劉亞永

摘要：智能配電網(wǎng)的建設(shè)提高了配電網(wǎng)的可靠性，降低了配電網(wǎng)的運行維護成本。同時之智能配電網(wǎng)也對配電網(wǎng)的故障診斷和故障處理提出了更多新的要求。本文在分析智能配電網(wǎng)的基本特征及故障診斷基本目標要求的基礎(chǔ)上，介紹了之智能配電網(wǎng)故障處理常用技術(shù)，分布式技術(shù)的介紹，故障點的鎖定，以及大數(shù)據(jù)技術(shù)在智能配電網(wǎng)故障狀態(tài)監(jiān)測的應(yīng)用。隨著各種學科的發(fā)展進步，智能電網(wǎng)故障處理技術(shù)也會取得相應(yīng)的進展。

關(guān)鍵詞：智能配電網(wǎng);故障診斷;故障處理

隨著智能配電網(wǎng)建設(shè)的大面積推進，智能配電網(wǎng)自動化程度高等優(yōu)點得到了廣泛認可，不僅提高了配電網(wǎng)的可靠性，還提升了電能用戶的用能體驗。智能配電網(wǎng)以極強的優(yōu)勢在電網(wǎng)建設(shè)中大面積推廣的同時，對于智能配電網(wǎng)故障診斷及故障處理技術(shù)也提出了新的要求，許多新興技術(shù)的應(yīng)用和科學合理的評價方法有助于智能電網(wǎng)故障處理。

一、智能配電網(wǎng)故障處理簡介

智能配電網(wǎng)在運行過程中難免會出現(xiàn)故障，抓住智能配電網(wǎng)中的一些關(guān)鍵節(jié)點和特殊的一些時刻點的特征參數(shù)可有效的發(fā)現(xiàn)故障，分析故障原因并提出故障處理建議。在故障出現(xiàn)的第一時間，智能配電網(wǎng)的故障診斷系統(tǒng)應(yīng)能及時發(fā)現(xiàn)，并采取合適的措施，及時切斷故障并保證電網(wǎng)的故障影響范圍最小，同時給出故障信息及故障維修建議。在故障診斷中應(yīng)盡量小的縮小故障部分與非故障部分的分界點。合理選擇分界點不僅可以盡量多的保證用電用戶的正常用電，同時可以降低故障損失。智能配電網(wǎng)故障點精準定位是一個有挑戰(zhàn)性的課題，準確鎖定故障點可以加快恢復(fù)速度。針對智能配電網(wǎng)故障特征涌現(xiàn)出了大量的故障處理技術(shù)，很多其他領(lǐng)域的知識在智能配電網(wǎng)故障處理中都得到了廣泛應(yīng)用。

二、智能配電網(wǎng)故障處理技術(shù)

（一）分布式技術(shù)

配電網(wǎng)故障處理過程中一個有效的措施即：故障隔離，負荷轉(zhuǎn)供。為了提升故障自動隔離及負荷自動轉(zhuǎn)供的水平，可以采取分布式控制技術(shù)。根據(jù)配電網(wǎng)的拓撲結(jié)構(gòu)及建設(shè)實際情況，根據(jù)負荷供應(yīng)等級制定對應(yīng)的故障處理措施，有效的設(shè)置分段器和重合器的位置，合理設(shè)置遠程10控制器，采用網(wǎng)絡(luò)通訊的方式將各個遠程10控制器與主站相連接，網(wǎng)絡(luò)通訊采用雙冗余控制網(wǎng)絡(luò)，保證其中一路通訊斷開后可以從另外一路通訊線路上傳輸數(shù)據(jù)?？刂浦髡静捎秒pCPU冗余控制的方式，在一個主站故障時另外一個主站能無縫承接控制任務(wù)。

（二）精準鎖定故障點的技術(shù)

智能配電網(wǎng)中的故障點鎖定技術(shù)的選用，是與配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)相關(guān)的。短路故障標示是智能配電網(wǎng)故障點鎖定技術(shù)中最常見的故障。根據(jù)配電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)布置故障指示器，其功能主要是故障發(fā)生時指示器發(fā)出故障指示信號，故障指示器的指示路徑可以指示出故障電流的路徑。合理有效的故障指示器列裝，以及信號采集分析，可以提高配電網(wǎng)故障定位效率，一般在智能配電網(wǎng)中都會大面積安裝。

為了提高故障指示器的準確性，在配電網(wǎng)中安裝指示器時需首先計算該線路上的電流值特別是短路電流值，依此來選型并完成參數(shù)整定。

針對中性點未能直接接地的系統(tǒng)，很難定位單相接地的故障點。為了準確的鎖定單相接地故障的位置，盡量準確的找到故障信號，一般采用中阻智能接地監(jiān)測系統(tǒng)，它是由信號源激發(fā)設(shè)備和故障監(jiān)測設(shè)備構(gòu)成。在變壓器和大地之間連接一個可控電阻，實時采集可控電阻的負載信號，在故障瞬間將動態(tài)負載電流連接至系統(tǒng)，使得帶有故障特征值的電流疊加于負載電流上。在智能配電網(wǎng)系統(tǒng)中配置接地故障指示器，當單相接地故障發(fā)生后，信號源激發(fā)設(shè)備及故障監(jiān)測設(shè)備如故障指示器的作用下，即可快速找到故障發(fā)生的地方。

當配電網(wǎng)中發(fā)生故障后，分布式控制器采集到故障信息通過通訊網(wǎng)絡(luò)快速傳輸，主要傳輸信號有故障名稱，故障類型，故障發(fā)生的位置，在CPU中根據(jù)配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)及當前狀態(tài)，智能推演出一套最優(yōu)化的配電網(wǎng)保護方案，并控制相應(yīng)的分段器快速切除故障部分，并控制相應(yīng)的重合器無縫將無故障配網(wǎng)部分轉(zhuǎn)供至其他線路。

（三）智能配電網(wǎng)狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用

隨著大數(shù)據(jù)技術(shù)的日趨成熟，在智能配電網(wǎng)中裝設(shè)不同類型的傳感器，將智能電網(wǎng)的運行狀態(tài)數(shù)據(jù)采集，上傳至實時數(shù)據(jù)庫中構(gòu)成智能配電網(wǎng)的大數(shù)據(jù)系統(tǒng)。分析該大數(shù)據(jù)系統(tǒng)，可有效的監(jiān)測配電網(wǎng)的運行狀態(tài)，并可根據(jù)其中的一些特征值的變化趨勢診斷配電網(wǎng)的故障情況，甚至可以依據(jù)一些故障發(fā)生前兆的信號狀態(tài)提前預(yù)報某些故障發(fā)生的狀況。在應(yīng)用過程中也常出現(xiàn)將多個配電網(wǎng)運行的多個運行信號綜合為一個特征信號的情況。在故障診斷過程中也常常應(yīng)用故障樹技術(shù)將智能配電網(wǎng)分解，根據(jù)監(jiān)測到的狀態(tài)信號，采用最小割集技術(shù)推演出故障部位。

針對大量的智能配電網(wǎng)運行狀態(tài)數(shù)據(jù)，在數(shù)據(jù)分析前先要對數(shù)據(jù)進行預(yù)處理，濾除掉無關(guān)緊要的數(shù)據(jù)，或者說依據(jù)診斷目標提取相應(yīng)的特征數(shù)據(jù)。不同的診斷要求有不同的數(shù)據(jù)需求，故而須將特征數(shù)據(jù)進行分類，有些故障只需超過限定值即可確定故障，在數(shù)據(jù)處理時只需比較實時數(shù)據(jù)與標準數(shù)據(jù)的大小。對于一些需要數(shù)據(jù)趨勢才能確定的，則需根據(jù)實際情況建立一個該特征部位的趨勢序列，一旦趨勢達到某一個特征值時，或者趨勢變化突然加快時即報警。對于某些故障出現(xiàn)前期其特性信號相對比較微弱，在實際應(yīng)用中多采用小波分析技術(shù)來提取相應(yīng)的特征值。這些經(jīng)過預(yù)處理后的數(shù)據(jù)即構(gòu)成了初始特征量矩陣。在經(jīng)過一些列的變換后構(gòu)建故障相應(yīng)的關(guān)聯(lián)矩陣。為了放大故障和正常節(jié)點之間的差異性還需要對各區(qū)域特征矩陣進行差分處置。為了更有效的發(fā)現(xiàn)故障可構(gòu)建相應(yīng)的狀態(tài)監(jiān)測矩陣，在應(yīng)用中常將特征數(shù)據(jù)融合后構(gòu)建高維時空狀態(tài)監(jiān)測矩陣。該矩陣由于其高度稀疏及高度相關(guān)的特性，在保證其數(shù)據(jù)相關(guān)性的前提下可對其進行降維處理。降維后的監(jiān)測矩陣進行局部異常監(jiān)測，一般采用離群點監(jiān)測的方法來識別異常故障信息。

三、總結(jié)

在智能配電網(wǎng)故障處理過程中，如何快速，準確的識別故障位置，并有效分斷故障部位，并將無故障的部分進行負荷轉(zhuǎn)供是智能配電網(wǎng)故障處理的目標。隨著技術(shù)的發(fā)展，各種先進的技術(shù)在智能配電網(wǎng)故障診斷中都得到了有效的應(yīng)用。

參考文獻：

[1]趙慶周，李勇，田世明，段義隆，譚益，曹一家.基于智能配電網(wǎng)大數(shù)據(jù)分析的狀態(tài)監(jiān)測與故障處理方法[J].電網(wǎng)技術(shù)，2016，40（03）：774-780.