梁亞明 張冠花 郭徐棟 黎子羽

摘 要 伴隨電力系統(tǒng)的發(fā)展，電網(wǎng)規(guī)模越來越大，結(jié)構(gòu)愈加復(fù)雜，不同區(qū)域間的聯(lián)系也更加緊密，這使得電力系統(tǒng)中產(chǎn)生的故障對(duì)系統(tǒng)自身的干擾也相應(yīng)增加。使用傳統(tǒng)配電網(wǎng)絡(luò)故障趨勢判斷方法則會(huì)造成趨勢判斷不準(zhǔn)確、誤差大等問題，對(duì)此現(xiàn)狀提出基于大數(shù)據(jù)分析的配電網(wǎng)絡(luò)故障趨勢判斷方法。在原有配電網(wǎng)絡(luò)故障分析判斷基礎(chǔ)上，引入大數(shù)據(jù)分析法，通過數(shù)據(jù)融合、解析、可視化、狀態(tài)辨別等過程實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)絡(luò)故障趨勢判斷。

關(guān)鍵詞 大數(shù)據(jù);配電網(wǎng)絡(luò);故障趨勢

1當(dāng)前配網(wǎng)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)收集的基本流程及特征

（1）配電自動(dòng)化系統(tǒng)（DAS）數(shù)據(jù)。我國電網(wǎng)配網(wǎng)自動(dòng)化水平逐年提升，配電自動(dòng)化系統(tǒng)（DAS）的運(yùn)用愈加普及，通過在配電線路上的開關(guān)站、環(huán)網(wǎng)柜、配電變壓器等一次設(shè)備上安裝配電終端（FTU），實(shí)現(xiàn)配電裝置實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)的收集、檢測，再利用多元化的方式接入主網(wǎng)，連同骨干通信網(wǎng)一同聚集到配電自動(dòng)化系統(tǒng)主站，從而提供給調(diào)控工作者配電網(wǎng)中的各類運(yùn)行情況及遙測，遙信信息。傳統(tǒng)DAS系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)在于運(yùn)用范圍較廣、數(shù)據(jù)承載量較大，可以對(duì)變電站外的線路裝置運(yùn)作訊息進(jìn)行傳輸;不足之處在于數(shù)據(jù)的精確化程度有限、通信平穩(wěn)度不高，對(duì)于非自動(dòng)化線路或裝置，無法使用[1]。

（2）能量管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)。通過裝備至每個(gè)廠站的RTU，搜集關(guān)于變電站中的電壓、電流、運(yùn)作情形等訊息的數(shù)值，利用以太網(wǎng)以及串行通信匯集于能量管理系統(tǒng)主站，進(jìn)而給配電網(wǎng)調(diào)控人員展示變電站10kV母線以及配電網(wǎng)主線開關(guān)的遙測、遙信訊息。另外，能量管理系統(tǒng)還把配電網(wǎng)主線開關(guān)的遙測電流值以每五分鐘一個(gè)數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)的方式，儲(chǔ)存在歷史數(shù)據(jù)服務(wù)器中。不難發(fā)現(xiàn)，能量管理系統(tǒng)仍有不足，表現(xiàn)在對(duì)于站外配電網(wǎng)絡(luò)裝置，暫時(shí)不可以發(fā)揮把控效用。配網(wǎng)調(diào)控人員通過該系統(tǒng)可達(dá)成對(duì)配網(wǎng)主線的監(jiān)測，對(duì)于非自動(dòng)化、通信出現(xiàn)問題的分支線路，目前還沒有很好的監(jiān)測方式。對(duì)于能量管理系統(tǒng)歷史數(shù)據(jù)庫中的精準(zhǔn)、實(shí)用的電流數(shù)據(jù)，可以運(yùn)用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)予以使用。

2配電網(wǎng)存在問題及配電線路安全運(yùn)行管理措施

（1）配電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)建設(shè)不規(guī)范。配電網(wǎng)絡(luò)在建設(shè)的過程時(shí)，因?yàn)闀r(shí)間和空間的跨度較大，導(dǎo)致設(shè)計(jì)方案沒有從配電網(wǎng)的全局架設(shè)上考慮，例如閘刀開關(guān)、變壓器、高壓電線等，在設(shè)計(jì)過程中，就沒有辦法保證其安裝地方的合理性[2]。

（2）配電網(wǎng)用的設(shè)備的問題。目前我國仍有很多偏遠(yuǎn)地方因?yàn)榕潆娫O(shè)備匱乏，或者配電設(shè)備老化，導(dǎo)致配電網(wǎng)出現(xiàn)問題。第一，配電線路的問題。因?yàn)殚L期暴露在外界中，受天氣因素的影響，很容易被侵蝕或者折斷。第二，絕緣子和斷路器的質(zhì)量不達(dá)標(biāo)。配電網(wǎng)設(shè)備是一種比較容易引雷的設(shè)備，因?yàn)橘|(zhì)量不達(dá)標(biāo)容易被雷電所產(chǎn)生的高壓擊穿，而造成漏電事故，導(dǎo)致大片區(qū)域的停電。

（3）提高安全巡視力度。輸配電線路的檢查是一項(xiàng)花費(fèi)大量時(shí)間及精力的工作，不僅要進(jìn)行定期檢查，而且要進(jìn)行日常巡視，以求在出現(xiàn)突發(fā)情況時(shí)可以快速維修。一方面要保證故障反饋的效率，保證維修人員第一時(shí)間趕往現(xiàn)場進(jìn)行維修;另一方面要保證巡視小組的靈敏性，要準(zhǔn)確把握當(dāng)?shù)氐淖匀粭l件以及交通情況。例如在一些交通事故多發(fā)地段，如果存在輸配電裝置，就要提高警惕，如果發(fā)現(xiàn)有重大的交通事故，就要考慮是否會(huì)對(duì)輸配電裝置產(chǎn)生威脅。

（4）對(duì)配電網(wǎng)工程質(zhì)量嚴(yán)格管控。從配電網(wǎng)的建設(shè)上來說，首先要做的是對(duì)配電網(wǎng)施工中的材料進(jìn)行嚴(yán)格的管控。第一，在配電網(wǎng)的建設(shè)之前，應(yīng)該針對(duì)性的制定出一個(gè)完整的施工策略，以防設(shè)備存在安防不合理的情況，避免出現(xiàn)超負(fù)荷或者資源浪費(fèi)的情況。其次是對(duì)高壓線與低壓線，做出明確的規(guī)定，保證兩份線的架設(shè)過程中，不會(huì)出現(xiàn)纏繞的情況。第二，斷路器、變壓器、電線的選用，都要采用質(zhì)量可靠的產(chǎn)品。在配電網(wǎng)建設(shè)中，一定要有管控人員對(duì)配電網(wǎng)建設(shè)中用到的材料質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格檢驗(yàn)，確保其廠家有國家頒發(fā)的生產(chǎn)許可證，而且自己也要在實(shí)踐中試用過，以此來確保建設(shè)材料的品質(zhì)[3]。

3方案設(shè)計(jì)

為進(jìn)一步提高配網(wǎng)自動(dòng)化水平，實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)分析的配電網(wǎng)絡(luò)故障分析，提出以下方案，并劃定出四個(gè)環(huán)節(jié)：①數(shù)據(jù)的預(yù)先處理：針對(duì)數(shù)據(jù)傳感裝置的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行分析選擇，降低數(shù)據(jù)的冗余率。并且形成狀態(tài)監(jiān)測和故障活動(dòng)里要求的初始特征量矩陣。這個(gè)過程中包含了網(wǎng)絡(luò)關(guān)聯(lián)矩陣搭建、特征量選擇區(qū)域差分工作。②數(shù)據(jù)的融合：根據(jù)數(shù)據(jù)融合的概念，有關(guān)工作人員在空間上將多方面、單時(shí)段單電氣特征量的狀態(tài)監(jiān)測矩陣融合成多電氣特征量的狀態(tài)監(jiān)控矩陣;然后進(jìn)一步大范圍拓寬矩陣時(shí)間序列，最后產(chǎn)生高維時(shí)空狀態(tài)監(jiān)測矩陣。③數(shù)據(jù)分析及可視化處理：通過多維尺度分析算法，工作人員在保證多個(gè)對(duì)象維系相對(duì)穩(wěn)定的基礎(chǔ)上優(yōu)化監(jiān)測矩陣，在數(shù)據(jù)可視化的過程中表現(xiàn)好低維空間的高維數(shù)據(jù)，減少低價(jià)值數(shù)據(jù)量，進(jìn)而更深層次完成數(shù)據(jù)融合;然后，完成降維工作后，離群點(diǎn)核驗(yàn)時(shí)空情形監(jiān)測矩陣，從而維持智能配電網(wǎng)運(yùn)作情形高效率的分辨。④狀態(tài)分辨：在狀態(tài)分辨工序中，工作人員要對(duì)數(shù)據(jù)分析進(jìn)行狀態(tài)分辨并對(duì)該部分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行針對(duì)性處理。通過之前三個(gè)過程，在得到的時(shí)空狀態(tài)監(jiān)測矩陣可以看到每個(gè)離群點(diǎn)就對(duì)應(yīng)一個(gè)故障節(jié)點(diǎn)，而每個(gè)故障節(jié)點(diǎn)所在位置就代表的配網(wǎng)故障范圍。當(dāng)發(fā)生事故時(shí)，通過一體化終端，調(diào)控人員就能針對(duì)性地對(duì)故障發(fā)生位置實(shí)現(xiàn)故障隔離。需要注意的地方：監(jiān)測矩陣范圍較廣，數(shù)據(jù)分散，如果一一核驗(yàn)矩陣中的離群點(diǎn)，則會(huì)大大增加工作量，使得算法時(shí)間更加復(fù)雜、耗時(shí)，同時(shí)檢測數(shù)據(jù)精準(zhǔn)度也會(huì)大大降低。因此為提高配電網(wǎng)故障的監(jiān)測工作效率，完善時(shí)效和精準(zhǔn)程度，在核驗(yàn)離群點(diǎn)之前，必須對(duì)監(jiān)測矩陣數(shù)據(jù)進(jìn)行降維處理[4]。

4結(jié)束語

在我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展之下，配電網(wǎng)及配電線路的安全運(yùn)行，不論是對(duì)群眾生活質(zhì)量的提升，還是國家發(fā)展的加快，都具有十分重要的意義。只有加強(qiáng)對(duì)配電網(wǎng)工程質(zhì)量的嚴(yán)格把控、轉(zhuǎn)變思想觀念、在配電網(wǎng)建設(shè)中引入新型設(shè)備、加強(qiáng)管理、提高管理人員水平的策略，才能讓配電網(wǎng)的安全運(yùn)行有所保障。

參考文獻(xiàn)

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[4] 余英，朱正國，黃超，等.基于大數(shù)據(jù)分析的配電網(wǎng)絡(luò)故障趨勢判斷[J].電源技術(shù)，2018（1）：132-134，146.