配网故障告警的风险智能预判及预防措施分析

浏阳新华电力有限公司 张爱辉 中国电建集团海南电力设计研究院有限公司 蒋银华

1 系统建设思路

1.1 设计思路

从当前所应用的自动化系统出发，借助智能化、信息化数据将不同系统的接口进行有效连接，进而得到不同类型的数据信息。利用相关系统得到的主网设备以及拓扑结构等，保证配网生产管理和相关设备运行台账信息。明确配网地理信息数据，加强与用户的紧密联系，得到相关配网拓扑模型和线路图。利用相关管理系统得到用户配变、分类等数据信息。借助营采系统得到电量、计量点之间的关系信息。这种通过有效获取数据信息，实现传送方式的实时到达，对降低配电网故障、风险预警有着基础而重要的作用，与此同时能够提供更加全方面、全过程的技术信息，提高电力企业的管理质量和管理效率。

1.2 建设目标

首先，需要与专家所提供的风险分析、故障恢复等相关决策信息相结合，确保调度工作人员在进行故障检查、故障修复等环节，能够实现故障源的精准定位，准确判定故障风险等级，从而实现多角度、全方位的信息支持，确保信息准确、分析科学、处理得当；其次，需依据配网的实际运行情况，进行事故预警、故障诊断等分析处理工作，进而做出科学、合理的决策判定，制定明确的处理方案，保证故障在第一时间得到有效处理。

此外，对于故障判定和分析来说，需要重视全过程的分析和处理，提高计算结果的稳定性与有效性，保证具有较强的实用性。方案制定的过程中，主要以安全分析、风险检修及设备预警为核心，实现方案的最优化处理。

1.3 研究关键技术与难点

在实际设计过程中，应重视人工智能等技术的应用，从而实现信息的动态、实时监听；当调度的自动化、智能化及信息技术水平不断提高时，会更多的融入电网设备和控制功能，进而提升配网的自动化水平，数据不断增多的同时，也在告警窗口进行有效的汇总和聚集。然而，受集约化水平管理及精细化工作要求，在电力调度实际工作中，存在值班调度员人数有限，调度日常事务却不断的累加的情况；一旦配网出现异常、故障等问题时，各类信号会随之涌入到电网告警处，在此背景下，仅依靠人工进行相关作业无法对故障信息进行及时的监测和处理，对故障信息的记录与发布产生了不利影响，无法有效满足电网部门推行的快速复电的需求，进而导致配网可靠性和稳定性有所下降。

以110kV 失压变电站为例，将其作为起点，失压变电站35kV 母线为终点，进行复电路径的寻找。一般情况下110kV 失压变电站有两段失压35kV 母线，因此可通过寻找两条失压35kV 母线进行复电路径的找寻，将分段开关当作路径复电的电源。同时，应重视故障信号感应系统的研发，借助人工智能、数据监测等信息技术，对系统信息进行实时、动态监测，通过数据的过滤和筛选，使得数据能够在指定的时间内进行动作信号有机组合，进而形成具有规律性的信息矩阵，再利用相关的逻辑运算推理的方式实现配网的智能化告警。

当告警信息无法及时进行捕捉时，则可通过人机合作的方式进行界面的匹配和干预，实现告警事件的有效判定。通过告警事件进行系统交互输出，保证服务的多元化，实现事件的直接发布。对于系统平台来说，其技术在应用过程中的难点主要在于告警的智能化分析、知识库的科学管理以及参数功能的精确控制。上述技术能有效解决后期的数据维护、功能调试及故障维修过程中对系统产生的不利影响，从而实现系统的高效使用[1]。

1.4 风险评估体系研究

当配网发生故障时，有效分析故障告警事件能对故障性质进行科学合理判定，帮助相关工作人员进行方案的优化和完善，实现决策的智能化、信息化水平。与此同时，建立科学、有效的风险管控机制能够有效进行风险的识别、分析与监视。因此，在进行风险建模期，应重视数据的发掘、风险因素的有效判定。在进行风险评估时，应与不同类型的检测手段相结合，进行数据的精确监督，再依据其影响程度进行量化的管理和发布。

在进行风险监视和管理控制时，应依据风险评估系统的信息制定，借助可视化的监控工具进行风险的控制。此外，在进行风险评估体系的建立时，还需依据具体落实情况，进行风险管控方法的科学、精准制定，为面对不同类型的风险管控提供全面的技术和数据支持，以提升风险防控水平，保证电力生产的安全性和稳定性。

2 系统设计

2.1 系统硬件结构

在数据的有效收集和处理过程中，应准确收集运行状态参数、电气环境参数以及配网数据，与配网四周的环境相结合，有效判定环境气体浓度和温湿度，保证设备运行良好。其中，设备的运行参数主要是指开关状态和电气量参数等。借助通信管理单元进行数据的有效收集，进而实时传送到监控后台，对后台监控中心与客户端进行指令的下达，实现例如开关、刀闸等状态的开启或关闭。从而改善配网设备的整体运行环境和状况，降低故障发生的频率，提高设备的整体运行效率。

2.2 故障预判算法

间隔层主要是进行设备的间隔保护，在模块化思想的基础上进行模块的多功能保护，主要有主功能模块、远程协同模块的保护。其中，对于主功能模块来说，其处理方式主要为采样报文，在实际的采样中对解析结果进行科学发送，实现一次设备的精准操作。利用相关通信规约，利用变电站中的总线进行报文通信的保护。在此过程中，应综合考量网络负荷容量、协同信息数量，与此同时，为有效降低交换机的采样率，进而造成网络通信水平的降低，需要对相关的保护方案进行双过程总线方案的设置。

在进行传统微机保护过程中，一般采用半波积分算法的方式进行电压和电流的保护，当故障处于暂停状态时，应充分借助半波积分面积进行电流有效值的测定，实现电流变化故障的计算，利用半波积分面积数据可对故障的主要发展趋势进行精确判定。为防止个别数据影响整体计算结果，应进行周波的合理预判。

2.3 故障诊断设计

在进行故障设计过程中可以采用并行的方式，有助于提升诊断的质量和水平。电气设备在进行动态数据库信息的收集过程中，有效借助数据运行参数进行预判系统和故障诊断的判定，从而将逻辑推理知识库的故障和动态数据库信息进行有效融合，当两者能够充分融合和匹配时需进行逻辑推理的跳转，借助传统诊断思维进行合理的预判，当逻辑推理知识库中缺乏故障征兆时，则能够借助神经网络推理机制进行合理计算，从而获得相应的数据计算结果。

在进行诊断时，应对诊断过程进行有效解释，及时更新逻辑推理的知识库，从而不断获得经验积累，当系统使用年限不断增加时，逻辑推理知识库的内容也更加完善和丰富。逻辑推理知识库能实现定位和故障诊断功能，进而实现故障的有效预判。此外，在进行系统的整体分析和成套采集时，需对配网设备可能发生的故障进行有效判定，从而借助多种命令和权限进行故障的处理[2]。

2.4 故障告警处理流程

电力系统中的结构相互之间联系紧密，所以故障警告问题也并非单独发生，甚至部分故障警告会发生相关的连锁反应，造成更多告警故障的发生。也就是说，极易发生系统监测到的部分告警自身并非是故障源，之所以发生故障是因其他故障源引发的。所以，在进行告警中重视逻辑拓扑关系的应用确有必要。利用逻辑拓扑关系能够实现根源性故障告警的快速寻找，进而对故障进行准确定位，提高故障处理的处理质量和处理效率，从而有助于提升设备的整体服务效率，降低工作人员的工作负荷。

逻辑拓扑结构有效建立的同时，还需要加强统计数据平台的管理，从而保证动力环境、通信网络以及应用业务等不同功能之间的告警信息的收集。厂家不同、告警信息的角度也并不相同，所以应做好告警信息的有效合并，进而提高告警信息的精确性和有效性。逻辑拓扑结构能够实现告警的智能化管理，对故障根源位置进行精确判断，在智能化、自动化分析后进行告警信息的判定，不同的主告警能够实现连锁告警功能，可以依据告警信息快速的判断故障类型。通过对告警事件进行科学分级后建立相关的监控台列表，及时对数据进行更正，告警事件能够实现语音、信息的发送，告警事件能够以存储的方式收入到告警库中，进而形成不同类型的报表。

图1 配网运行告警信息综合平台架构

2.5 告警智能归并与故障点定位

对于配网故障告警管理来说，重要的是告警的智能归并和故障根源定，主要采用对引擎进行科学归并的方式进行故障的有效处理，在告警事件中，其主要关联内容主要有动力环境、通信网络及系统软件等逻辑拓扑知识库的建立。在告警智能归并流程中系统能够快速接收相关告警事件，利用智能归并法进行故障的判定。对结果进行科学分析后可将经验输入知识库与逻辑拓扑结果有机融合，从而优化和改善规则。

3 仿真实验

依据相关因素和风险值符号对照表可得出当其他变量不发生改变时，故障次数的影响因素主要有可控风险值、负荷比风险次数以及停电可控风险值等。一般情况下，上述部分因素会对发布、用户数以及停电时长产生一定的影响。因此，对于发布问题需要进行影响因素、影响程度的判定，其中单因素不同时段的K 值分析表如表1。

表1 单因素K 值分析

一般来说，电网公司可依据时间的设定进行停电时间的有效发布，当用户感知能力较为敏感时若未能及时、有效的发布停电信息，容易降低用户的体验感。通过对相关因素进行分析得出，不同因素时间段斜率不同，对排序分析影响的不同因素时间段和重要程度进行有效判定，能够获得差异的有效判定，在此过程中对风险次数的影响强度也能够有效判定，获得准确数据。而对用户来说，当一定范围内发生配网用电故障时，新增断电风险也随之增加，因此当用户能够敏感的感知到发生断电的可能时，能够及时与电网公司沟通，最大程度的降低故障发生的可能性。

综上，电网的发展与智能化、自动化技术的进步使得电力系统的规模不断扩大，配网的整体运营方式逐渐复杂，调度人员的工作负荷不断增加，相关数据信息也日益增多，若在此过程中未能及时、准确的发现故障问题，极易对电力安全产生不良的影响。因此需重视配电网的故障检测工作，在配电网的故障风险检测中，有效融入智能化、信息化技术有助于从主网设备、拓扑结构以及实时数据等方面实现故障与风险的准确判断，确保衡量结果的有效性和科学性。在此过程中，积极借助相关故障判定方式，进而形成合理的专家知识库系统，有助于配网故障根源的有效定位，提高处理故障的管理质量和水平。