分析了10kV配電網(wǎng)智能技術(shù)的組成后，對10kV配電網(wǎng)智能化技術(shù)的數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)、控制中心系統(tǒng)、線路故障檢測處理算法及用戶界面程序進(jìn)行了分析，繼而論述了10kV配電網(wǎng)智能技術(shù)在線路故障處理中的流程，以期為廣大學(xué)者提供參考幫助及建議。

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