樸永鑫 高金玉 劉帥 高子宸

摘要：配電網(wǎng)工作環(huán)境復(fù)雜度較高，影響配電網(wǎng)工作狀態(tài)的因素來(lái)源有很多，潛在風(fēng)險(xiǎn)因素不同忽視。本文分析了一種故障風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警系統(tǒng)，面向配電網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)控過(guò)程。首先分析了故障風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警系統(tǒng)開發(fā)目的和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，隨后總結(jié)應(yīng)用效果。

關(guān)鍵詞：配電網(wǎng);故障風(fēng)險(xiǎn);預(yù)警系統(tǒng)

一、系統(tǒng)開發(fā)過(guò)程

1.系統(tǒng)開發(fā)目的。

開發(fā)配電網(wǎng)故障風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警系統(tǒng)的作用在于加強(qiáng)配電網(wǎng)監(jiān)測(cè)力度，配電網(wǎng)線路工作在復(fù)雜環(huán)境中，發(fā)生絕緣子劣化、異常放電等現(xiàn)象的概率較高，也容易導(dǎo)致短路故障或者遭受外力破壞影響。開發(fā)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警系統(tǒng)，主要目的包括快速定位并處理接地短路故障、檢測(cè)外力破壞現(xiàn)象并發(fā)出警報(bào)、監(jiān)測(cè)配電網(wǎng)線路絕緣子狀態(tài)等，應(yīng)用價(jià)值顯著。

2.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

（1）系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)。配電網(wǎng)故障風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警系統(tǒng)的核心在于前臺(tái)系統(tǒng)與后臺(tái)系統(tǒng)之間的交互過(guò)程，該交互過(guò)程在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中進(jìn)行。故障風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警前臺(tái)系統(tǒng)承擔(dān)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)、獲取監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)并返回的職責(zé)，在監(jiān)測(cè)到接地短路、外力破壞故障信息的前提下，通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境回傳到故障風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警后臺(tái)系統(tǒng)。后臺(tái)系統(tǒng)根據(jù)回傳的故障信息，進(jìn)行數(shù)據(jù)解析處理任務(wù);完成數(shù)據(jù)分析任務(wù)后，將隱患信息分析結(jié)果反饋到監(jiān)控中心屏幕中。

（2）系統(tǒng)前端設(shè)計(jì)。組成系統(tǒng)前端的基本單元是采集終端，設(shè)置采集終端數(shù)量時(shí)結(jié)合配電網(wǎng)故障監(jiān)測(cè)實(shí)際情況，可以只布局一個(gè)采集終端，也可以布局多個(gè)終端，具體視情況而定。例如在一種故障風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警系統(tǒng)方案中，布置了雷電流測(cè)頭、雷電流監(jiān)測(cè)模塊、斷路器高壓監(jiān)測(cè)模塊、漏電流監(jiān)測(cè)模塊、雷電壓測(cè)頭以及鐵路雷擊監(jiān)測(cè)單元，充分考慮到影響配電網(wǎng)狀態(tài)的各種因素。在每個(gè)監(jiān)測(cè)模塊或者測(cè)頭附近設(shè)置采集終端，負(fù)責(zé)接收模塊、測(cè)頭監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)信息，這些數(shù)據(jù)綜合反映配電網(wǎng)工作狀態(tài)和環(huán)境狀況。數(shù)據(jù)采集過(guò)程需要借助網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，該過(guò)程可以在有線或者無(wú)線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中完成。為保證監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量，利用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，盡量控制數(shù)據(jù)傳輸?shù)木嚯x，避免影響數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量;長(zhǎng)距離數(shù)據(jù)傳輸可以借助RS485有線網(wǎng)絡(luò)。系統(tǒng)前端監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)信息到達(dá)后臺(tái)系統(tǒng)前，需要經(jīng)過(guò)無(wú)線網(wǎng)關(guān)和移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，數(shù)據(jù)信息從采集終端到無(wú)線網(wǎng)關(guān)的過(guò)程依托Lora網(wǎng)絡(luò)。后臺(tái)系統(tǒng)與無(wú)線網(wǎng)關(guān)之間也應(yīng)當(dāng)建立網(wǎng)絡(luò)通訊關(guān)系，例如通過(guò)4G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)終端數(shù)據(jù)傳輸?shù)胶笈_(tái)系統(tǒng)的效果。

（3）系統(tǒng)后端設(shè)計(jì)。故障風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警系統(tǒng)后臺(tái)主要承擔(dān)數(shù)據(jù)處理、分發(fā)數(shù)據(jù)處理結(jié)果、觀察配電網(wǎng)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控情況等任務(wù)。在系統(tǒng)后端設(shè)計(jì)了物聯(lián)網(wǎng)云端，借助物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境處理前端傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信息。配電網(wǎng)故障監(jiān)測(cè)信息處理完畢后，監(jiān)測(cè)人員通過(guò)監(jiān)控客戶端可以獲取到監(jiān)測(cè)信息處理結(jié)果;監(jiān)控客戶端可以是PC設(shè)施，也可以是移動(dòng)端設(shè)施;無(wú)論采用任何設(shè)施，都必須要保證設(shè)施處于聯(lián)網(wǎng)狀態(tài)，確保與系統(tǒng)后臺(tái)云端的互聯(lián)關(guān)系。在設(shè)計(jì)系統(tǒng)后臺(tái)的過(guò)程中需要考慮到IP地址的分配問(wèn)題，遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集設(shè)施IP處于非固定狀態(tài)，通過(guò)自動(dòng)分配獲取;通過(guò)客戶端獲取監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)時(shí)，需要發(fā)揮服務(wù)器的中轉(zhuǎn)作用。

在配電網(wǎng)故障監(jiān)控體系中還需要關(guān)注到監(jiān)控點(diǎn)的狀況，由于配電網(wǎng)監(jiān)控范圍較大，在配電網(wǎng)監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)布局很多監(jiān)控點(diǎn)，保證配電網(wǎng)故障監(jiān)測(cè)的可靠性;通過(guò)平臺(tái)掌握現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控點(diǎn)的環(huán)境狀態(tài)，避免出現(xiàn)監(jiān)控點(diǎn)失靈的現(xiàn)象。根據(jù)監(jiān)控體系反饋的信息定位其中的異常信息，判斷現(xiàn)場(chǎng)配電網(wǎng)線路可能出現(xiàn)的異常狀態(tài)，為制定應(yīng)急處理方案節(jié)省時(shí)間，也為配電網(wǎng)線路的穩(wěn)定運(yùn)行添加安全鎖。

在系統(tǒng)后端布局了電力信息云，這是處理前端傳遞監(jiān)測(cè)信息的關(guān)鍵。通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)配電網(wǎng)線路的調(diào)研，為故障風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警系統(tǒng)的開發(fā)制定統(tǒng)一接口標(biāo)準(zhǔn)，在布局網(wǎng)關(guān)的前提下實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的傳輸效果。對(duì)配電網(wǎng)線路的監(jiān)測(cè)可以在帶電和停電兩種狀態(tài)下進(jìn)行，電力信息云中整合了知識(shí)庫(kù)模型，為分析兩種狀態(tài)下反饋的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、深入診斷配電網(wǎng)線路故障提供了有效依據(jù)。因此電力信息云的布局，實(shí)現(xiàn)故障預(yù)警、專家診斷以及決策過(guò)程的整合效應(yīng);對(duì)線路狀態(tài)的判斷包括狀態(tài)預(yù)判和故障判斷兩種類型，如果遇到相對(duì)復(fù)雜或者生疏的配電網(wǎng)線路故障，可以調(diào)用專家診斷過(guò)程，結(jié)合知識(shí)庫(kù)資源提供診斷結(jié)果，作為現(xiàn)場(chǎng)檢修人員開展運(yùn)行維護(hù)工作的依據(jù)。系統(tǒng)電力信息云結(jié)構(gòu)如圖所示。

二、系統(tǒng)應(yīng)用效果

1.提升故障監(jiān)測(cè)全面性。利用故障風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)配電網(wǎng)全部狀態(tài)量信息的匯總效果，為數(shù)據(jù)分析處理帶來(lái)很多方便。將智能化思想與故障處理過(guò)程相結(jié)合，故障處理過(guò)程更加便捷，有助于智能化決策工作的開展，對(duì)原有故障判斷方式進(jìn)行優(yōu)化升級(jí)，配電網(wǎng)線路故障診斷質(zhì)量更勝一籌。

2.體現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)理念。故障風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警系統(tǒng)上報(bào)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)能夠反映配電網(wǎng)線路的實(shí)時(shí)狀態(tài)，保證工作人員通過(guò)監(jiān)控中心獲取數(shù)據(jù)的時(shí)效性。而且上報(bào)的數(shù)據(jù)信息同時(shí)兼顧及時(shí)和全面性要求，例如在處理配電網(wǎng)雷擊故障的場(chǎng)景中，通過(guò)監(jiān)控中心就可以掌握配電網(wǎng)線路遭受雷擊的狀態(tài)和具體信息，快速定位發(fā)生配電網(wǎng)雷擊故障位置;結(jié)合故障風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警系統(tǒng)就可以分析實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，為掌握配電網(wǎng)線路狀態(tài)提供有效依據(jù)，也為快速消除配電網(wǎng)線路故障奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

結(jié)束語(yǔ)：故障風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警系統(tǒng)的開發(fā)，為監(jiān)控配電網(wǎng)狀態(tài)、及時(shí)處理配電網(wǎng)線路故障提供了快捷手段。在配電網(wǎng)狀態(tài)監(jiān)控過(guò)程中積極應(yīng)用本系統(tǒng)，為配電網(wǎng)監(jiān)測(cè)帶來(lái)更多先進(jìn)因素，配電網(wǎng)監(jiān)測(cè)和故障處理工作更加從容。

參考文獻(xiàn)

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