物联网技术在智能配电网故障定位中的应用

摘  要：随着物联网技术的不断发展，配电网电线路故障定位的方法也变得更加智能化。贵阳供电局为争创中国西部地区国际一流电力企业，在工作当中进一步加大了物联网技术的应用力度，一直为实现电网更好服务群众而努力。文章基于物联网技术应用于智能配电网出现在线故障时定位方法的研究，从而使配电网在实际运行过程当中，一旦发生故障，可对故障的区域进行快速定位，使得我国智能电网能够更加安全可靠的运行。

关键词：物联网技术;智能配电网;故障定位

中图分类号：TP391.4;TN929.5;TM76          文献标识码：A         文章编号：2096-4706（2020）13-0177-03

Abstract：With the continuous development of the internet of things technology，the fault location method of distribution network has become more intelligent，it provides some new methods for distribution network fault location in power lines. In order to strive to be a world-class power enterprise in the western region of China，Guiyang Power Supply Bureau has further strengthened the application of internet of things technology in its work，and has been striving to realize better service for the masses in the power grid. The following is based on the research on online fault location method of smart distribution network based on internet of things technology，which enables the distribution network to locate fault areas quickly in the actual operation process once a fault occurs，so that Chinas smart grid can operate more safely and reliably.

Keywords：internet of things technology;smart distribution network;fault location

0  引  言

隨着我国科学技术的不断发展，传统配电网在实际使用过程当中由于各种因素的影响，发生故障的概率变得越来越高。与此同时，电力企业的相关工作人员要想对配电网故障位置进行准确定位是非常困难的一件事，传统配电网明显已经不再符合我国经济发展的实际需求，智能配电网已经成为未来电网发展的一个主要趋势。

贵阳供电局在2012年开始在配电线路中安装故障指示器，经过不断地升级改造，在线路发生故障时，3～5分钟工作人员即可获知故障点位置和故障时间、类型等信息，其大大提高了复电效率。

目前，贵阳供电局正大力建设智能配电网，通过无线感应器以及自动定位技术的合理应用，进一步加大对配电网信息的感知力度之后，通过模糊识别等一系列方法来对所获得的数据进行全方位的分析工作，从而实现功能更为强大的为智能配电网。

1  物联网技术和故障定位

物联网最早出现于美国，最开始是在视频识别技术、无线电传感技术和定位技术共同发展的基础上进一步实现的。通过物联网技术的合理应用，可以使得我国电网实现智能化、自动化的转变，使得相关工作人员的工作效率得到实质性的提高。

这几年来随着我国科学技术的快速发展，物联网技术也获得了突飞猛进的发展。就目前的实际情况而言，物联网技术在实际使用的过程当中，已经实现了无线感应定位、视频识别以及激光扫描等多项技术混合使用，并且通过物联网技术的合理使用可以对整个局域网的各项信息进行跟踪定位，图1为整个区段定位系统的系统架构示意图。而在智能配电网不断完善的过程当中，物联网技术由于其强大的功能而得到了非常广泛的应用。通过物联网技术在智能配电网中的合理应用，可以使得人们实现对配电网络的实时监控、在线故障定位等一系列智能化管理。而对智能配电网在线故障的准确定位也是配电网不断向更高的智能化、自动化程度发展的有力保障之一。

在配电网不断发展的前提下，其内部分支变得越来越复杂，负荷点的具体分布也毫无规律可言除了这些问题，在智能配电网日常使用的过程当中，其内部的设备也非常复杂。以上情况的存在使得配电网一旦出现故障，人们很难对故障点位进行准确的定位。而物联网技术的不断完善使得这一问题得到了有效的解决，对我国智能电网的改进工作有着非常重要的意义。

2  基于物联网技术的配电网在线故障定位系统的设计

以往，在供电工作正式进行的过程当中，配电网一旦发生故障就需要耗费大量的人力物力进行故障点的定位工作。因此要进一步加大物联网技术在配电网在线故障定位系统中的应用力度，只有这样才能够更加迅速地对配电网所发生的故障采取积极措施加以应对。

2.1  智能配电网信息采集与传输

在配电网在线故障定位系統实际使用的过程当中重点包括以下四大方面的内容：第一，通过高参数、高精准度来对配电网在实际运行过程当中所产生的一系列有效数据进行全面的采集工作;第二，通过录波作用的正常发挥来使得物联网技术技术在实际使用过程当中对配电网数据的跟踪功能得以实现;第三，高速度和多种拓扑网络结构的信息传输并形成网络拓扑结构;第四，通过科学合理的方式方法对智能配电网中电路进行有效的控制，以及一旦故障发生可立即执行相应的恢复措施。

2.2  配电网在线故障定位和快速恢复系统设计

在该系统正式运行的过程当中，可以对指定范围内配电网的故障节点进行快速有效的定位以及相应的恢复工作。主要是通过采集、传输系统产生错误的一些数据，将这些数据传输到总控制中心，并且对这些错误的数据进行全方位的记录以及分析工作，从而进一步判断故障点，对故障问题进行及时的上报以及现场恢复工作。

2.3  云端远程专家在线诊断系统设计

在利用互联网技术对智能配电网在线故障定位系统正式设计的过程当中，为了使得故障的定位更加快速、准确，设计人员还为该系统设计了云端专家在线诊断故障诊断系统。该系统是一种比较高级的故障诊断以及定位系统，为了保证该系统功能的正常发挥，设计人员连接了本地故障定位以及快速故障恢复系统。通过这样的方式，一旦智能配电网在运行过程当中由于各种因素的影响发生故障，可以对故障发生的地点进行快速的定位。与此同时通过对配电网在运行过程当中产生的一系列数据进行分析后对相应的故障进行准确的判断，进一步使得电力系统能够及时的进行相应的系统恢复工作，让配电网快速恢复到正常运行的状态当中，为人们的日常生产生活提供强有力的保障。这种系统在实际使用的过程当中有着非常明显特点，但是同时也存在着一些问题，有待人们采取积极措施进一步解决。首先该系统在实际使用的过程当中，依然是一个相对独立的系统。为了保证该系统的正常运行，有一个单独的处理单元供其对相关数据进行分析，通过这样的方式，可以使得电力企业在不连接互联网的情况下，也可以通过云端专家来进行相应的故障诊断工作，并且及时进行相应的故障恢复，对智能配电网故障的反应速度非常快。通过该系统的有效应用，使得配电网系统能够更加快速地对故障点位进行确认，并且对其进行相应的修复工作，保证了人们的生产生活用电的正常供应。

与此同时，相应的故障处理速度也应得到重视。然而云端故障处理专家系统在实际使用的过程当中，为了保证其功能的发挥，需要强大的云端数据库来进行故障节点以及恢复工作的计算。也就是该系统在实际工作的过程当中，主要是依靠数据库中的数据来进行计算估计以及相关处理工作的。如果在云端数据库当中没有相应的故障数据以及相关的资料供工作人员参考，那么该系统在实际运行的过程当中，就无法对配电网发生故障的点位进行准确的定位并且对其故障进行快速处理。这一问题的出现在很大程度上制约了物联网技术对配电网进行在线故障定位，并且进一步影响了智能电力的快速发展。

3  物联网技术在智能配电网故障定位案例

贵阳配网自动化改造项目于2019年月开始实施，经过将近1年的努力，建成了全区域智能监控、故障精准定位、快速恢复供电的智能配电系统。

本文选取2019年11月某一时间段配网系统的故障进行分析。其具体故障如表1所示。

根据表1分析可知，在故障定位系统的13条信息中，1次未报（未动作），4次误报，有效故障报修9次，其效率为69.23%。

由于整个大学城配电线路众多，故障指示器的安装数量少，在今后工作中可适当增加故障指示器和通信终端数量以缩小故障指示范围，但也不宜过多，否则因单设备的可靠性影响，系统的整体可靠性会有所降低。运用该故障定位系统后，电网运行人员可以更加迅速地隔离故障区域，先行恢复主线及其他支线供电，然后在故障区域内集中抢修力量查找故障点，迅速排除故障，提高抢修效率，减少了用户的停电时间，为电网和用户带来明显的效益。表2为故障定位系统安装前后对比。

从表2中可知，智能故障定位系统的应用后，其故障平均查找时间、抢修资金、停电时间成本都有显著下降，供电可靠率大幅提升，其客户投诉数量也下降了很多，带来的社会效益、经济效益均十分显著。

4  物联网技术在智能配电网故障定位优势

通过物联网技术的合理使用，在对智能配电网进行故障定位的过程当中，有以下几个方面的优点：

首先，和传统的配电网故障定位技术相比较而言，物联网技术的合理使用可以大幅度的减少电力企业在故障定位过程当中所耗费的人力、物力、财力。

其次，该技术在使用的过程当中拥有更高的性价比。除此之外，由于物联网技术在实际使用过程当中所具有的众多优势。将该技术应用于配电网在线故障定位时会让定位的结果更加准确。与此同时还可以进一步加大对于故障站点定位的范围。这样的功能无疑使得电力企业实际工作的过程当中极大地减少了故障点检测的盲区，让配电网在实际工作过程当中的效率得到了实质性的提高。

最后，物联网技术在配电网在线故障定位中的有效应用，使配电网对故障检修方面的限制变得更少，如以往的故障检修需要申请检修计划、人员车辆的调度、物资材料配送等环节，使用故障定位系统则可大大减少这些方面的限制，与此同时在实际使用过程当中，也简化了原有的工作流程，有效减轻了工作人员的工作压力。

5  结  论

综合上述内容，本文对物联网技术在智能配电网在线故障定位中的应用情况进行了全方位的分析，并且指出了物联网技术下配电网在线故障定位的工作原理以及相应的优势。相信在不久的未来，随着科学技术的进一步发展，物联网技术在配电网在线故障定位中的应用将会使得定位结果更加精确，可以使更大范围的配电网都能进行在线故障定位。

参考文献：

[1] 李黎.基于WSN的配电网故障定位系统的设计与实现 [D].保定：华北电力大学，2018.

[2] 罗雄.配电网多故障抢修资源调度策略研究 [D].秦皇岛：燕山大学，2014.

[3] 田永超.中压配电网单相接地故障在线定位系统的设计与实现 [D].保定：华北电力大学，2013.

[4] 姜超.物联网技术在配电网在线故障定位系统中的应用研究 [D].保定：华北电力大学，2013.

作者简介：刘兵（1984.08—），男，汉族，湖北随州人，工程师，硕士研究生，研究方向：配网运行及检修。