梁明光，林文浩，李蓓

（廣東電網公司中山供電局，廣東 中山 528400）

隨著社會經濟發(fā)展對電力需求的日益增大，社會各界對供電可靠性的要求越來越高。長期以來，供電局搶修班組主要依據(jù)用戶報修電話確定低壓配網故障，故障處理被動，且對故障地點、停電規(guī)模等故障信息獲知不準確，甚至存在用戶長時間未發(fā)現(xiàn)家中停電而導致停電故障延續(xù)，對用戶財產和設備帶來更大損害的情況，進而引發(fā)用戶投訴或要求供電公司賠償?shù)葐栴}。因此，本文以低壓主動搶修為著力點，緊抓拓撲辨識和停電告警兩個核心痛點，提出兼顧技術性與經濟性、具備快速規(guī)?；瘧玫牡蛪和该髋潆娋W建設方案——復用計量體系的低壓透明配電網規(guī)?；瘜嵺`。

1 低壓智能化現(xiàn)狀

低壓配電網處于電網與用戶連接的最后一個環(huán)節(jié)，以海量的計量設備為主體，實現(xiàn)對用戶用電情況的計費統(tǒng)計。隨著現(xiàn)代供電服務體系建設的不斷推進，對用戶的狀態(tài)監(jiān)測和管控成為“營-配”融合的關鍵。其中，低壓拓撲和停電告警是兩個核心痛點；而在規(guī)模化建設的情況下，考慮前期投資和后期運維，同時還要兼顧經濟性與技術發(fā)展趨勢，則是整個低壓智能化難建設大規(guī)模推動的難點。

1.1 設備感知層建設

經過近幾年的技術發(fā)展和探索實踐，國內各主流廠家主要以計量體系為依托，針對低壓側的臺區(qū)、一級分支、二級分支、表箱、電表等設備對象，通過更換集中器及其路由模塊、更換新一代計量表計或其通信模塊、加裝分路監(jiān)測模塊，以及加裝其他智能控制設備等方式，來實現(xiàn)低壓智能化。

目前，以臺區(qū)為切入點向用戶側延伸來推進低壓智能化改造過程中，臺區(qū)側的核心控制設備為技術焦點。各類設備的功能基本相似，但是主導業(yè)務部門及其應用側重點有所差異。其中，國網范圍內，生技部主導智能融合終端設備（SCU），市場部主導能源控制器（ECU）；南網范圍內，數(shù)研院主推智能網關（接收管理臺區(qū)各類傳感監(jiān)測設備，主要接入物聯(lián)網平臺），市場部主推智能量測終端（集中器+配變終端的集成設備，主要接入計量系統(tǒng)）。

1.2 低壓規(guī)?；ㄔO難點

當前的設備層和系統(tǒng)層應用功能，結合計量數(shù)據(jù)和低壓監(jiān)測數(shù)據(jù)，實現(xiàn)的臺區(qū)運行狀態(tài)分析管理，初步實現(xiàn)了低壓側的“營-配”業(yè)務管理融合。然而，隨著數(shù)字配電網的逐步深化，低壓透明配電網規(guī)?；ㄔO實踐仍然面臨不小的現(xiàn)實難題：

（1）技術兼容：需要滿足網省公司數(shù)字配電網的整體建設要求，與新一代計量體系的整體建設、配用電設備的標準化、系統(tǒng)應用功能的集約化保持一致，與國內主流方向保持一致且具有自身特色，在解決當前問題的同時兼容后續(xù)的發(fā)展需求，在建設過程中能夠及時的靈活調整。

（2）經濟適用：與主配網差異極大，必須充分考慮低壓配電網規(guī)模巨大的特點（如網架變化頻繁、運行環(huán)境復雜、用戶類型多樣、設備品牌繁雜、技術實現(xiàn)多樣等），需要考慮前期投資和后期維護的同時，充分利用現(xiàn)有的設備和數(shù)據(jù)資源，以降低整體的投資建設成本。

（3）現(xiàn)實落地：低壓透明配電網的建設需要充分結合現(xiàn)實需求，考慮低壓網架相對頻繁的變動特征，最小程度配置所需監(jiān)測設備來實現(xiàn)既定功能需求，避免重復或者無效投資建設。因此，在此過程中，涉及大規(guī)模的設備建設和運維，必須具備技術方案、裝置設備的可替代性和兼容性，以及現(xiàn)場運維人員的可操作性。

2 整體方案

實現(xiàn)低壓主動搶修的關鍵在于低壓透明配電網的規(guī)模化和實用化建設。為此，以網省公司配電網數(shù)字化轉型為根本，充分考慮新一代計量體系建設和物聯(lián)網技術發(fā)展，兼顧技術靈活性和經濟適用性，針對停電告警和低壓拓撲兩個核心問題，結合各類低壓配電場景，提出復用計量自動化的低壓透明配電網建設實用化方案，整體方案分為低壓透明配電網現(xiàn)場建設和輕量化主動搶修功能建設兩部分。

2.1 低壓透明配電網現(xiàn)場建設

（1）臺區(qū)側。分路電表（加裝，利舊）：利用輪換下來的舊電表作為監(jiān)測裝置，實現(xiàn)對臺區(qū)分路的電氣量（電壓、電流、諧波等）監(jiān)測。低壓管控裝置（加裝）：①通過本地直連分路電表的方式，對分路實現(xiàn)本地化實時監(jiān)測，實現(xiàn)分路/臺區(qū)停電告警及臺區(qū)運行狀態(tài)統(tǒng)計分析的本地智能化；②通過本地直連方式與集中器或智能量測終端進行計量信息交互，實現(xiàn)用戶用電狀態(tài)召測及用戶停電告警信號收集等本地化“營-配”融合功能；③兼容標準化設計的各類傳感器接入和信息雙發(fā)（物聯(lián)網平臺和地市局生產指揮平臺）。智能量測終端（加裝或更換，按需）：針對臺區(qū)存在或更換新一代計量表計的情況，臺區(qū)按需配置智能量測終端，以匹配臺區(qū)用戶更換的新一代計量表計。

（2）用戶側。含停電告警功能的寬帶載波通信模塊（更換，按需）：根據(jù)差異化建設原則和預期目標，將臺區(qū)全部用戶或部分用戶（即特征用戶）電表的通信模塊，更換為含停電告警功能的寬帶載波模塊，以實現(xiàn)目標臺區(qū)全部用戶或特征用戶的停電告警。新一代計量表計（更換/新增，按需）：新建臺區(qū)或電表輪換的臺區(qū)，根據(jù)需求統(tǒng)一安裝或更換新一代智能表計，并配置所需拓展的應用功能。

2.2 輕量化主動搶修功能建設

輕量化主動搶修功能作為局生產指揮平臺內的一個子功能模塊，以低壓透明配電網監(jiān)測數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析為主，聯(lián)動低壓業(yè)務管理功能，主要包括設備管理、低壓可視、停電告警、主動搶修、臺區(qū)管理5個部分。目前，規(guī)?；囘\行的基礎上，初步完成低壓可視、停電告警、主動搶修和臺區(qū)管理的相關應用。

3 現(xiàn)場實施

考慮到新一代計量體系的建設和物聯(lián)網技術的應用，可以將低壓透明配電網建設實用化方案分解為3 種典型實施模式，根據(jù)現(xiàn)場情況和建設需求，有序選擇一個模式或多個模式的組合來實施。

模式1：更換含停電告警功能的寬帶載波通信模塊。此模式僅具備停電告警功能，但通過更換模塊同時能提升計量表的通信通道。該模式依靠含停電告警功能的寬帶載波模塊（單模或雙模均可選用）在停電時發(fā)送告警信號，來判斷停電及其范圍；需要經過計量系統(tǒng)、海準平臺，實現(xiàn)告警信號的回傳。在此模式下，用戶停電告警可實時獲?。紤]信號傳輸過程耗時）；支路停電告警需根據(jù)該支路的全部或大部分用戶停電告警信號來疊加判斷；臺區(qū)停電，由于集中器通信模塊在臺區(qū)停電時無法對下收集停電告警信號，則無法判斷臺區(qū)停電。此外，考慮到更換全部模塊的工作量及投資，可選擇分路的部分用戶作為特征用戶更換模塊，利用特征用戶的告警來辨識支路停電，可提高建設速度。

模式2：加裝低壓管控裝置+分路電表。此模式具備停電告警、臺區(qū)管理等功能。該模式通過在臺區(qū)加裝低壓管控裝置、分路加裝輪換下來的舊電表，實現(xiàn)分路監(jiān)測；同時，低壓管控裝置與現(xiàn)有臺區(qū)集中器進行本地通信，充分利用現(xiàn)有的計量自動化設備和數(shù)據(jù)資源，實現(xiàn)停電告警、拓撲辨識、臺區(qū)管理等功能。其中，對于臺區(qū)及分路，將利舊加裝的分路電表作為本地化監(jiān)測裝置，直采各類電氣量數(shù)據(jù)，實現(xiàn)臺區(qū)管理；對于用戶，則通過集中器，利用現(xiàn)有計量系統(tǒng)進行召測，實現(xiàn)用監(jiān)測。

模式3：更換新一代計量表計。此模式則全面采用新一代計量體系建設模式，并按需配置相應的臺區(qū)管理功能，實現(xiàn)相關的管理需求。但是，該模式需要在系統(tǒng)側打通計量系統(tǒng)接口，從而實現(xiàn)本地的“營-配”融合應用。

4 核心技術

4.1 低壓停電告警技術

（1）臺區(qū)及支路停電告警。臺區(qū)加裝的低壓管控裝置和分路電表：對于臺區(qū)、支路停電，低壓管控裝置通過本地直連的分路監(jiān)測電表，可以實時準確實現(xiàn)停電告警，避免了通過更換停電告警模塊且經過多個系統(tǒng)傳輸?shù)倪^程；對于用戶停電，則通過集中器對臺區(qū)全部用戶或任意設定的特征用戶召測的方式判斷停、復電，技術實現(xiàn)原理如圖1 所示。而對于更換了常規(guī)寬帶載波通信模塊的臺區(qū)，由于電表通信條件更加優(yōu)越，則實施效果更加理想。

圖1 復用計量自動化的低壓停電告警技術原理

（2）用戶停電告警 。用戶電表更換含停電告警功能的寬帶載波通信模塊：若臺區(qū)全部用戶（或部分用戶）電表更換，則當用戶停電時，利用“計量系統(tǒng)-海準平臺-低壓主動搶修系統(tǒng)”的途徑實現(xiàn)全部（或部分）低壓用戶停電告警；或者集中器將用戶停電告警雙發(fā)至低壓主動搶修系統(tǒng)，實現(xiàn)低壓用戶停電實時告警。用戶電表更換常規(guī)寬帶載波通信模塊：利用低壓管控裝置，設置臺區(qū)全部用戶（或部分用戶）為特征用戶，通過輪詢點召的方式，復用計量自動化表計設備實現(xiàn)低壓用戶的停電告警。

4.2 低壓拓撲辨識技術

通過加裝的分路電表采集分路日凍結電量，同時結合計量自動化系統(tǒng)已有每日用戶日凍結電量，采用了基于電量的拓撲辨識算法，利用加裝分路電表獲取的分路日凍結電量與臺區(qū)用戶的日凍結電量內在的關聯(lián)性，辨識“變-線-戶”拓撲關系。該方法充分利用了現(xiàn)有計量系統(tǒng)的電量數(shù)據(jù)資源，最大程度的減少了設備投資，可實現(xiàn)單次計算達到臺區(qū)85%～90%的“變-線-戶”辨識率。此外，隨著新的用戶電量積累，可在已有辨識的基礎上，持續(xù)計算未辨識用戶。目前，正在將離線計算模塊轉化為在線可調用的自動計算功能，以實現(xiàn)迭代辨識。

低壓拓撲涉及營銷臺賬和已辨識的拓撲關系兩部內容，因此，在低壓拓撲維護和深化應用中創(chuàng)新完備的管理模式。對應低壓拓撲維護，將基于日凍結電量的拓撲辨識作為常規(guī)的拓撲管理手段，實現(xiàn)臺區(qū)大部分用戶的拓撲辨識；而對于零（小）電量及部分未辨識用戶，則通過人工現(xiàn)場排查或持續(xù)積累日凍結變量利用迭代辨識的方法，實現(xiàn)少量未辨識用戶的拓撲辨識。此外，在用戶遷改和報裝工單流轉過程中，加入低壓拓撲管理節(jié)點，確保低壓拓撲的時效性。同時，以此為基礎，與營銷臺賬進行比對，確保低壓拓撲的一致性?；谝延械牡蛪和負?，開展拓撲異常告警、線損統(tǒng)計分析、停電告警分析及用戶用電分析等深化應用功能。

5 結語

本技術方案充分復用了計量系統(tǒng)已有的日凍結量數(shù)據(jù)，選擇了利用純數(shù)據(jù)挖掘的算法來實現(xiàn)拓撲辨識。而主流廠家均依托于各自的寬帶載波模塊拓展信號注入來實現(xiàn)拓撲辨識，仍處于試點且未實現(xiàn)模塊間的互聯(lián)互通。因此，本技術方案避免了含拓撲辨識功能的寬帶載波模塊兼容性問題，挖掘了已有數(shù)據(jù)的潛在價值，兼顧了技術性與經濟性，可以實現(xiàn)拓撲辨識的快速部署與實用化。