瀏陽新華電力有限公司 張愛輝 中國電建集團海南電力設計研究院有限公司 蔣銀華

1 系統(tǒng)建設思路

1.1 設計思路

從當前所應用的自動化系統(tǒng)出發(fā)，借助智能化、信息化數(shù)據(jù)將不同系統(tǒng)的接口進行有效連接，進而得到不同類型的數(shù)據(jù)信息。利用相關系統(tǒng)得到的主網(wǎng)設備以及拓撲結構等，保證配網(wǎng)生產(chǎn)管理和相關設備運行臺賬信息。明確配網(wǎng)地理信息數(shù)據(jù)，加強與用戶的緊密聯(lián)系，得到相關配網(wǎng)拓撲模型和線路圖。利用相關管理系統(tǒng)得到用戶配變、分類等數(shù)據(jù)信息。借助營采系統(tǒng)得到電量、計量點之間的關系信息。這種通過有效獲取數(shù)據(jù)信息，實現(xiàn)傳送方式的實時到達，對降低配電網(wǎng)故障、風險預警有著基礎而重要的作用，與此同時能夠提供更加全方面、全過程的技術信息，提高電力企業(yè)的管理質(zhì)量和管理效率。

1.2 建設目標

首先，需要與專家所提供的風險分析、故障恢復等相關決策信息相結合，確保調(diào)度工作人員在進行故障檢查、故障修復等環(huán)節(jié)，能夠實現(xiàn)故障源的精準定位，準確判定故障風險等級，從而實現(xiàn)多角度、全方位的信息支持，確保信息準確、分析科學、處理得當；其次，需依據(jù)配網(wǎng)的實際運行情況，進行事故預警、故障診斷等分析處理工作，進而做出科學、合理的決策判定，制定明確的處理方案，保證故障在第一時間得到有效處理。

此外，對于故障判定和分析來說，需要重視全過程的分析和處理，提高計算結果的穩(wěn)定性與有效性，保證具有較強的實用性。方案制定的過程中，主要以安全分析、風險檢修及設備預警為核心，實現(xiàn)方案的最優(yōu)化處理。

1.3 研究關鍵技術與難點

在實際設計過程中，應重視人工智能等技術的應用，從而實現(xiàn)信息的動態(tài)、實時監(jiān)聽；當調(diào)度的自動化、智能化及信息技術水平不斷提高時，會更多的融入電網(wǎng)設備和控制功能，進而提升配網(wǎng)的自動化水平，數(shù)據(jù)不斷增多的同時，也在告警窗口進行有效的匯總和聚集。然而，受集約化水平管理及精細化工作要求，在電力調(diào)度實際工作中，存在值班調(diào)度員人數(shù)有限，調(diào)度日常事務卻不斷的累加的情況；一旦配網(wǎng)出現(xiàn)異常、故障等問題時，各類信號會隨之涌入到電網(wǎng)告警處，在此背景下，僅依靠人工進行相關作業(yè)無法對故障信息進行及時的監(jiān)測和處理，對故障信息的記錄與發(fā)布產(chǎn)生了不利影響，無法有效滿足電網(wǎng)部門推行的快速復電的需求，進而導致配網(wǎng)可靠性和穩(wěn)定性有所下降。

以110kV 失壓變電站為例，將其作為起點，失壓變電站35kV 母線為終點，進行復電路徑的尋找。一般情況下110kV 失壓變電站有兩段失壓35kV 母線，因此可通過尋找兩條失壓35kV 母線進行復電路徑的找尋，將分段開關當作路徑復電的電源。同時，應重視故障信號感應系統(tǒng)的研發(fā)，借助人工智能、數(shù)據(jù)監(jiān)測等信息技術，對系統(tǒng)信息進行實時、動態(tài)監(jiān)測，通過數(shù)據(jù)的過濾和篩選，使得數(shù)據(jù)能夠在指定的時間內(nèi)進行動作信號有機組合，進而形成具有規(guī)律性的信息矩陣，再利用相關的邏輯運算推理的方式實現(xiàn)配網(wǎng)的智能化告警。

當告警信息無法及時進行捕捉時，則可通過人機合作的方式進行界面的匹配和干預，實現(xiàn)告警事件的有效判定。通過告警事件進行系統(tǒng)交互輸出，保證服務的多元化，實現(xiàn)事件的直接發(fā)布。對于系統(tǒng)平臺來說，其技術在應用過程中的難點主要在于告警的智能化分析、知識庫的科學管理以及參數(shù)功能的精確控制。上述技術能有效解決后期的數(shù)據(jù)維護、功能調(diào)試及故障維修過程中對系統(tǒng)產(chǎn)生的不利影響，從而實現(xiàn)系統(tǒng)的高效使用[1]。

1.4 風險評估體系研究

當配網(wǎng)發(fā)生故障時，有效分析故障告警事件能對故障性質(zhì)進行科學合理判定，幫助相關工作人員進行方案的優(yōu)化和完善，實現(xiàn)決策的智能化、信息化水平。與此同時，建立科學、有效的風險管控機制能夠有效進行風險的識別、分析與監(jiān)視。因此，在進行風險建模期，應重視數(shù)據(jù)的發(fā)掘、風險因素的有效判定。在進行風險評估時，應與不同類型的檢測手段相結合，進行數(shù)據(jù)的精確監(jiān)督，再依據(jù)其影響程度進行量化的管理和發(fā)布。

在進行風險監(jiān)視和管理控制時，應依據(jù)風險評估系統(tǒng)的信息制定，借助可視化的監(jiān)控工具進行風險的控制。此外，在進行風險評估體系的建立時，還需依據(jù)具體落實情況，進行風險管控方法的科學、精準制定，為面對不同類型的風險管控提供全面的技術和數(shù)據(jù)支持，以提升風險防控水平，保證電力生產(chǎn)的安全性和穩(wěn)定性。

2 系統(tǒng)設計

2.1 系統(tǒng)硬件結構

在數(shù)據(jù)的有效收集和處理過程中，應準確收集運行狀態(tài)參數(shù)、電氣環(huán)境參數(shù)以及配網(wǎng)數(shù)據(jù)，與配網(wǎng)四周的環(huán)境相結合，有效判定環(huán)境氣體濃度和溫濕度，保證設備運行良好。其中，設備的運行參數(shù)主要是指開關狀態(tài)和電氣量參數(shù)等。借助通信管理單元進行數(shù)據(jù)的有效收集，進而實時傳送到監(jiān)控后臺，對后臺監(jiān)控中心與客戶端進行指令的下達，實現(xiàn)例如開關、刀閘等狀態(tài)的開啟或關閉。從而改善配網(wǎng)設備的整體運行環(huán)境和狀況，降低故障發(fā)生的頻率，提高設備的整體運行效率。

2.2 故障預判算法

間隔層主要是進行設備的間隔保護，在模塊化思想的基礎上進行模塊的多功能保護，主要有主功能模塊、遠程協(xié)同模塊的保護。其中，對于主功能模塊來說，其處理方式主要為采樣報文，在實際的采樣中對解析結果進行科學發(fā)送，實現(xiàn)一次設備的精準操作。利用相關通信規(guī)約，利用變電站中的總線進行報文通信的保護。在此過程中，應綜合考量網(wǎng)絡負荷容量、協(xié)同信息數(shù)量，與此同時，為有效降低交換機的采樣率，進而造成網(wǎng)絡通信水平的降低，需要對相關的保護方案進行雙過程總線方案的設置。

在進行傳統(tǒng)微機保護過程中，一般采用半波積分算法的方式進行電壓和電流的保護，當故障處于暫停狀態(tài)時，應充分借助半波積分面積進行電流有效值的測定，實現(xiàn)電流變化故障的計算，利用半波積分面積數(shù)據(jù)可對故障的主要發(fā)展趨勢進行精確判定。為防止個別數(shù)據(jù)影響整體計算結果，應進行周波的合理預判。

2.3 故障診斷設計

在進行故障設計過程中可以采用并行的方式，有助于提升診斷的質(zhì)量和水平。電氣設備在進行動態(tài)數(shù)據(jù)庫信息的收集過程中，有效借助數(shù)據(jù)運行參數(shù)進行預判系統(tǒng)和故障診斷的判定，從而將邏輯推理知識庫的故障和動態(tài)數(shù)據(jù)庫信息進行有效融合，當兩者能夠充分融合和匹配時需進行邏輯推理的跳轉，借助傳統(tǒng)診斷思維進行合理的預判，當邏輯推理知識庫中缺乏故障征兆時，則能夠借助神經(jīng)網(wǎng)絡推理機制進行合理計算，從而獲得相應的數(shù)據(jù)計算結果。

在進行診斷時，應對診斷過程進行有效解釋，及時更新邏輯推理的知識庫，從而不斷獲得經(jīng)驗積累，當系統(tǒng)使用年限不斷增加時，邏輯推理知識庫的內(nèi)容也更加完善和豐富。邏輯推理知識庫能實現(xiàn)定位和故障診斷功能，進而實現(xiàn)故障的有效預判。此外，在進行系統(tǒng)的整體分析和成套采集時，需對配網(wǎng)設備可能發(fā)生的故障進行有效判定，從而借助多種命令和權限進行故障的處理[2]。

2.4 故障告警處理流程

電力系統(tǒng)中的結構相互之間聯(lián)系緊密，所以故障警告問題也并非單獨發(fā)生，甚至部分故障警告會發(fā)生相關的連鎖反應，造成更多告警故障的發(fā)生。也就是說，極易發(fā)生系統(tǒng)監(jiān)測到的部分告警自身并非是故障源，之所以發(fā)生故障是因其他故障源引發(fā)的。所以，在進行告警中重視邏輯拓撲關系的應用確有必要。利用邏輯拓撲關系能夠實現(xiàn)根源性故障告警的快速尋找，進而對故障進行準確定位，提高故障處理的處理質(zhì)量和處理效率，從而有助于提升設備的整體服務效率，降低工作人員的工作負荷。

邏輯拓撲結構有效建立的同時，還需要加強統(tǒng)計數(shù)據(jù)平臺的管理，從而保證動力環(huán)境、通信網(wǎng)絡以及應用業(yè)務等不同功能之間的告警信息的收集。廠家不同、告警信息的角度也并不相同，所以應做好告警信息的有效合并，進而提高告警信息的精確性和有效性。邏輯拓撲結構能夠實現(xiàn)告警的智能化管理，對故障根源位置進行精確判斷，在智能化、自動化分析后進行告警信息的判定，不同的主告警能夠實現(xiàn)連鎖告警功能，可以依據(jù)告警信息快速的判斷故障類型。通過對告警事件進行科學分級后建立相關的監(jiān)控臺列表，及時對數(shù)據(jù)進行更正，告警事件能夠實現(xiàn)語音、信息的發(fā)送，告警事件能夠以存儲的方式收入到告警庫中，進而形成不同類型的報表。

圖1 配網(wǎng)運行告警信息綜合平臺架構

2.5 告警智能歸并與故障點定位

對于配網(wǎng)故障告警管理來說，重要的是告警的智能歸并和故障根源定，主要采用對引擎進行科學歸并的方式進行故障的有效處理，在告警事件中，其主要關聯(lián)內(nèi)容主要有動力環(huán)境、通信網(wǎng)絡及系統(tǒng)軟件等邏輯拓撲知識庫的建立。在告警智能歸并流程中系統(tǒng)能夠快速接收相關告警事件，利用智能歸并法進行故障的判定。對結果進行科學分析后可將經(jīng)驗輸入知識庫與邏輯拓撲結果有機融合，從而優(yōu)化和改善規(guī)則。

3 仿真實驗

依據(jù)相關因素和風險值符號對照表可得出當其他變量不發(fā)生改變時，故障次數(shù)的影響因素主要有可控風險值、負荷比風險次數(shù)以及停電可控風險值等。一般情況下，上述部分因素會對發(fā)布、用戶數(shù)以及停電時長產(chǎn)生一定的影響。因此，對于發(fā)布問題需要進行影響因素、影響程度的判定，其中單因素不同時段的K 值分析表如表1。

表1 單因素K 值分析

一般來說，電網(wǎng)公司可依據(jù)時間的設定進行停電時間的有效發(fā)布，當用戶感知能力較為敏感時若未能及時、有效的發(fā)布停電信息，容易降低用戶的體驗感。通過對相關因素進行分析得出，不同因素時間段斜率不同，對排序分析影響的不同因素時間段和重要程度進行有效判定，能夠獲得差異的有效判定，在此過程中對風險次數(shù)的影響強度也能夠有效判定，獲得準確數(shù)據(jù)。而對用戶來說，當一定范圍內(nèi)發(fā)生配網(wǎng)用電故障時，新增斷電風險也隨之增加，因此當用戶能夠敏感的感知到發(fā)生斷電的可能時，能夠及時與電網(wǎng)公司溝通，最大程度的降低故障發(fā)生的可能性。

綜上，電網(wǎng)的發(fā)展與智能化、自動化技術的進步使得電力系統(tǒng)的規(guī)模不斷擴大，配網(wǎng)的整體運營方式逐漸復雜，調(diào)度人員的工作負荷不斷增加，相關數(shù)據(jù)信息也日益增多，若在此過程中未能及時、準確的發(fā)現(xiàn)故障問題，極易對電力安全產(chǎn)生不良的影響。因此需重視配電網(wǎng)的故障檢測工作，在配電網(wǎng)的故障風險檢測中，有效融入智能化、信息化技術有助于從主網(wǎng)設備、拓撲結構以及實時數(shù)據(jù)等方面實現(xiàn)故障與風險的準確判斷，確保衡量結果的有效性和科學性。在此過程中，積極借助相關故障判定方式，進而形成合理的專家知識庫系統(tǒng)，有助于配網(wǎng)故障根源的有效定位，提高處理故障的管理質(zhì)量和水平。