基于全景监测的大跨越全域配电网故障检修点定位分析

2022-10-12唐琳健

大科技 2022年39期

唐琳健

（广东电网有限责任公司韶关供电局，广东韶关 512000）

0 引言

近年来，科学技术的飞速发展使得各个领域都开始积极研发新型技术，电力行业也不例外，配电网故障检修点定位作为支撑配电网正常运行的重要组成，直接关系到后续检修工作的开展质量，为了提升其定位精准性，有必要探索出全景监测基础上的配电网故障检修点定位方法，为高质量完成故障检修提供必要的技术支撑。

1 研究背景

近年来，在社会经济迅速发展的过程中，我国对于电力的需求不断增加，这也在极大程度上扩大了大跨越全域配电网的建设规模，以有效适应当下社会的发展进程，但与此同时，也对其进一步提升了对于其安全平稳运行的要求。从实际情况来看，受到多方面因素的影响，大跨越全域配电网在实际运行的过程面临着不稳定的问题，增加了其出现故障的可能性，所以应当加大力度开展对于其故障检修点定位的研究，以便于帮助相关工作人员及时定位故障，找出故障原因并第一时间采取妥善的应对措施，以支撑大跨越全域配电网的高质量运行。基于此，研究人员应当在原有的基础上对检修模型展开优化，强化对于信息处理以及特征提取方法的应用，深层次探究其故障的影响因素和产生原因，并充分同当前其整体的运行工况相结合，提出更加科学有效的检修点定位方法，精确完成故障检修工作。

为了提升配电网故障点定位以及故障解决成效，相关工作人员应当结合以往经验对常见的几种故障类型进行分析并在基础上针对性地提出相应的故障定位措施，以减少不必要的步骤以及人力、物力等资源的过度浪费。结合当前的实际情况，配电网主要包括以下几种常见故障，首先，受到某种客观因素的影响导致配电网线路遭到破坏，进而使得线路出现中断的问题。其次则是配电网的接地故障，运行状态出现异常现象，最突出的表现是单相接地。最后便是配电系统的短路现象，其会导致配电网在运行的过程中出现各种风险。上述故障产生的原因包括以下两点。一方面，在外力作用的影响，配电网中所存在的部分电路会出现受损中断的现象，另一方面，针对配电网系统而言，若是其中存在一些电力元器件故障，则会直接造成系统短路以及接地异常。

2 传统故障定位方法的局限性

如今，我国科技创新力度不断加大，配电网故障定位方法也在逐渐更新升级，对于传统的定位方法来说，其无论是在准确性、可靠性还是在工作效率方面都面临一定的不足，但其在当前依然广泛应用在部分农村地区的配电网检修工作中，笔者主要从以下两方面着手对其局限性进行阐述。

2.1 经验法

有经验的电力检修人员能够充分了解各个路段的实际情况，进而根据自身扎实的专业知识和丰富的从业经验，在明确以往常见故障类型的基础上对存在潜在故障的区域进行判断，例如部分配电网线路周边有着较多的工程项目，其旁边的线路上也涉及大量的园林绿化植被，这些都会在一定程度上对配电网的正常运行造成干扰。不可否认的是，经验法在以往的故障定位工作中有一定的应用价值，但在大跨域全域配电网规模不断扩大的今天无法在精确度和准确性方面满足现代化配电网故障检修的要求。与此同时，经验法对于电力检修人员自身能力有着较高的要求，一旦其专业知识不够或者是经验不足便会出现判断失误的问题，进而不可避免地影响电力检修工作的正常进行，并且还会产生浪费人资资源的现象，所以目前并不会使用经验法进行精确度要求较高的故障定位中，一般是会将其和其他方法结合起来使用。

2.2 分段检测法

除了经验法以外，在传统的故障检修中工作人员还会采用分段检测法进行故障定位，其应用原理是工作人员通过对配电网线路进行断开和闭合等操作，进而实现对于各个具体故障位置的逐段排查，这种方式相对于经验法来说准确度更高，但其仍然面临诸多不足。一方面，该工作方法的工作效率较低，无法更加准确地实现对于故障的定位，进而高效落实故障排除。另一方面，该方法对于人工操作有着较高的依赖性，一旦操作失误便会产生较大的安全风险，特别是在配电线路出现接地故障时还会造成难以挽回的安全事故。

由此可见，传统的故障定位法在实际应用阶段会产生较高的物力和人力成本，并且欠缺准确性，极易产生大量损失，并且若是操作人员出现失误便会影响正常的故障检修，进而带来不可预计的后果。所以急需要进一步探索更加高效和准确的故障定位方式。

3 基于全景监测的大跨越全域配电网故障检修点定位及发展方向

配电网结构如图1 所示。

图1 配电网结构

3.1 故障检修点定位

3.1.1 故障信息采样

若想在全景监测的基础上高效定位大跨越全域配电网故障检修点，相关工作人员则应当针对各方面的检测数据展开时频分析工作，强化对于直接耦合式MMDCT 识别方法的应用，进而更加全面有效地实现对于故障样本数据的压缩感知以及自动化识别，这样便可以获取其多维空间分布，如式（1）所示。

式中：h——配电网的多维向量；ω——多维空间所具有的分布系数；k——配电网故障检修点本身所具有的空间位数；N——其故障检修耦合参数。

研究人员需要针对配电网展开关联信息提取工作，然后便可在功率传递因素分析的基础上采用电容电压均衡分析的手段，针对配电网输出参数匹配集展开全方位的分析，对样本中的信息量和均值进行提取，进而获取相应的自适应检测门限均值，如式（2）所示。

式中：t——配电网故障点的输出参数标准值；x——自适应检测门限值，在明确其故障关联分布具体状况的基础上通过准谐振子模块融合分析手段的应用明确其故障模糊度检测分量。

针对配电网故障信息针对性地搭建起相应的检测模型，使用直流分布式的拓部结构，进而获取采样样本数据z∈T，a∈{-1，1}，构建信息采样模式如式（3）所示。

式中：P——配电网的直流分布信息样本，研究人员需要针对其中的故障信息展开多元参数跟踪识别工作，继而实现对于故障信息谱特征量的有效提取，这样便可以在原有的基础上促进故障识别能力以及定位能力的提升。

3.1.2 检修点定位

为了能够从全景监测的角度着手更加精确有效地实现对于配电网故障检修点的合理定位，更加高效地进行故障点之间所具有的差异化特征的合理分析，工作人员利用相似度测量的手段获取信息的调制输出公式如式（4）所示。

式中：θ——配电网中各个故障检修点的信息集合，研究人员需要综合考虑故障信息提取方面所具有的异常性，进而针对不同故障样本在统计关系层面的强弱程度进行分析，合理使用曲线分析的手段，对k 个聚类中心进行确定，这样便可以从全景的角度出发获取配电网故障检修点的分布集。

在全景监测的过程中，若是其电流的损耗功率上升到相应的数值，那么针对配电网故障检修点展开定位，其定位结果如式（5）所示。

基于全景监测所开展的配电网故障点定位工作能够有效提升定位的准确性，对于其配电网整体输出增益的提升有着重要意义。

3.2 发展方向：故障在线管理系统

配电网故障的产生直接影响了其正常运行，为了保障配电的稳定性和持续性，应当针对故障点进行更加精确有效的定位，并及时进行修复。在当前我国用电需求不断增加的时代背景下，人们在电力系统运行安全稳定方面有了更高的技术要求，固有的技术方法在电力行业现代化发展的过程中难以起到技术支撑的作用，所以未来的配电网故障点检测定位将会加强对于计算机以及各种新兴技术的应用。

故障在线管理系统的产生建立在现代信息化技术更新升级的基础上，在实际应用的过程中能够展现出其在测量、计算、监管、定位以及追踪等方面的优势，进而迅速完成对于配电网故障的定位工作，通过对其的定位以及追踪及时妥善地处理各种事故。此举能够进一步同社会现代化发展对于配电网故障点定位的实际要求相适应，不仅能够进一步促进技术人员自身管理能力的优化提升，还可以提高用户本人的使用体验。这对于社会整体运行的安全稳定有着重要意义，具体来看，故障在线管理系统主要包括实时监控、故障指示以及智能监控几部分，系统总体结构如图2 所示。

图2 故障在线管理系统结构

3.2.1 实时监控

故障管理系统的应用主要是基于现有的线路运行环境，在其中对各种传感器进行设置，能够实现对于电流、电压等各项数据的自动化采集，若是配电网中存在故障隐患，便会体现在电流值以及电压值的异常上。传感器的位置是固定的，所以传感器所检测出来的异常能够作为参考，帮助电力系统检修人员准确定位故障点，而监控回传的内容也能够为工作人员高效开展故障判断以及后续维修工作提供必要支持。

3.2.2 故障指示

故障在线管理系统可以实现高质量的自动化故障检测，对于配电网的运行来说，其监控的主要内容便在于电压值以及电流值，当处在正常情况时，上述参数基本上都会处在相对安全的范围之内。但若是系统中面临一定的故障隐患，在面临过电压以及过电流现象时，系统便会自动发出提示，告知管理人员目前所存在的异常现象，这便是故障指示功能，该功能的应用能够辅助相关工作人员对具体的故障点进行及时发掘和定位，进而采取妥善的应对措施。

3.2.3 智能监控

在故障在线管理系统中涉及对于计算机管理后台的应用，其在实际应用的过程中可以高效实现数据处理，当系统实现对于故障信息的测量之后，便会系统化地展开处理工作，包括计算、判断以及故障定位等等。优化使用智能监控能够有效同现阶段电力系统的发展要求和趋势相适应，真正达到自动化诊断和定位配电网故障的效果，为后续检修人员精确有效地进行故障修复创造良好的条件。除此以外，智能化监控能够更好地符合目前全景监测的要求，充分展现出其在高效、迅速方面的优势，最大限度减少以往在故障定位方面所花费的时间，此举能够提升人力资源的利用效率，可以起到整体节约故障检测维修成本的作用。