0 引言

隨著智能電網(wǎng)建設(shè)的推進(jìn),對配電網(wǎng)供電可靠性的要求不斷提高,當(dāng)配電網(wǎng)發(fā)生停電事件后,高效統(tǒng)一的管理配電網(wǎng)停電,對于提高供電可靠性,提升客戶服務(wù)水平有著重要意義^[1-2]。目前故障停電研判技術(shù)較為成熟,但對配電網(wǎng)內(nèi)其他停電事件綜合研判的研究較少。文獻(xiàn)[3]提出了基于調(diào)度運行管理系統(tǒng)構(gòu)建配電網(wǎng)故障研判方案,該方案在數(shù)據(jù)共享基礎(chǔ)上,采用歸集方法,實現(xiàn)故障診斷。文獻(xiàn)[4]介紹配電網(wǎng)兩大類故障區(qū)段定位方法,基于現(xiàn)場終端采集到的故障信息和基于客戶報修信息,并結(jié)合智能算法進(jìn)行故障區(qū)段診斷。文獻(xiàn)[5]在GIS技術(shù)的基礎(chǔ)上設(shè)計故障停電和預(yù)安排停電的處理流程,重點說明了故障停電處理的思路。

本文基于停電管理系統(tǒng)構(gòu)建配電網(wǎng)停電研判,通過設(shè)計各類停電事件的研判流程科學(xué)有效管理配電網(wǎng)停電,主要包括配電網(wǎng)故障定位、客戶報修處理、計劃停電分析、營銷停電管理等停電事件,提高了供電企業(yè)工作效率及用戶滿意度。首先對接收到的配電網(wǎng)停電信息分類處理,若為故障停電,將故障信息與相應(yīng)的定位方法有機(jī)結(jié)合,實現(xiàn)故障診斷。把同一個故障產(chǎn)生的不同類停電信息進(jìn)行整合處理,避免重復(fù)研判。配電網(wǎng)停電研判方案實現(xiàn)了多種停電事件的研判,對于故障造成的停電,故障定位后自動生成搶修工單,進(jìn)行搶修指揮業(yè)務(wù)^[6-7]。

 1 配電網(wǎng)停電研判原理

配電網(wǎng)停電研判以電網(wǎng)模型、電網(wǎng)實時運行數(shù)據(jù)、設(shè)備信息、用戶信息等基礎(chǔ)信息為依托,對接收到的停電信息（開關(guān)動作信息和配變報警信息等配網(wǎng)故障信息、客戶報修信息、計劃停電信息、營銷停電信息）進(jìn)行研判,若同一時間接收多條停電信息,處理的先后順序為：開關(guān)動作信息、配變報警信息、客戶報修信息、計劃停電信息、營銷停電信息。故障發(fā)生時,故障信息可能會出現(xiàn)漏報、錯報等狀況。通過整合同一故障產(chǎn)生的不同類故障信息、召測實時運行數(shù)據(jù)等手段,減少錯報。對于漏報情況,下一級故障信息對上一級故障起到補(bǔ)充作用,使得故障診斷更加全面。配電網(wǎng)停電研判原理如圖1所示。

圖1 配電網(wǎng)停電研判原理Fig.1 Principle of distribution network power outage judgment

 2 停電研判流程

2.1 配電網(wǎng)故障定位

停電管理系統(tǒng)接收到來自配電自動化系統(tǒng)的開關(guān)動作信息,用電信息采集系統(tǒng)的配變報警信息發(fā)出報警。系統(tǒng)基于不同的故障信息進(jìn)行各自的故障定位,配網(wǎng)故障定位后進(jìn)行停電范圍分析,根據(jù)電網(wǎng)拓?fù)浞治鐾ｋ娪脩簟⑼ｋ娫O(shè)備。管理人員需要第一時間通知搶修人員進(jìn)行故障搶修,并通過95598系統(tǒng)通知客戶,提高客戶的滿意度。若本次故障為饋線故障,需要將故障定位結(jié)果返回至配電自動化系統(tǒng),配電自動化系統(tǒng)控制中心以遙控方式進(jìn)行遠(yuǎn)方倒閘操作,即下達(dá)命令指示饋線終端單元（Feeder Terminal Unit,FTU）控制分段開關(guān)進(jìn)行開斷操作^[8]。從而隔離故障區(qū)域,恢復(fù)非故障區(qū)段的
供電。

2.2 客戶報修處理

客戶用電出現(xiàn)問題后,向95598系統(tǒng)報修,客服人員對客戶報修信息進(jìn)行記錄,根據(jù)客戶報修單對本次停電事件進(jìn)行處理^[9]。首先判斷是否為已知停電事件（營銷停電、計劃停電、故障停電）,如果是就不需要再進(jìn)行處理,把具體情況反饋給客戶;如果不是則將此次停電事件發(fā)送至停電管理系統(tǒng)中,系統(tǒng)基于客戶報修信息進(jìn)行故障研判。根據(jù)電網(wǎng)拓?fù)浞治?加載用戶電能表至配變的供電路徑,并召測相關(guān)信息判斷故障位置。首先召測電能表電流,當(dāng)電能表三相電流都不為0說明電能表正常,為戶內(nèi)故障,否則為配網(wǎng)故障。在配網(wǎng)故障定位時,可發(fā)送特定配變、開關(guān)召測命令,進(jìn)行公專變、開關(guān)召測,通過對配變信息及開關(guān)信息的整合分析,進(jìn)行故障定位、停電范圍分析。通知搶修人員搶修故障,并將停電信息發(fā)布到95598系統(tǒng)。

2.3 計劃停電分析

計劃停電研判是指從生產(chǎn)管理系統(tǒng)中獲得停電計劃,提取相關(guān)開關(guān)信息,調(diào)用拓?fù)浞治龅认嚓P(guān)技術(shù)進(jìn)行停電范圍分析,獲取停電設(shè)備和停電用戶,并經(jīng)由95598系統(tǒng)告知因計劃停電受影響的客戶。因業(yè)務(wù)的需要,停電計劃可能會臨時發(fā)生變動,停電計劃的取消、延遲、修改等都需要及時發(fā)布信息,因此該研判流程包含計劃停電變更管理功能。計劃停電的研判過程為：停電管理系統(tǒng)接收到來自生產(chǎn)管理系統(tǒng)的計劃停電信息,首先需要判斷其是否是對原有的計劃停電的變更,若為計劃變更信息,可能是停電計劃的取消、停電時間的變動、停電范圍的修改等,對其進(jìn)行相應(yīng)變更操作;否則為新的計劃停電事件,需進(jìn)行停電范圍分析,并將停電信息發(fā)布到95598系統(tǒng)。

2.4 營銷停電管理

營銷部門對欠費停電、違約停電用戶進(jìn)行停電操作,同時將停電客戶信息發(fā)送到停電管理系統(tǒng),方便停電管理系統(tǒng)對所有停電事件的管理。系統(tǒng)接收營銷停電客戶信息后,經(jīng)由95598系統(tǒng)發(fā)布營銷停電客戶名單,提醒客戶及時繳費。

 3 配電網(wǎng)故障定位

停電研判方案中的故障研判模塊接收配網(wǎng)開關(guān)動作信息、配變報警信息、客戶報修等故障信息,整合故障信息,同時可對配網(wǎng)線路的FTU故障信息、配網(wǎng)線路開關(guān)的實時數(shù)據(jù)、公專變及用戶電表的實時數(shù)據(jù)等信息召測,結(jié)合相應(yīng)的定位方法進(jìn)行故障診斷,實現(xiàn)配電網(wǎng)故障類型與位置研判、圖形化定位、停電范圍分析等功能,指導(dǎo)搶修班組快速搶修
故障。

3.1 基于開關(guān)動作信息的配電網(wǎng)故障定位方法

當(dāng)發(fā)生饋線故障時,故障的鄰近開關(guān)未進(jìn)行操作,而該線路的保護(hù)設(shè)備開關(guān)斷開,僅依據(jù)開關(guān)斷開信息無法精確定位故障。因此在開關(guān)動作信息的基礎(chǔ)上,調(diào)取該線路的監(jiān)測終端信息進(jìn)行故障定位。配電網(wǎng)饋線上通過安裝分段開關(guān),將饋線分成若干段,每個分段開關(guān)上安裝監(jiān)測終端FTU,FTU具有遙信、遙測、遙控等功能。FTU可監(jiān)測故障電流信息,通過通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至SCADA系統(tǒng)控制中心。基于FTU故障信息定位故障,只能確定到故障的區(qū)段,無法準(zhǔn)確定位故障點的位置。本文提出基于FTU與行波法相結(jié)合的配電網(wǎng)故障定位方法^[10]。采用矩陣算法定位故障區(qū)段^[11],矩陣算法以圖論知識為基礎(chǔ),由配電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可得出配電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)描述矩陣D,根據(jù)FTU上傳故障信息生成故障信息矩陣G,網(wǎng)絡(luò)描述矩陣D和故障信息矩陣G相乘并格式化處理,得出故障判定矩陣P,根據(jù)判定規(guī)則進(jìn)行故障區(qū)段的確定。行波法測距是指故障時利用非工頻暫態(tài)分量的產(chǎn)生而形成的一種測距方法。故障發(fā)生時,故障分量以行波的形式由故障點開始,分別向線路兩端傳播,線路兩端安裝了行波測量裝置可對行波進(jìn)行測量,通過計算公式得出故障點的位置^[12]。目前行波測距有A、B、C型3種方法,采用A型單端行波,主要利用故障點產(chǎn)生的暫態(tài)行波在故障點與其中一端母線之間的傳播時間和傳播速度計算故障距離,相比其他2種方法,具備準(zhǔn)確性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性、適應(yīng)性等優(yōu)點。

當(dāng)停電管理系統(tǒng)接收到來自配電自動化系統(tǒng)的開關(guān)動作信息,根據(jù)配電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),首先從SCADA系統(tǒng)中獲取該饋線的FTU故障信息,若FTU均未監(jiān)測到故障電流信息說明出現(xiàn)開關(guān)動作信息的錯報,刪除該故障信息。否則基于故障信息進(jìn)行故障定位,同時需要以斷開的開關(guān)為起點拓?fù)浞治鱿掠蔚耐ｋ娕渥?對比配變報警信息中的配變停電信息,若同時存在,將配變報警信息中的配變停電信息刪除,從而避免了重復(fù)研判,且驗證了該開關(guān)信息非錯報。故障定位后進(jìn)行故障區(qū)段停電操作,保護(hù)開關(guān)閉合操作。最后分析停電范圍,由電網(wǎng)模型得出停電用戶、停電設(shè)備,利用GIS可視化對故障位置、停電范圍進(jìn)行圖形展示。

3.2 基于配變報警信息的配電網(wǎng)故障定位方法

配變作為配電網(wǎng)中連接輸送電能線路和低壓用戶之間的樞紐,一側(cè)連接高壓線路,另一側(cè)連接著380 V的低壓用戶,無論是配網(wǎng)高壓線路故障、配變本身故障或低壓線路故障,都將會對配變產(chǎn)生影響,因此配變安裝了監(jiān)測終端。配變監(jiān)測終端對配變相關(guān)信息起到監(jiān)測作用,配變信息包括實時在線測量的電壓電流值和配變報警信息。用電信息采集系統(tǒng)接收到配變發(fā)出的報警信息,通過對各類異常報警信息的分析,定位出相應(yīng)故障。當(dāng)停電管理系統(tǒng)接收到來自用電信息采集系統(tǒng)的配變報警信息,考慮到一個配變可能上傳多個報警信息,首先將屬于同一個配變的報警信息整合,對配變報警信息進(jìn)行
分析^[13]。

若接收到配變高壓側(cè)開關(guān)發(fā)出的過流報警信息或高壓側(cè)開關(guān)斷開信息則表示配變本體故障;若接收到配變低壓側(cè)開關(guān)發(fā)出的過流報警信息或低壓側(cè)開關(guān)斷開信息表示低壓線路故障;若接收到配變停電信息,同時接收該配變的高壓側(cè)開關(guān)報警信息說明配變本體故障;若僅接收到配變停電信息,當(dāng)監(jiān)測終端安裝在高壓側(cè),則說明配變所在饋線發(fā)生故障,監(jiān)測終端安裝在低壓側(cè),則可能是配變本體故障或配變所在饋線故障;在監(jiān)測終端安裝情況不明時,不能僅依據(jù)配變停電信息定位故障,可能是計劃停電、饋線故障、本體故障引起的配變停電。首先將停電配變與計劃停電中的停電設(shè)備對比,若屬于計劃停電,則放棄研判。否則召測配