（国网浙江省电力有限公司嵊泗县供电公司 202450）
摘要：近些年，随着我国配电网规模的不断扩张，其结构日益复杂，配电网故障定位越来越受到供电企业的重视，但由于现有的基于外加注入信号、基于故障电气量变化特征的故障选线方法，受故障特征不明显等因素影响，实际应用效果并不理想。有鉴于此，本文对物联网技术在配电网故障定位中的应用进行了分析和探讨，希望能够给同行业工作人员提供一些参考和借鉴。
关键词：物联网技术；配电网；故障定位；聚类算法
随着中国社会经济的快速发展以及人们生活水平的提高，电能的相关需求也在不断的增加，人们对于电能的质量和供电的可靠性都提出了更高的要求。传统的配电网络已经无法满足人们对于电能的需求，高度自动化的智能配电网是其发展的方向，人们也越来越关注故障定位、隔离、抢修等与配电网密切相关的工作。对于配电网中的故障进行定位，就是当配电网中出现一定的故障时，比如出现短路、断路等故障情况时，利用基于物联网相关技术的智能系统或者是其他装置，对故障点进行快速的判断、确定，而故障定位也是配电网实现自动化过程中的核心技术。在我国一般发生的配电网故障形式是单相接地故障，当配电网中发生单相接地故障时，故障定位的方法可以分为主动式和被动式两种方式；在配电网中发生故障，当故障是非单相接地故障时，一般可以使用直接法和间接法进行故障定位。本文在配电网的故障定位研究中，采用了比较先进的物联网技术，提出了一种对配电网故障进行定位的方法，该方法基于物联网和无线传感器网络。通过利用聚类分析这种方法，比较各个测量装置的故障指标，测量装置的类型可以分为故障类和非故障类，再与实际拓扑结构进行对比就可以确定相应的故障点。
1 物联网技术
在物联网技术中有三项关鍵技术。
1.1射频识别（RFID）技术
射频识别技术，又称无线射频识别，是一种通信技术，该技术在实际运用过程中经由射频信号能够实现对既定目标的识别以及相关数据的获取，此过程不需要人工参与，系统和既定目标之间也无需进行机械或者光学方面的接触。RFID能够对高速运动物体进行识别，该过程非常快捷。因此，可以说RFID技术在现代生产中自动识别、物流管理等方面具有着非常良好的使用前景。
1.2传感器技术
传感器技术是从自然信源获取信息并对获取的信息进行处理、交换、识别的一门多科学交叉的现代科学与工程技术，众所周知，到现在为止，计算机可以实现对数字信号的处理，因此，计算机应用过程中，需要将其他信号转化为数字信号。传感器技术的运用就能够很好的实现这一点。
1.3嵌入式系统技术
嵌入式系统技术是综合楼计算机硬件、传感器技术、集成电路技术、电子应用技术为一体的复杂技术。在通过改进后，含有嵌入式产品的终端非常多，从某种程度上来讲，嵌入式系统能够实现对新时代生活的推动，加速社会向科技化、智能化方向发展。
2 物联网技术与配电网故障定位相关分析
物联网技术是一种融合了多种先进技术的技术，其基于视频识别技术、无线电传感技术和定位技术。通过应用物联网技术，配电网的相关工作能够实现自动化，并提高工作的可靠性。通信技术在当代社会得到不断的发展，物联网技术融合了无线通信和数字信息等技术，其就相当于一个综合性的网络，在人们的日常生活中得到了普遍的应用。随着智能电网的不断发展，将物联网技术应用在配电网中，能够实时监控配电网的运行状态，也能够管理配电网的负荷以及对线损进行分析，这对智能电网而言有助于实现高效一体化管理。实现配电网故障的定位，对智能电网来说是其一个关键技术，配电线路一般都具有复杂的结构和较多的分支，这导致对配电网中的故障难以实现精确的定位。在物联网技术中，无线传感器网络具有监测、采集以及传感信息的功能，是物联网技术的核心，其能够实现实时监测配电网运行的状态，物联网技术在配电网中应用，对于实现配电网在线故障定位具有重要的作用。
下面以图1所示的配网系统的单相接地故障对基于物联网技术及无线传感网络的定位原理进行分析。
图2 c相1和2之间发生单相接地故障时故障电流分布
传统的配电网故障定位方法与应用物联网技术的故障定位方法进行比较，应用物联网技术的故障定位方法具有很多的优点。其中使用物联网技术，能够准确确定配电网中故障的地点，使定位距离更加准确，其能够扩大故障地点的地位距离，并减小故障监测的盲区范围；应用物联网技术的定位设备，与传统故障定位系统相比较，其具有更高的性价比；采用物联网技术的故障定位方法，能够更加适应复杂的环境；该故障定位方法还具有数据信息需求量小，以及方法简单的特点，能够有效克服故障数据采集不同步产生的影响。
3 配电网故障定位中的聚类定位算法
聚类在生活中是一种常用的数据分析工具，其能够集合物理或抽象的对象，并进行相应的转化，成为多个类或簇的过程。在目前的情况下，常用到的聚类方法有划分法、层次法和基于模型的方法等。在聚类方法中，聚类作用产生的类是对象的集合，同类中的对象具有一定的相似性，而与其他类中的对象存在一定的差异性。从数学领域来讲，聚类可以描述为研究的样本集合为E，C 是E 的一个非空子集，并且满足：
C ? E且C ≠ ?。
一般在配电网中发生的故障，其形式大多为单相接地故障，当发生单相接地故障时，通过相应的故障稳态信息，可以进行多次连续选线，再经过综合的判断，保证选线的准确性。但故障稳态信息一般容易受到影响，比如中性点接地方式和其他因素的影响，这在一定程度上会降低选线的准确性。因此通过利用多个测点的故障稳态信息进行故障定位是一种比较有效的方法。
对配电网进行故障定位使用聚类分析的方法，就是在馈线的每一条支路上，通过安装传感测量装置，打造出配电网的广域测量系统。配电网中在发生单相接地故障时，测量装置就能够通过相应的作用向后台发送启动信号，各个测量装置故障前后的电压电流信号就会被后台所接收，通过使用聚类分析对这些数据信息进行处理，再与实际的电网的拓扑结构进行相应的比较，就能够准确地定位出配电网的故障所在。
使用聚类分析而建立的故障定位模型有两个比较重要的步骤。一是提取故障指标，当发生单相接地故障时，想要有效的实现配电网故障的定位，对不同的接地方式，就需要建立相应的指标体系，其指标体系与故障的特征量具有对应的关系。二是聚类算法的应用，该算法对聚类分析方法是否能够实现具有决定性作用，也是进行相关聚类研究的核心，在本文的研究中选用的就是FCM 算法进行相应的聚类分析。
4总结
对于配电网中的故障定位问题，传统的故障定位方法已经不能够满足当前电网运行的需求，随着无线通信技术以及互联网信息技术的发展，将物联网技术应用于配电网中故障定位上，能够对配电网中的故障进行快速、准确地定位。本文将物联网技术应用于配电网的故障定位中，这是一种基于物联网和无线传感器网络的配电网故障定位方法。通过利用聚类分析的方法对各个测量装置的故障指标进行比较，实现对配电网中故障点的准确定位，从而能够保证电网的高效运行。
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论文作者:朱伟斌
论文发表刊物:《河南电力》2019年3期
论文发表时间:2019/10/10
标签：故障论文; 技术论文; 配电网论文; 方法论文; 网中论文; 单相论文; 电网论文; 《河南电力》2019年3期论文;