配电自动化供电可靠性监测方法研究

魏宇峰　邵敏　郭宇杰　刘月

摘 要：为了研判配电自动化供电系统的停电原因，评估供电系统的可靠性，需对供电系统的运行过程进行监测。传统监测方法多采用人工监测的方式，过分依赖维护人员自觉性和专业性，导致监测效果较差。为此提出基于贝叶斯网络的配电系统可靠性监测方法。分析配电自动化供电系统的结构，引入分布式电源接入方式，设置时间参数创建配电自动化供电的自愈控制功能，根据该功能对系统运行过程中可能出现的停电问题进行研判。建立由逻辑关系“与”、“或”、“因果”节点模型共同组成系统运行监测的贝叶斯网络模型，并计算系统运行节点的工作概率。设计系统运行监测流程，将不同类型停电故障在不同地点按照其发生时间进行统计，得出停电发生概率，根据前后停电故障区域提供负荷量以及供应负荷的重要指标，获取配电系统运行安全指标。实验结果可知，该方法对供电系统运行监测的最高精度可达到92%，能够有效研判出停电原因，为准确评估供电系统的可靠性提供帮助。

关键词：配电自动化;供电系统;运行监测;贝叶斯网络;停电原因;工作效率

0 引言

配电自动化供电系统是电力系统中连接电源与用户的重要环节，不同供电区域对于供电运行情况的要求是不一致的，配电自动化供电系统应根据不同地区供电环境进行差异化设计[1]。目前，在中心城区配电结构中，不可能实现对每一个场所都设置遥控功能，通常在同一配电线路中，存在仅有故障指示器的配电自动化具备遥控功能[2]。电能质量在线监测系统建设投运后，供电用户停电事件通过前端业务系统实现了自动集成，但还需要人工进行判断并维护停电性质及原因，增加了管理人员工作负担，同时也不能保证对相关事件管理和统计的及时性[3]。

为了解决该问题，提出了基于贝叶斯网络的配电自动化供电可靠性可靠性监测方法，减轻系统运行管理人员维护数据冗余工作量，并且可以提高运行故障数据的维护准确性，对于供电系统业务数据自动化管理水平也得到了提升。

1 配电自动化供电系统

智能配电自动化系统是根据我国供电标准，将低压用电监控与配电网自动化系统融合在一起，实现系统供电监控，保证供电系统运行的可靠性。根据用户需求，保留与监控、安全防护系统接口，支持统一规划和分期实施建设模式，可作为县区级调配控制一体化系统，也可逐步扩展为应用系统。

2 系统配电网停电监测分析

根据配电自动化供电系统，对于系统停电故障发生后快速定位停电故障区域是具有必要性的。减少停电故障查找隔离时间，在不同配电自动化模式下，停电故障区域和非停电故障区域的供电效果也是不同的，时间参数是不同自动化模式操作时间标准数值，在该时间下对可能出现的停电问题进行监测管理。

在设备（资产）运维精益管理PMS2.0 系统中涉及配网设备停电记录管理的应用功能，主要包含：任务池管理、检修计划管理、停电停役申请、日调度计划、停电通知、停电信息报送等。配网供电系统运行监测人员首先在系统的任务池中创建检修任务;停电检修计划取自任务池内任务，经相应的管理流程审批确定需要发布的停电检修计划;停电检修计划发布后，生成对应的停電停役申请，由调度人员进行审批。

3 基于贝叶斯网络模型的配电系统运行监测分析

当较多风能和太阳能电源接入配电系统时，系统供电的间歇性和不可控性影响了供电运行监测难度。为了降低监测复杂程度，在不影响监测精准度情况下，假设系统供电出现停电故障，配电网设备不会产生误动，在该条件下，系统运行模式能够快速完成，且不会出现切换失败情况。

3.1 系统运行监测的实现

配电网自动化供电系统运行监测流程输入基本数据，依据不同编号将集合内的电源负荷点进行分割，判断分割集合所属的馈线，统计电源数目，读取相应馈线负荷数据。设置初始抽取样本密度为1，预设选取样本的迭代次数，样本抽取次数、正式抽样次数。根据抽样结果获取系统运行状态样本数据，形成状态序列，评估配电系统运行周期是否能够正常运行。在在正常运行状态下，计算电源在停电时间内的最小电压的各个负荷点在停电时间内的最大负荷。判断电源是否将同负荷全都支撑起来，①如果可以，则说明在该条件下，计算电源剩余出力，并对异类负荷点进行优选。判断优选结果是否为1，如果是，则说明停电时间为0，如果不是，则说明故障次数加1，停电时间为隔离时间，由此获取该条件下的抽样结果;②如果不可以，对同类负荷点进行优选，并判断优选结果是否为1。如果是，则说明停电时间为0，如果不是，则说明故障次数加1，停电时间为隔离时间，异类负荷点故障次数加1，停电时间仍为隔离时间，由此获取该条件下的抽样结果。统计两次抽样结果，并计算系统可靠性，以此作为指标判断抽样次数是否预设次数，如果是，则计算结果，并保存到数据库中以待分析;如果不是，则需返回到对系统运行状态抽样步骤，直到抽样次数大于预设次数即可。

根据配电系统运行监测流程进行系统可靠性分析，需将不同类型的停电故障在不同地点按照不同发生时间进行统计，并计算发生的概率，因此，对于系统停电状态采用抽样方式进行分析。

首先依据编号将电源同类负荷和异类负荷进行分割，然后基于所述馈线读取相应馈线负荷数据，之后对系统运行状态进行抽样，形成运动状态序列，并监测运行期间配电系统是否能够正常运行。对于配电系统在馈线上的停电故障，需根据前后停电故障区域提供负荷量以及所供应负荷重要指标，最终获取配电系统运行监控指标。

4 结束语

基于贝叶斯网络的配电网自动化供电系统可靠性监测方法，其本质是对系统运行的可靠性进行监测，具有清晰、直观的监测特点，充分考虑不同配电自动化模式对系统运行情况的影响，通过实验结果可知，该方法监测准确度最高可达到92%，比传统监测方法检测准确度更高。

对配电网自动化供电可靠性监测方法进行研究，可以一定程度省去操作人员繁琐地去判断停电故障的原因，繁复进行查询工作，提高了相关故障事件维护的及时性，同时，以用户为单位停电数据在进行数据分析时可以更准确判断停电时用户的变化情况，对停电预测准确性有很大帮助。

参考文献

[1] 连晗.船舶环形区域配电系统的自动化监控技术研究[J].舰船科学技术，2017，25（16）：88-90.

[2] 项添春，戚艳，董逸超，等. 提高配电网供电可靠性和状态可观性的终端优化配置方法[J].电力系统及其自动化学报，2017，29（6）：107-112.

[3] 陈东新，武志刚.配电自动化终端布点优化的动态规划研究[J].电力系统保护与控制，2017，45（12）：1-8.