配网设备停电的电子化管理方法及应用

叶华

（云南电力调度控制中心，昆明 650011）

0 前言

配网设备停电管理需要考虑停电影响范围、停电时间、转供方案、是否重复停电等等[1-5]。在执行停电检修票时，需要对配网开关状态和运行方式有较为直观的了解[6-7]。

传统停电计划主要依赖于人工经验基于excel进行编制，没有采用计算机辅助智能优化[8-13]，配网停电计划管理面临着以下问题：编制停电计划时易错漏；多部门难以有序配合，沟通效率低；多停电任务难以有效分析，重复停电频频出现[14]。

针对这些实际情况，研究了规范化的配网设备停电计划管理流程，提出了基于广度优先搜索方法的配网停电影响范围分析功能和负荷转供分析功能，通过对重复停电进行分析，在OMS中可参考分析结果进行停电计划的审批。研究了配网开关状态集约化管理功能，能够掌握配网开关状态和运行方式的准确信息，有助于配网调度管理水平的提升。

1 配网设备停电计划管理流程

计划停电上报停电计划相关信息，系统自动测算可靠性指标，设备管辖单位测算可靠性指标。汇总后，营销系统进行影响时户数测算，调度部门根据系统对相关指标的测算结果，就汇总的停电计划集中讨论、审核通过后，由调度进行审核同意后即形成批准的停电计划。

2 配网设备停电影响范围分析

配网设备停电影响范围需要分析电网拓扑结构图实现影响设备的追溯，通过可视化电网网架清晰的展示出来，并列出停电影响的设备列表。本文使用广度优先搜索追踪分析算法来追踪。广度优先搜索方法：在深度优先搜索中，算法表现得好像要尽快地远离起始点似的。相反，在广度优先搜索中，算法好像要尽可能地靠近起始点。它首先访问起始顶点的所有邻接点，然后再访问较远的区域。它是用队列来实现的。图1中的数字显示了广度优先搜索顶点被访问的顺序。

图1 广度优先搜索方法

实现广度优先搜索，要遵守三个规则：

1)访问下一个未来访问的邻接点，这个顶点必须是当前顶点的邻接点，标记它，并把它插入到队列中。

2)如果因为已经没有未访问顶点而不能执行规则1时，那么从队列头取一个顶点，并使其成为当前顶点。

3) 如果因为队列为空而不能执行规则2，则搜索结束。对A节点的广度优先搜索追踪结束后便搜索到一系列路径和节点的结果集，结果集中的路径对应着电网的线设备，结果集中的节点即为电网的点设备。在结果集中许多条路径中检索判断是否包含变电站35 kV及以上的变压器，如果有则为供电上游；否则就是供电下游。将供电下游设备中类型为10 kV变压器的设备查询出来，变得到A节点断开所影响的变压器。多个节点断开后影响的变压器在内存中做“加法”运算即得到该计划影响的停电变压器列表。根据这些列表可在单线图上对这些停电设备进行直观、高亮展示。如下图2所示。

图2 停电影响范围展示

3 配网设备转供电分析

负荷转供能力评估需要获取转供设备、线路历史负荷信息，以此预测计划停电时设备、线路的负荷和转供能力，目前线路负荷历史数据不全，实时信息获取成功率较低，且自动化的覆盖程度较低，同时设备及连接关系数据需要准确。因此本文分析停电线路的待转供负荷，基于电网拓扑获得可为停电线路转供的设备信息，根据已经停电设备的额定负荷，结合转供电源点当前额定负荷评估设备转供能力，进一步缩小停电范围，为停电计划审批提供科学的依据。

本文中负荷转供分析采用广度优先搜索法，搜索已停电变压器的可转供的设备（电源点）：对已经停电的变压器和线路逐一进行追踪，得到一系列结果集，搜索多条路径中包含变电站35 kV及以上的变压器，如果与停电的变压器的所属供电馈线不一致，则判断为多电源，标记为备选电源。

在备选电源集合中检索供电路径上的导线、电缆、开关的容量，所有设备的最小容量即设置为该电源点具备转供的最大转供负荷。将停电区域的变压容量求和得到需转供的最大负荷，并与转供电源点具备转供的最大转供负荷做比较，重载：80%＜负载比＜100%；满载：负载比=100%；超载：负载比＞100%。

针对转供的设备，在A节点所影响的变压器即为复电的变压器；以此类推，多个节点转供后影响的变压器在内存中做“减法”运算即得到该计划停电影响到的最终停电变压器列表，可在单线图上对这些具备转供条件的电源点、转供路径、复电的变压器进行直观、高亮展示。

4 配网设备重复停电分析

停电计划综合分析主要是基于电网拓扑，在计划编制过程中结合前计划以及待完成的任务，针对停电设备重复、周期性修试、消缺等因素进行综合分析，进行综合的计划进行调整，以减少停电次数。

对于已填报的停电计划，系统会逐条分析停电影响设备和负荷转供情况，形成单个停电计划项的最优停电范围，确认后自动保存在停电数据库中，形成“未来一段时间里停电的变压器库”。当有新的停电计划填报时，将新的停电计划影响的停电变压器作为输入条件在“未来一段时间里停电的变压器库”进行检索，如果检索到已计划停电的变压器，则为重复停电的计划，自动提示计划填报人员，需考虑将几项重复的停电计划进行综合。

5 配网开关状态集约化管理

根据运行方式变更（计划设备停电、转供电或设备故障），结合GΙS系统动态拓扑可视化电网架的影响分析技术、电网拓扑关系、额定负荷数据进行计算。以最小的停电范围和最短的停电时间来编制倒闸方案和确定停电设备，并分析出停电受影响的区域和用户，通过电力配网GΙS图直观的显示停电区域和受影响用户。

对“开关置位”触发的开关变位和影响的停电影响变压器每次后会保存在数据库中，并自动更新、调整实际的电网运行方式。全局的所有人，在打开GΙS电网图的时候均加载最新的电网运行方式，均能看到最新的电网运行方式和停电的区域。

在GΙS中的开关置位功能分为正常置位功能和故障置位功能。系统缺省为正常置位，即对开关的正常分合操作。置位时，可以选择分合状态，填选相应的时标。正常置位和故障置位的开关在颜色上有所区分。置位后，对各电压等级设备带电和停电进行不同的拓扑着色。

6 结束语

本文的方法适用于各地区的配网设备停电管理，目前已在多个个地区得到应用，明显提高了配网设备停电管理效率，提高了供电可靠性，减少了用电用户的停电时间。