［摘 要］文章分析了臺區(qū)檢修現(xiàn)狀，基于線路態(tài)勢感知提出了一種優(yōu)化后的臺區(qū)檢修策略，并結合算例的方式，分析了該方法的應用成效。研究結果表明，優(yōu)化后的臺區(qū)檢修方法，減少了檢修運營投入，增加了運營收益。

［關鍵詞］線路態(tài)勢感知；臺區(qū)檢修；決策優(yōu)化技術

［中圖分類號］TM73 ［文獻標志碼］A ［文章編號］2095–6487（2024）09–0050–03

1 臺區(qū)檢修現(xiàn)狀

現(xiàn)階段，轄區(qū)內(nèi)的配電線路主要由配網(wǎng)管理人員負責管理。配電線路屬于一次設備，需要在停電狀態(tài)下作業(yè)，因此，停電檢修屬于開展臺區(qū)檢修工作的前提。但目前配電線路停電檢修尚存在以下不足。

（1）多數(shù)供電企業(yè)采取人工檢修的方式，此類方式難以實現(xiàn)對停電時間的準確預測，且工作量較大，耗時較長，若出現(xiàn)異常情況，難以在第一時間內(nèi)處理。

（2）在長時間運行后，臺區(qū)低壓線路容易出現(xiàn)諸多問題，包括線路老化嚴重、線路故障等。同時，與線路相連接的各類裝置的可靠性同樣會下降。但線路和裝置劣化時間較長，故障感知難度較高，在運維管理過程中，雖然會采用方法排查設備，但由于缺少對比分析，導致低壓線路狀態(tài)和參數(shù)的變化難以被準確感知。在劣化嚴重后，故障會在極短的時間內(nèi)生成，供電企業(yè)僅能通過事后搶修的方式補救，但造成的負面影響卻無法挽回。

2 優(yōu)化前后的檢修策略對比

2.1 傳統(tǒng)檢修模式下的成本分析

在傳統(tǒng)檢修模式下，負荷損失和檢修成本是運維成本的主要組成部分。通常情況下，檢修類型分為4類，包括大修、搶修、小修及巡檢。大修的檢修成本最高，搶修次之，小修再次，巡檢成本最低。巡檢工作的開展，可以降低故障發(fā)生的概率，但巡檢次數(shù)的增加，會導致巡檢成本顯著提升。為解決傳統(tǒng)檢修模式存在的弊端，需要對臺區(qū)用戶回路阻抗和變化趨勢進行跟蹤，并通過計算的方式加以明確。在這一過程中，還要考慮用戶接入點和臺區(qū)配電箱之間的距離，并比較干線阻抗大小。這里所說的阻抗大小，主要分為兩種情況，第一種是同表箱用戶，第二種是電氣距離不同的用戶。在此基礎上，即可實現(xiàn)對臺區(qū)線路狀態(tài)的準確判斷，為后續(xù)運維管理工作的開展提供指導。

通常情況下，臺區(qū)供電半徑和材料會受到相關規(guī)定的限制，故用戶回路阻抗會處在一個區(qū)間內(nèi)。文章結合相關研究理論和實踐經(jīng)驗，創(chuàng)建臺區(qū)線路態(tài)勢評估模型，用于對比臺區(qū)用戶支線阻抗和干線阻抗，同時完成對臺區(qū)線路狀態(tài)的評估。將該模型應用于實際業(yè)務場景內(nèi)，有助于判定線路故障類型，如線路連接不到位、線路損壞等。

2.2 狀態(tài)檢修成本

文章所研究的狀態(tài)感知檢修方法，通常在故障發(fā)生前后的第一時間內(nèi)被應用，在實際運維階段，會將檢修觸發(fā)函數(shù)作為依據(jù)，實際工作由電力企業(yè)負責。就實際情況而言，檢修時間與執(zhí)行時間存在一定的差距。

臺區(qū)狀態(tài)感知檢修損失可以分為3 個階段，各階段的特征如下所述。

（1）第一階段，函數(shù)被觸發(fā)，在經(jīng)過一段時間后，線路劣化速度降低，檢修成本減少。

（2）第二階段，在觸發(fā)狀態(tài)感知檢修后，如果檢修不到位，線路狀態(tài)會快速下降，導致檢修成本增加。

（3）第三階段，線路劣化保持穩(wěn)定，此時，檢修投入固定，未來僅會因停電產(chǎn)生損失。

結合上述分析可知，想要使狀態(tài)感知檢修的響應度提升，減少檢修成本，需要對函數(shù)觸發(fā)和消失時刻之間的時差進行控制。

2.3 運營成效分析

與傳統(tǒng)檢修模式相比，狀態(tài)感知檢修方式應用后，可以使運維部門主動開展檢修工作，能夠實現(xiàn)對檢修的有效把控，同時還有利于節(jié)省檢修成本。在開展檢修工作的過程中，將線路狀態(tài)參數(shù)作為依據(jù)，能夠減少巡檢頻率，并清晰掌握當前和歷史線路狀態(tài)相對比的變化趨勢，從而為檢修工作開展提供數(shù)據(jù)支持，避免線路故障惡化，進而造成嚴重后果。

運用狀態(tài)感知檢修方法后所取得運營成效，可以利用下述公式計算：

式中，SME為運營成效；SPSR為供電效益，SMD為臺區(qū)供電時長和負荷，會對效益產(chǎn)生直接影響；SCBM為實施狀態(tài)感知檢修后的損失。

臺區(qū)運維水平與供電時長之間存在密切關聯(lián)，故在檢修或處理故障的過程中，應該采用優(yōu)化后的檢修策略。假設故障處理投入成本固定，可把運營成效視為求解問題，具體公式如下：

maxSME=SPSR-SCBM（2）

為保證供電可靠性，電網(wǎng)公司對用戶年度平均停電時長的規(guī)定較為嚴格，必須處在合理的范圍內(nèi)。為此，應做好檢修工作，使檢修強度和效率得到有效保證。基于此，在實施狀態(tài)感知檢修策略的過程中，應保證檢修觸發(fā)函數(shù)被合理觸發(fā)，在保證檢修效率的同時，在第一時間找出線路存在的問題。此外，還要將觸發(fā)頻率控制在一定的范圍內(nèi)，避免因觸發(fā)頻率過高，導致成本增加。由此可見，在求取運營成效最優(yōu)解時，增加約束條件至關重要。在此基礎上，可得到下述計算公式：

式中，H為用戶總數(shù)，tpower_of f（k）為用戶k在一年內(nèi)的停電時長，T為狀態(tài)檢修響應度，TLimit為電網(wǎng)公司規(guī)定的年度停電時長，δZK為連續(xù)阻抗偏差閾值。根據(jù)前文分析可知，對約束條件下的非線性規(guī)劃問題進行求解后，即可對合適的參數(shù)予以明確，包括ω和δZK。在此基礎上，對TF=f（ω，δZK）觸發(fā)頻率加以調整，使檢修執(zhí)行頻率發(fā)生改變，供電時長和檢修損失也會隨之受到影響。故選擇合適的ω和δZK，有助于保證運營成效達標。

3 算例分析和策略應用效果

某供電企業(yè)的轄區(qū)共有3 個臺區(qū)，分別為城網(wǎng)、郊區(qū)及農(nóng)網(wǎng)，三者之間臺區(qū)的占比分別為3 ∶ 3 ∶ 4。其中，臺區(qū)建成的時間為20 a。該供電所臺區(qū)在2018年底，已經(jīng)實現(xiàn)寬帶載波通信全覆蓋，可以對臺區(qū)內(nèi)各類數(shù)據(jù)進行采集，如電壓、電流和功率等。

將用戶回路阻抗分布情況作為依據(jù)，在分析后得知，T 接情況在農(nóng)網(wǎng)部分普遍存在，且存在三相不平衡較大的特征，故設定相應的判定條件，確定離群次數(shù)為10 次。城網(wǎng)與其他臺區(qū)相比，具有穩(wěn)定的供電情況，且不存在嚴重的干擾，故將離群次數(shù)的取值范圍確定為5 次。同時，還對兩個臺區(qū)的季度阻抗閾值進行設置，取值為0.01 Ω。

現(xiàn)場檢查情況如圖1 所示。檢修結果表明，連接端子氧化和銹蝕是導致線路出現(xiàn)異常的主要原因。相較于正常線路，故障線路的導電性嚴重降低，且阻抗大幅度增加。

供電企業(yè)在2017—2018 年采用傳統(tǒng)檢修模式，而2019—2020年期間，對狀態(tài)感知檢修模式加以應用，如果具備實施隨機故障判定的條件，運維部門需要在24 h 內(nèi)排查場內(nèi)的異常。針對累積故障，需要在7 d內(nèi)完成維護工作。為降低維護造成的影響，應在臺區(qū)低負載時段實施停電作業(yè)。實踐應用結果表明，雖然狀態(tài)感知檢修模式相較于傳統(tǒng)檢修模式，在頻次上有所增加，但卻可以減少停電造成的損失。狀態(tài)感知檢修和傳統(tǒng)檢修方式的對比見表1。

由表1 可知，采用文章所研究的狀態(tài)感知檢修策略后，異常檢出率大幅上升，停電負荷損失顯著下降。究其原因，主要是狀態(tài)感知檢修可以提前感知，雖然使檢修次數(shù)有所增加，但卻有利于減少因停電所帶來的損失。

在計算運營成效在供電收益中的占比后得知，在應用狀態(tài)感知檢修方法后，案例企業(yè)的運營成效明顯增加，雖然運營成效占比偏低，但供電收益擁有龐大的基數(shù)，故會產(chǎn)生較多的經(jīng)濟收益。該企業(yè)年運營收益分項占例見表2。

4 結束語

在科學技術快速發(fā)展的背景下，電力企業(yè)應基于配網(wǎng)運維管理現(xiàn)狀，利用現(xiàn)代技術對傳統(tǒng)檢修模式進行創(chuàng)新優(yōu)化。鑒于傳統(tǒng)檢修方式存在的弊端，文章建議電力企業(yè)利用狀態(tài)感知檢修方法，實現(xiàn)對線路狀態(tài)的準確把握，并通過故障判別模型，實現(xiàn)對線路故障的準確判斷。

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