10 kV配电网智能化技术在线路故障处理方面的应用探究

摘要：提出了10kV配电网智能化技术在线路故障诊断的应用方案。基础层由传感器、终端设备及通信网络组成，系统层面由10kV配电网智能化技术主要有数据存储系统、控制中心系统、线路故障检测用户界面程序，系统可对多源异构线路数据进行无缝连接与整合，通过对传感器、监测点的数据形成统一数据集处理，实现对线路各节点的处理进行归一化处理。通过传感器及时识别10kV配电网线路运行故障，并将故障上传至10kV配电网移动终端，通过数据模型确定10kV配电网线路故障点位后进行远程操作，提高10kV配电网线路故障处理效率。

关键词：10kV配电网智能化技术线路故障故障处理

中图分类号：TM75

ExplorationoftheApplicationofIntelligentTechnologyin10kVDistributionNetworkinLineFaultHandling

XUSheng

LiangwuPowerSupplyStationofStateGridLichuanPowerSupplyCompany，LichuanCity，HubeiProvince，445400China

Abstract：Inthispaper，theapplicationschemeofintelligenttechnologyof10kVdistributionnetworkinlinefaulthandlingisproposed.Thebasiclayerconsistsofsensors，terminaldevices，andcommunicationnetworks.Atthesystemlevel，itconsistsofintelligenttechnologyfor10kVdistributionnetwork，mainlyincludingdatastoragesystem，controlcentersystem，andlinefaultdetectionuserinterfaceprogram.Thesystemcanseamlesslyconnectandintegratemulti-sourceheterogeneouslinedata，andnormalizetheprocessingofeachnodeofthelinebyformingaunifieddatasetforprocessingdatafromsensorsandmonitoringpoints.Timelyidentificationoffaultsintheoperationof10kVdistributionnetworklinesthroughsensors，anduploadingthefaultsto10kVdistributionnetworkmobileterminals.Afterdeterminingthefaultlocationof10kVdistributionnetworklinesthroughdatamodels，remoteoperationscanbecarriedouttoimprovetheefficiencyoffaulthandlingin10kVdistributionnetworklines.

KeyWords：10kVdistributionnetwork;Intelligenttechnology;Linefault;Faulthandling

电力需求日益增长的趋势下，如何对配电网输电线路进行监测成为当前保障配电网运行稳定性的关键。信息化时代下，以信息技术为载体的配电网智能化技术为我国配电网运行及故障处理提供了有力支撑，其中，10kV配电网智能化技术作为现代智慧电网中的重要组成部分，基于配电网智能化技术在实现对配电网线路运行在线监测，对于保障能源供应稳定性、可靠性及满足当前配电网线路故障处理自动化需求上发挥着积极作用。对此，文章以10kV配电网智能化技术在线路故障处理方面的应用进行梳理与分析，以期为广大学者提供参考帮助及建议。

1案例概述

某10kV配电网线路位于湖北某市东环城路，为实现对该线路的全面监测和实时故障检测，并对该配电网线路电流、电压、频率等关键参数的实时监测，设计了10kV配电网智能化技术。

210kV配电网智能化技术在线路故障诊断的应用分析

2.1面向线路故障诊断的10kV配电网智能化技术设计

提出面向线路故障诊断的10kV配电网智能化技术由多个设备及系统组成，物理设施上主要以传感器、终端设备及通信网络组成，系统层面上，由10kV配电网智能化技术主要有数据存储系统、控制中心系统、线路故障检测用户界面程序。具体内容如下。

2.1.1传感器

线路传感器工作流程如图2所示[1]。系统传感器采用智能传感器搭配故障指示器，10kV配电网智能化技术通过实时对配电线路电流、电压及温度等参数进行监测、获取，并将数据实时传输至控制中心，便于监控人员及时发现10kV配电网线路存在的异常点、故障点。故障指示器可自动感知10kV配电网线路运行存在的异常，自动识别、提取10kV配电网线路运输异常数据后，与智能传感器对接，向终端系统发送告警信息，并在移动终端上实现故障位置、故障类型及故障线路可能会对其他线路产生的影响。

2.1.2通信网络

通信网络作为10kV配电网智能化技术中的重要连接通道，在10kV配电网智能化技术中发挥着数据传输、通信连接的基础功能。通信网络结构设计如下。

根据目前10kV配电网通信网络设计来看，目前10kV配电网通信网络主要由光纤通信、无线通信组成，其中光纤通信具有传输率高及抗干扰能力强的优势，但因建设成本过高，目前诸多地区10kV配电网智能系统通信网络仍采取无线通信。

2.1.3可视化模块

可视化操作泛指10kV配电网智能化技术通过传感器获取的线路故障信息直观、立体展示，为实现可视化操作，通过在配电网系统中心操作平台中添加线路故障模块，并与数据存储系统对接，接收各个终端设备上报数据后，由系统模块统一处理后再次传输给数据存储系统[2]。

2.1.4数据存储

10kV配电网智能化技术面向线路故障处理的10kV配电网智能化技术设计中，为实现10kV配电网智能化技术将传感器采集到的数据进行批量处理与集成分析，提取关键信息和知识，因此在系统设计中数据存储系统的研究不可回避。数据存储系统作为10kV配电网智能化技术在线处理线路故障的关键，通过对线路运行数据进行存储与处理，可在线路故障在线处理中对照历史数据，为线路故障处理提供数据参考。具体设计如表1所示。

2.2在线路故障处理的算法

10kV配电网智能化技术可将线路故障中的数据进行集成化、共享化处理，数据集成的关键在于对多源异构线路数据进行无缝连接与整合，将线路各阶段传感器、监测点的数据形成统一数据集。对此，基于10kV配电网智能化在线路故障处理中，应对线路各节点的处理进行归一化处理。具体算法如下：

式（1）中：表示整合后的数据集；，，，表示不同源头的原始数据。

将数据归一化处理后，通过构建标准化数据接口、协议，对接数据库及构建故障诊断模型，具体计算公式为：

式（2）中：表示信息集；，，，表示故障线路各节点信息。

与数据库对接及构建故障诊断模型后，采用先进融合方式，积极结合不同检测方法、故障诊断算法对线路运行中存在的故障进行分析。一方面，应以提高10kV配电网智能化技术在线路故障定位、预测的能力为基础；另一方面，可通过权重分配、逻辑运算等方式，综合各算法优劣势，以此提高10kV配电网智能化技术线路故障诊断、处理的响应效率。故障诊断拟采用卷积神经网络（ConvolutionalNeuralNetworks，CNN）、循环神经（RecurrentNeuralNetwork，RNN）进行处理，两种算法在序列数据处理、图像识别方面具有较强的优势，将卷积神经网络算法与循环神经算法引入10kV配电网智能化技术在配电线路故障诊断与处理中的综合运算，可在极短时间内处理序列化配电线路运行数据及配电线路拓扑结构，进而通过深度学习算法实现对10kV配电网线路故障进行快速定位、分类，甚至可实现在线路故障前，结合数据库中各线路运行参数，判断线路是否存在故障隐患。对此，算法融合可表示为：

式（3）中：表示优化后的算法输出；表示原始算法输出。

优化内容主要涵盖了卷积神经网络、循环神经在10kV配电网线路参数调整、模型更新、资源计算等方式，确保算法在10kV配电网智能化技术在线路故障处理中具有高效性、准确性[3]。

此外，智能响应与响应机制作为10kV配电网智能化技术在线路故障处理中的关键，设计针对传统10kV配电网智能终端响应机制偏弱的问题，提出了以提高10kV配电网智能化技术的适应性、自主性为基础，确保10kV配电网智能化技术可在配电线路异常状态下迅速进行处理。具体决策公式为：

式（4）中：表示智能决策结果；表示不同决策算法输出。针对10kV配电网线路因能源需求、温度及运行环境的差异，拟通过采用数学模型对系统状态进行综合性评估，具体算法为：

式（5）中：表示智能响应结果；表示原始响应。

2.310kV配电网智能化技术在故障处理的流程

2.3.1线路监测

10kV配电网智能化技术通过实时接收运行线路传感器的数据，可实现远程监控、远程操作，实时获取10kV配电网线路运行状态，其中，10kV配电网智能化技术通过实时获取各线路节点的电能水平、电流、电压等信息，通过传感器、智能设备等实现智能感知和监测功能，利用网络通信技术将故障信息传输至监控中心，监控中心通过对比历史数据、故障模型，识别潜在故障风险，根据传感器推送的故障定位信息，快速对故障线路进行定位。10kV配电网智能化技术具有采集和处理大量的实时数据的优势，传感器、仪表等设备获取的电力数据和状态信息可传输到终端中心，具有较强的时效性，改善传统人工现场复核的方式。

2.3.2故障隔离

通过10kV配电网智能化技术中的远程隔离操作对故障线路进行隔离，切断故障区域与其他区域的电容连接，实现故障诊断，减少10kV配电网线路故障对整体配电网运行的影响[4]。

2.3.3故障处理

10kV配电网智能化技术通过对采集的数据进行智能分析和处理，实现对10kV配电网线路建立模型、算法等方式对线路的运行状态进行分析，并根据实时情况做出相应的控制决策后，通过控制器、执行器等设备，对电力系统进行远程控制和操作，以此实现对电力设备的开关、调节等操作。通过10kV配电网智能化技术对线路进行自动连接，对故障区域遥控操作，减少现场人员介入，有助于提高故障恢复速度。故障修复完成后，利用10kV配电网智能切换技术将隔离电力线路重新连接并恢复供电，减少用户停电时间[5]。

3结语

综上所述，现代化社会发展趋势下，智能化、数字化技术为我国配电网线路管理提供了有力支撑。文章以10kV配电网智能技术在线路故障处理中的应用进行讨论与分析，提出了面向线路故障诊断的10kV配电网智能技术，从物理层面、软件层面出发分析了10kV配电网智能技术的组成后，对10kV配电网智能化技术的数据存储系统、控制中心系统、线路故障检测处理算法及用户界面程序进行了分析，继而论述了10kV配电网智能技术在线路故障处理中的流程，以期为广大学者提供参考帮助及建议。

参考文献：

[1]LIUZ，LIY，XUS，etal.NPformerbasedstaticFDIAsdetectionforstate-of-chargeestimationofbatteryenergystoragesystemsinsmartdistributionnetworks[J].JournalofEnergyStorage，2024，92：112225.

[2]葛磊蛟，刘航旭，孙永辉，等.智能配电网多元电力用户群体特性精准感知技术综述[J].电力系统自动化，2023，47（20）：174-191.

[3]王颖.基于组合赋权法-云模型的5G+智能配电网综合评价研究[D].北京：华北电力大学（北京），2023.

[4]刘科研，贾东梨，王帅.计及检修计划的智能配电网运行风险等级划分定量分析方法[J].湖南大学学报（自然科学版），2023，50（4）：176-184.

[5]何嘉威.粒子群优化算法改进及其在智能电网经济优化调度应用[D].南京：南京邮电大学，2022.