0 引言

隨著智能電網(wǎng)建設(shè)的推進(jìn),對(duì)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(duì)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(duì)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(yùn)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(shí)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(chǎng)終端采集到的故障信息和基于客戶報(bào)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(jì)故障停電和預(yù)安排停電的處理流程,重點(diǎn)說(shuō)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(guò)設(shè)計(jì)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(bào)修處理、計(jì)劃停電分析、營(yíng)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(duì)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(shí)現(xiàn)故障診斷。把同一個(gè)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(shí)現(xiàn)了多種停電事件的研判,對(duì)于故障造成的停電,故障定位后自動(dòng)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(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)、設(shè)備信息、用戶信息等基礎(chǔ)信息為依托,對(duì)接收到的停電信息（開(kāi)關(guān)動(dòng)作信息和配變報(bào)警信息等配網(wǎng)故障信息、客戶報(bào)修信息、計(jì)劃停電信息、營(yíng)銷停電信息）進(jìn)行研判,若同一時(shí)間接收多條停電信息,處理的先后順序?yàn)椋洪_(kāi)關(guān)動(dòng)作信息、配變報(bào)警信息、客戶報(bào)修信息、計(jì)劃停電信息、營(yíng)銷停電信息。故障發(fā)生時(shí),故障信息可能會(huì)出現(xiàn)漏報(bào)、錯(cuò)報(bào)等狀況。通過(guò)整合同一故障產(chǎn)生的不同類故障信息、召測(cè)實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)等手段,減少錯(cuò)報(bào)。對(duì)于漏報(bào)情況,下一級(jí)故障信息對(duì)上一級(jí)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(lái)自配電自動(dòng)化系統(tǒng)的開(kāi)關(guān)動(dòng)作信息,用電信息采集系統(tǒng)的配變報(bào)警信息發(fā)出報(bào)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(shí)間通知搶修人員進(jìn)行故障搶修,并通過(guò)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(dòng)化系統(tǒng),配電自動(dòng)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(kāi)關(guān)進(jìn)行開(kāi)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(bào)修處理

客戶用電出現(xiàn)問(wèn)題后,向95598系統(tǒng)報(bào)修,客服人員對(duì)客戶報(bào)修信息進(jìn)行記錄,根據(jù)客戶報(bào)修單對(duì)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(yíng)銷停電、計(jì)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(bào)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(cè)相關(guān)信息判斷故障位置。首先召測(cè)電能表電流,當(dāng)電能表三相電流都不為0說(shuō)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(shí),可發(fā)送特定配變、開(kāi)關(guān)召測(cè)命令,進(jìn)行公專變、開(kāi)關(guān)召測(cè),通過(guò)對(duì)配變信息及開(kāi)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(jì)劃停電分析

計(jì)劃停電研判是指從生產(chǎn)管理系統(tǒng)中獲得停電計(jì)劃,提取相關(guān)開(kāi)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(jì)劃停電受影響的客戶。因業(yè)務(wù)的需要,停電計(jì)劃可能會(huì)臨時(shí)發(fā)生變動(dòng),停電計(jì)劃的取消、延遲、修改等都需要及時(shí)發(fā)布信息,因此該研判流程包含計(jì)劃停電變更管理功能。計(jì)劃停電的研判過(guò)程為：停電管理系統(tǒng)接收到來(lái)自生產(chǎn)管理系統(tǒng)的計(jì)劃停電信息,首先需要判斷其是否是對(duì)原有的計(jì)劃停電的變更,若為計(jì)劃變更信息,可能是停電計(jì)劃的取消、停電時(shí)間的變動(dòng)、停電范圍的修改等,對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)變更操作;否則為新的計(jì)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(yíng)銷停電管理

營(yíng)銷部門對(duì)欠費(fèi)停電、違約停電用戶進(jìn)行停電操作,同時(shí)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(duì)所有停電事件的管理。系統(tǒng)接收營(yíng)銷停電客戶信息后,經(jīng)由95598系統(tǒng)發(fā)布營(yíng)銷停電客戶名單,提醒客戶及時(shí)繳費(fèi)。

 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(kāi)關(guān)動(dòng)作信息、配變報(bào)警信息、客戶報(bào)修等故障信息,整合故障信息,同時(shí)可對(duì)配網(wǎng)線路的FTU故障信息、配網(wǎng)線路開(kāi)關(guān)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、公專變及用戶電表的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)等信息召測(cè),結(jié)合相應(yīng)的定位方法進(jìn)行故障診斷,實(shí)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(kāi)關(guān)動(dòng)作信息的配電網(wǎng)故障定位方法

當(dāng)發(fā)生饋線故障時(shí),故障的鄰近開(kāi)關(guān)未進(jìn)行操作,而該線路的保護(hù)設(shè)備開(kāi)關(guān)斷開(kāi),僅依據(jù)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)信息無(wú)法精確定位故障。因此在開(kāi)關(guān)動(dòng)作信息的基礎(chǔ)上,調(diào)取該線路的監(jiān)測(cè)終端信息進(jìn)行故障定位。配電網(wǎng)饋線上通過(guò)安裝分段開(kāi)關(guān),將饋線分成若干段,每個(gè)分段開(kāi)關(guān)上安裝監(jiān)測(cè)終端FTU,FTU具有遙信、遙測(cè)、遙控等功能。FTU可監(jiān)測(cè)故障電流信息,通過(guò)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(wú)法準(zhǔn)確定位故障點(diǎn)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(shí)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(cè)距是指故障時(shí)利用非工頻暫態(tài)分量的產(chǎn)生而形成的一種測(cè)距方法。故障發(fā)生時(shí),故障分量以行波的形式由故障點(diǎn)開(kāi)始,分別向線路兩端傳播,線路兩端安裝了行波測(cè)量裝置可對(duì)行波進(jìn)行測(cè)量,通過(guò)計(jì)算公式得出故障點(diǎn)的位置^[12]。目前行波測(cè)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(diǎn)產(chǎn)生的暫態(tài)行波在故障點(diǎn)與其中一端母線之間的傳播時(shí)間和傳播速度計(jì)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(diǎn)。

當(dāng)停電管理系統(tǒng)接收到來(lái)自配電自動(dòng)化系統(tǒng)的開(kāi)關(guān)動(dòng)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(cè)到故障電流信息說(shuō)明出現(xiàn)開(kāi)關(guān)動(dòng)作信息的錯(cuò)報(bào),刪除該故障信息。否則基于故障信息進(jìn)行故障定位,同時(shí)需要以斷開(kāi)的開(kāi)關(guān)為起點(diǎn)拓?fù)浞治鱿掠蔚耐ｋ娕渥?對(duì)比配變報(bào)警信息中的配變停電信息,若同時(shí)存在,將配變報(bào)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(yàn)證了該開(kāi)關(guān)信息非錯(cuò)報(bào)。故障定位后進(jìn)行故障區(qū)段停電操作,保護(hù)開(kāi)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(duì)故障位置、停電范圍進(jìn)行圖形展示。

3.2 基于配變報(bào)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(wú)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(huì)對(duì)配變產(chǎn)生影響,因此配變安裝了監(jiān)測(cè)終端。配變監(jiān)測(cè)終端對(duì)配變相關(guān)信息起到監(jiān)測(cè)作用,配變信息包括實(shí)時(shí)在線測(cè)量的電壓電流值和配變報(bào)警信息。用電信息采集系統(tǒng)接收到配變發(fā)出的報(bào)警信息,通過(guò)對(duì)各類異常報(bào)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(lái)自用電信息采集系統(tǒng)的配變報(bào)警信息,考慮到一個(gè)配變可能上傳多個(gè)報(bào)警信息,首先將屬于同一個(gè)配變的報(bào)警信息整合,對(duì)配變報(bào)警信息進(jìn)行
分析^[13]。

若接收到配變高壓側(cè)開(kāi)關(guān)發(fā)出的過(guò)流報(bào)警信息或高壓側(cè)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)信息則表示配變本體故障;若接收到配變低壓側(cè)開(kāi)關(guān)發(fā)出的過(guò)流報(bào)警信息或低壓側(cè)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)信息表示低壓線路故障;若接收到配變停電信息,同時(shí)接收該配變的高壓側(cè)開(kāi)關(guān)報(bào)警信息說(shuō)明配變本體故障;若僅接收到配變停電信息,當(dāng)監(jiān)測(cè)終端安裝在高壓側(cè),則說(shuō)明配變所在饋線發(fā)生故障,監(jiān)測(cè)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(cè)終端安裝情況不明時(shí),不能僅依據(jù)配變停電信息定位故障,可能是計(jì)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(jì)劃停電中的停電設(shè)備對(duì)比,若屬于計(jì)劃停電,則放棄研判。否則召測(cè)配