配电自动化二次设备状态评估技术研究

石岩

【摘 要】目前配电二次设备通常采用的定期巡检和故障后检修模式，故障原因分析与定位困难，无法批量、集中或有针对性消除配电二次设备存在的隐患，导致运维效率低。在当前普遍存在配电自动化运维人员不足的现状下，急需提升配电自动化终端运行维护能力。为此研究配电自动化二次设备状态评价，提前预知或有目的运维十分必要。

【关键词】配电自动化;二次设备;状态评估技术

1二次设备状态评估技术现状

1.1模糊综合评判法

在各个应用领域中广泛应用模糊数学理论，其中模糊综合评判得到广泛应用。模糊综合判定方法是通过建立模糊集合，对不可量化与不精确的概念应用隶属函数进行简单表达和处理，算法简单有效，在实践中证明能有效进行评估。（1）专家估算法。根据被评估对象领域的专家经验，对评估对象投票或打分来确定其权重。一般采用多名专家投票或打分并取其平均值确定各个评价指标的权重，权重的确定具有主观判断性。（2）德尔菲法。专家在收到评估对象时，根据自身经验，分析被评估对象的各项评价指标，给出其评价的分数。德尔菲法在体操比赛、演讲比赛等经常得到应用。（3）层次分析法。该方法是分析人力在决策思维基础上，对相关事物分解、判断、综合，采用定性与定量结合的方式将复杂的问题进行分解。在分解时可依据不同因素进行分解，在完成分解后对不同因素进行两两比较，确定其相对重要性并获得权重。层次分析法可以较好的对电力系统中存在的多目标决策问题提供可靠的解决方案，在输配电领域起到了至关重要的作用。

1.2基于可拓集合的物元分析

本方法采用形式逻辑与辩证逻辑的结合，解决处理客观存在的不相容问题，已用于产品质量管理、规划等方面。物元分析对事物采用取值范围来表示某种性质程度，其中具备该性质的程度用正域表示，表示不具有该性质的程度用负域，该性质的分界用零表示，在变压器的状态评估中得到廣泛应用。

1.3人工智能方法

（1）神经网络评估法

通过对人脑神经元网络从信息处理角度进行抽象并建立数学模型，模拟人类学习判定过程，具有并行、自学、容错的处理方法。近年来，在模式识别、智能机器人、自动控制、预测估计、生物、医学、经济等领域广泛应用人工神经网络。在电力系统中，应用神经网络方法对变压器等设备进行故障评估与诊断也得到了广泛应用，但是，为能发现未知模式规律，需大量的训练样本，并且因其评价模型隐含性，无法分析其因果关系，同时由于该算法本身的复杂性、收敛速度慢或陷入局部收敛等原因，往往通过与其它算法相结合，改善其缺陷，提升评价效果。

（2）基于贝叶斯网络的方法

本方法基于概率推理建立贝叶斯网络数据模型，反映其概率信息过程，解决不定性和不完整性问题。该方法应用于多个领域以解决复杂不确定性和关联性问题。贝叶斯网络理论广泛应用于电力系统设备或资产的健康状态评估。

（3）灰色关联分析法

通过灰色关联分析模型的方法可以对系统中各个存在的影响因素进行评估，并对系统的变化趋势进行分析以及评估。灰色关联度分析法不必进行数据归一化处理，可以根据具体情况增减指标体系，具有代表性样本少等特点，但也存在要求样本数据具有时间序列特征，没有合理的标准确定分辨率系数等缺陷。近年来灰色关联分析法也被引入到电力设备的状态评估领域。

2二次设备评估与运维系统应用

2.1项目背景

A市配电自动化系统采用配电主站和现场配电终端两层结构。系统功能具备数据采集、数据处理、控制与操作、拓扑着色、防误闭锁、事故反演、信息分区分流、基于地理背景的SCADA应用、系统互联、馈线故障处理、拓扑分析、配电仿真等基本应用功能，也建设了电网分析应用等高级应用功能。针对配网设备点多面广，二次设备纷繁复杂，面对大量的配电二次设备，若采用人工方式，目前根本无法完成全部二次设备的常规监视、管理工作。需考虑对二次设备、终端、通信、电源模块的运行状态进行在线监测与评估，自动化分析统计终端的运行状态、设置参数、电池充放电情况，主动发现配电二次设备运行缺陷，超前开展隐患消缺工作。

2.2具体应用

在配电自动化建设过程中，对缺陷的处理划分为：部门缺陷和跨部门缺陷。在某供电公司，部门缺陷主要包括主站系统、通讯设施、以及相应配套的监测装置。在配电自动化二次设备评估与运维系统完成后，可应用配电自动化二次设备评估与运维系统，通过缺陷管理功能，主动发现缺陷，指导运维人员现场消缺，并在消缺后，在配电自动化二次设备评估与运维系统确认缺陷是否消失，形成闭环管理。跨部门缺陷是在该供电公司调度部门管理，主要采用离线管理方式，遵循部门间管理流程。在该供电公司，智能配电终端存在相应的缺陷，有设备供应厂家的售后人员负责，可利用配电自动化二次设备评估与运维支撑系统及时通知厂家的运维人员运维消缺，通过系统实时监管是否对设备消缺，有效辅助监管厂家的运维人员是否到位。通信等二次设备发生缺陷时，在确认缺陷后，推送给负责配电自动化的人员收到缺陷后，配电自动化人员按照工作流程填写相应的工作票并进行准备。在完成缺陷处理后，通过系统实时查看是否处理完毕，形成闭环检查。应用配电自动化二次设备评估与运维系统优化了当前的管理流程，提升了工作效率。

（1）基于二次设备评估与运维系统优化缺陷管理，形成闭环缺陷管理流程。

在工作中应用配电二次设备评估与运维系统的缺陷分类及自动分析告警功能、对缺陷通过手动录入PMS2.0进入缺陷管理流程。在消缺后，通过配电自动化二次设备评估与运维系统确认消缺结果，在确认消缺后，才能在PMS2.0中结束本次消缺单，有效实现缺陷的信息化和闭环管理，提高设备运维效率，保障设备供电的可靠性与安全性。将缺陷信息人工或自动维护到前端web页面，并与PMS2.0系统中缺陷管理做交互，获取缺陷管理的进度信息，并于前端展示，将待处理缺陷推送至缺陷处理和校核模块，确认缺陷状态、等级、是否消缺等信息。

（2）主动消缺应用

在工作中，应用配电二次设备评估与运维支撑系统推送的缺陷，在进行缺陷确认后，进行针对性运维，避免一直以来无目标的运维方式。如2016年5月8口二次设备评估与运维系统主动推出相关终端信息，推出缺陷配电终端的相关信息，提示运维人员需对X市直供区长期不在线终端表和X市直供区一直不在线终端表中所示配电终端设备维护，运维消缺工作从原来的无序定周期巡检的80个，降低至27台。

（3）配电自动化化运行指标分析提升

根据该省电力公司配电自动化管理要求，作者所在单位需要定期分析配电自动化化运行指标，以实现常态化管理。在工作中，通过应用二次设备评估与运维支撑系统，一方面可以快速生成缺陷和各种指标。另一方面可以监管作者管辖范围内运维人员指标，并督促其及时消缺。作者所在单位通过应用配电自动化二次设备评估与运维系统，配电自动化终端在线率达98%以上，遥控使用率和遥控成功率均达到100%，对配电自动化系统正常运行起到了保驾护航，推动了配电自动化深化和实用化应用。

3结束语

随着配电自动化系统建设，推动配电自动化实用化，配电自动化设备的运行维护管理高效化、少量化显得十分必要。为提升对配电自动化二次设备的针对性运维，进一步提升配电自动化运维效率，分析并借鉴一次设备状态检修技术，开展配电自动化二次设备在线监测与状态评价研究。为此针对A市供电公司配电自动化应用现状的基础上，结合作者本职工作，在实践中探索应用各种配电自动化技术，提升配电自动化运行可靠性，降低运维工作难度和工作效率。

参考文献：

[1]夏寅，张晓青.配电自动化二次设备风险评估与检修决策研究[J].电力工程技术，2018，3703：155-160.

（作者单位：国网宁城县供电公司）