0 引言

隨著智能電網建設的推進,對配電網供電可靠性的要求不斷提高,當配電網發生停電事件后,高效統一的管理配電網停電,對于提高供電可靠性,提升客戶服務水平有著重要意義^[1-2]。目前故障停電研判技術較為成熟,但對配電網內其他停電事件綜合研判的研究較少。文獻[3]提出了基于調度運行管理系統構建配電網故障研判方案,該方案在數據共享基礎上,采用歸集方法,實現故障診斷。文獻[4]介紹配電網兩大類故障區段定位方法,基于現場終端采集到的故障信息和基于客戶報修信息,并結合智能算法進行故障區段診斷。文獻[5]在GIS技術的基礎上設計故障停電和預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構建配電網停電研判,通過設計各類停電事件的研判流程科學有效管理配電網停電,主要包括配電網故障定位、客戶報修處理、計劃停電分析、營銷停電管理等停電事件,提高了供電企業工作效率及用戶滿意度。首先對接收到的配電網停電信息分類處理,若為故障停電,將故障信息與相應的定位方法有機結合,實現故障診斷。把同一個故障產生的不同類停電信息進行整合處理,避免重復研判。配電網停電研判方案實現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,進行搶修指揮業務^[6-7]。

 1 配電網停電研判原理

配電網停電研判以電網模型、電網實時運行數據、設備信息、用戶信息等基礎信息為依托,對接收到的停電信息（開關動作信息和配變報警信息等配網故障信息、客戶報修信息、計劃停電信息、營銷停電信息）進行研判,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。故障發生時,故障信息可能會出現漏報、錯報等狀況。通過整合同一故障產生的不同類故障信息、召測實時運行數據等手段,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充作用,使得故障診斷更加全面。配電網停電研判原理如圖1所示。

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

 2 停電研判流程

2.1 配電網故障定位

停電管理系統接收到來自配電自動化系統的開關動作信息,用電信息采集系統的配變報警信息發出報警。系統基于不同的故障信息進行各自的故障定位,配網故障定位后進行停電范圍分析,根據電網拓撲分析停電用戶、停電設備。管理人員需要第一時間通知搶修人員進行故障搶修,并通過95598系統通知客戶,提高客戶的滿意度。若本次故障為饋線故障,需要將故障定位結果返回至配電自動化系統,配電自動化系統控制中心以遙控方式進行遠方倒閘操作,即下達命令指示饋線終端單元（Feeder Terminal Unit,FTU）控制分段開關進行開斷操作^[8]。從而隔離故障區域,恢復非故障區段的
供電。

2.2 客戶報修處理

客戶用電出現問題后,向95598系統報修,客服人員對客戶報修信息進行記錄,根據客戶報修單對本次停電事件進行處理^[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送至停電管理系統中,系統基于客戶報修信息進行故障研判。根據電網拓撲分析,加載用戶電能表至配變的供電路徑,并召測相關信息判斷故障位置。首先召測電能表電流,當電能表三相電流都不為0說明電能表正常,為戶內故障,否則為配網故障。在配網故障定位時,可發送特定配變、開關召測命令,進行公專變、開關召測,通過對配變信息及開關信息的整合分析,進行故障定位、停電范圍分析。通知搶修人員搶修故障,并將停電信息發布到95598系統。

2.3 計劃停電分析

計劃停電研判是指從生產管理系統中獲得停電計劃,提取相關開關信息,調用拓撲分析等相關技術進行停電范圍分析,獲取停電設備和停電用戶,并經由95598系統告知因計劃停電受影響的客戶。因業務的需要,停電計劃可能會臨時發生變動,停電計劃的取消、延遲、修改等都需要及時發布信息,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：停電管理系統接收到來自生產管理系統的計劃停電信息,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,對其進行相應變更操作;否則為新的計劃停電事件,需進行停電范圍分析,并將停電信息發布到95598系統。

2.4 營銷停電管理

營銷部門對欠費停電、違約停電用戶進行停電操作,同時將停電客戶信息發送到停電管理系統,方便停電管理系統對所有停電事件的管理。系統接收營銷停電客戶信息后,經由95598系統發布營銷停電客戶名單,提醒客戶及時繳費。

 3 配電網故障定位

停電研判方案中的故障研判模塊接收配網開關動作信息、配變報警信息、客戶報修等故障信息,整合故障信息,同時可對配網線路的FTU故障信息、配網線路開關的實時數據、公專變及用戶電表的實時數據等信息召測,結合相應的定位方法進行故障診斷,實現配電網故障類型與位置研判、圖形化定位、停電范圍分析等功能,指導搶修班組快速搶修
故障。

3.1 基于開關動作信息的配電網故障定位方法

當發生饋線故障時,故障的鄰近開關未進行操作,而該線路的保護設備開關斷開,僅依據開關斷開信息無法精確定位故障。因此在開關動作信息的基礎上,調取該線路的監測終端信息進行故障定位。配電網饋線上通過安裝分段開關,將饋線分成若干段,每個分段開關上安裝監測終端FTU,FTU具有遙信、遙測、遙控等功能。FTU可監測故障電流信息,通過通信網絡發送至SCADA系統控制中心。基于FTU故障信息定位故障,只能確定到故障的區段,無法準確定位故障點的位置。本文提出基于FTU與行波法相結合的配電網故障定位方法^[10]。采用矩陣算法定位故障區段^[11],矩陣算法以圖論知識為基礎,由配電網拓撲結構可得出配電網的網絡描述矩陣D,根據FTU上傳故障信息生成故障信息矩陣G,網絡描述矩陣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,根據判定規則進行故障區段的確定。行波法測距是指故障時利用非工頻暫態分量的產生而形成的一種測距方法。故障發生時,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,主要利用故障點產生的暫態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,具備準確性、可靠性、經濟性、適應性等優點。

當停電管理系統接收到來自配電自動化系統的開關動作信息,根據配電網拓撲結構,首先從SCADA系統中獲取該饋線的FTU故障信息,若FTU均未監測到故障電流信息說明出現開關動作信息的錯報,刪除該故障信息。否則基于故障信息進行故障定位,同時需要以斷開的開關為起點拓撲分析下游的停電配變,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,從而避免了重復研判,且驗證了該開關信息非錯報。故障定位后進行故障區段停電操作,保護開關閉合操作。最后分析停電范圍,由電網模型得出停電用戶、停電設備,利用GIS可視化對故障位置、停電范圍進行圖形展示。

3.2 基于配變報警信息的配電網故障定位方法

配變作為配電網中連接輸送電能線路和低壓用戶之間的樞紐,一側連接高壓線路,另一側連接著380 V的低壓用戶,無論是配網高壓線路故障、配變本身故障或低壓線路故障,都將會對配變產生影響,因此配變安裝了監測終端。配變監測終端對配變相關信息起到監測作用,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。用電信息采集系統接收到配變發出的報警信息,通過對各類異常報警信息的分析,定位出相應故障。當停電管理系統接收到來自用電信息采集系統的配變報警信息,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,對配變報警信息進行
分析^[13]。

若接收到配變高壓側開關發出的過流報警信息或高壓側開關斷開信息則表示配變本體故障;若接收到配變低壓側開關發出的過流報警信息或低壓側開關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開關報警信息說明配變本體故障;若僅接收到配變停電信息,當監測終端安裝在高壓側,則說明配變所在饋線發生故障,監測終端安裝在低壓側,則可能是配變本體故障或配變所在饋線故障;在監測終端安裝情況不明時,不能僅依據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備對比,若屬于計劃停電,則放棄研判。否則召測配