摘要：基于网络拓扑以及设备已知状态，综合分析多个数据源提供的停电报告或电能质量报告，可以分析预测配网中未知故障的发生，为故障抢修人员提供故障发生位置，电压等级等故障原因数据，为客服人员提供停电影响范围，预计恢复时间等故障恢复数据，从而减少故障发现到恢复的时间，减轻抢修人员工作强度，提高用电用户满意度.
关键词：配网拓扑；故障分析；故障抢修
引言
随着社会生活的飞速发展，社会活动对电力的需求和依赖也就越大，国家对电网的建设也投入了大量的人力物力，特别的配网系统的投入，已经最大程度上保证了社会生产生活的需要，但就目前情况而言，仍然存在配网系统无法感知的信息死角，这部分设备没有量测采集或者采集通道处于不可用状态时，只能通过人工确认的方式获取这部分设备的当前运行状态，这部分设备如果发生了故障，配网系统是无法感知到这个故障发生的，这时，电网管理者不清楚故障的发生原因，只能被动的向用户所报告的位置派出检修人员，由检修人员现场排查问题，在检修人员查出问题之后，用户才能得知预计恢复时间，如果一个故障引发了多个用户报告，可能需要同时派出多组检修人员到现场处理问题，无论是用户体验还是检修人员的劳动强度，都对配网的快速复电带来了巨大的压力.
本文中提及的算法，首先收集配网自动化系统中记录的停电事件，以及客服系统，计量系统所报告的故障信息，形成综合停电池，基于配网自动化系统提供的网络拓扑和设备状态，将客服系统用户报告与计量系统产生报告按照供电设备和停电发生时间分组，然后与已知停电事件相关联，减少被派出的抢修人员数量，提高抢修部门的工作效率；综合未知原因的报告，分析预测可能发生故障的设备，指导抢修人员排查故障，降低抢修人员的劳动强度；分析预测故障原因，给出预计恢复时间，提高用户满意度.
1.综合停电池
综合停电池中包含了各个系统生存的停电事件信息，质量事件信息和各种保障信息.
停电事件信息包括来自配网自动化系统感知到的设备故障引发的停电，配网自动化遥控操作引发的停电，执行计划停电步骤引发的停电以及算法生成的新的停电事件.这些停电事件可能会引起某些设备或者用户的停电或者质量问题，当有设备或者用户发生了停电或者存在质量问题时，首先会分析这个报告中提及的问题是不是由于已知的停电事件引起，如果确认是这个停电事件引起的问题，这个报告会被联系到这个停电事件上去.
质量事件一般由于设备的过载或者用户侧谐波电流，大容量单项负荷或者冲击电流等问题引起，具体表现通常有用户侧电压偏高，用户从电压偏低，用户侧电压闪变或者用户测电压波动.有一些质量问题是由于已知停电事件引起，这些质量问题报告会被联系到停电事件上去，对于不是由于停电事件引起的质量问题，算法会按照馈线进行分组，每组生成一个新的质量事件，并将质量问题报告与之关联，然后交由检修人员处理.
问题报告分为停电报告和质量报告，停电报告时关于停电问题，质量报告是关于质量问题，从客服系统或者计量系统发出，如果有其他类似系统也可以产生相关内容，可以在后续的系统集成方案中进行信息整合.
2.确认事件和疑似事件
无论是停电事件还是质量事件，都存在确认事件和疑似事件2种状态，确认事件是指配网自动化系统感知到的设备故障引发的停电事件，配网自动化遥控操作引发的停电事件，执行计划停电步骤引发的停电事件，以及算法中生成的并且被检修人员确认过的事件（包括停电事件和质量事件）.
疑似事件是指算法中生成的事件，并且还没有被检修人员确认过的事件.
3.算法流程
计算过程分为2个过程，先自上而下进行计算，分析当前已知停电会影响到哪些故障报告，再自下而上进行分析，预测未知原因的故障报告的发生原因，最后形成一个统一的计算结果
3.1 自上而下计算过程
已知停电事件，包括对故障停电、计划停电、紧急停运等信息的综合处理。根据上游故障位置，基于网络拓扑和设备状态，分析停电影响范围，那么可以得到哪些故障报告是由于本次停电所影响，由于这个逻辑处于最顶层，所以该逻辑不需要修改已知停电事件的内容和结果，只是将故障报告与停电事件相关联。
3.2 自下而上计算过程
通过网络拓扑和设备状态分析出这个故障报告涉及的用户或者设备的供电路径.
如果这个报告没有合理的供电路径，那么认为可能是一个孤立的设备，通过已确认时间的停电影响范围进行地理坐标命中，如果这个报告的地理坐标被包含在某个停电事件影响范围之内，这个停电报告会与这个停电事件相关联。
如果供电路径可用，按照时间和路径2个维度对停电报告进行分组，相邻时间并且相邻供电设备的用户报告会被分到一组，计算每组的共同供电路径，并且计算每组报告的数量以及报告来源的权重，判断可能发生的故障是中高压故障还是低压故障，如果是低压故障，那么本组共同供电路径的末端可能是一个低压故障发生的位置。如果是个中高压故障，那么还需要与同馈线上的疑似中高压故障进行合并处理，再次计算新的共同供电路径，供电路径的末端可能是一个中高压故障发生的位置。
几个无关的故障有可能在算法中被合并到一起，检修人员到现场勘查之后，确认故障位置不是算法确定的那个位置，确认操作之后，停电池中的记录也会被更新，算法可以将确认的故障与无关的故障剥离开，那些与确认故障无关的停电事件会合并成一个新的疑似停电事件。
4.工作模式
可以设置不同的工作模式，在不同的工作模式下，通过调整单电源故障报告率和故障报告间隔2个参数，可以调整算法逻辑，对不同环境进行区别计算，例如风暴模式下，可能更多的高电压等级故障，或者配网主线路故障，通过调低单电源故障报告率或者调低故障报告间隔，是更多的故障可以向电源上游合并，而普通模式下，没有那么多的高电压等级故障，通过调高单电源故障报告率或者调高故障报告间隔，在个别用户发出故障报告的情况下，不会向电源上游合并，更加符合实际情况。
故障报告间隔大于预设值的情况下，几个报告会合并后进行计算，反之，只会生成几个单独的故障。
单电源故障报告率大于预设值的情况下，故障位置可能会定位到配变的上游，反之，故障位置不会超出配变范围。
5.相互影响的停电事件
当一个停电事件交由检修人员处理时，上游设备可能会发生一个新的停电事件，导致下游设备维修完成后并没有实际回复供电，对于这种情况，算法中在完工阶段做了处理。
当停电池中的一个停电事件状态修改为完工状态时，算法根据这个停电故障设备的供电路径，向上游设备查找，是否存在还没有完工的确认停电事件发生。如果存在这种情况，说明报告中的问题还没有实际解决，那么将下游停电事件中关联的停电报告和质量报告都关联到上游这个停电事件，修改下游停电事件的停电影响范围和上游停电事件的停电影响范围，完成这个流程。
6.质量报告与停电事件
某些停电事件可能会引发质量问题，但是不同原因的停电事件发生时，引发的现象也是不同的，那么根据已经确认的停电事件原因和质量报告中的现场比对，可以判断这个质量报告的问题是否是由于上游的这个停电事件引起，如果特征匹配，那么将这个质量报告与停电事件相关联。
7.结语
配网故障的处理远比主网故障处理要繁琐复杂，而且更加贴近用户，可以快速的定位并且处理，具有极大的经济效益和社会效益，对于电力运营单位也都在积极加强故障定位处理方面的建设。当前最为常见的做法通常为增加FTU或者增加故障指示器的硬件投资。本项目通过信息集成，基于配网自动化本身维护的电网拓扑，营销系统、计量系统和客户报障系统，以及现场班组的反馈信息，通过开发基于网络拓扑状态的配网故障定位分析预测算法，预测故障发生位置，分析故障停电范围，判断故障报告原因，预计故障恢复时间。在没有追加硬件投资的情况下，成功分析出没有采集设备的故障发生情况，经过一段时间的使用，实际使用效果达到预期要求，基于网络拓扑状态的配网故障定位分析预测算法被认为是可靠有效的故障定位分析预测算法
参考文献：
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[2]苏永智，潘贞存，丁磊.一种复杂配电网快速故障定位的算法[J].电网技术，2005，29（18）：75-78.
[3]杨伟，吴军基，张俊芳.配电网故障定位算法研究[J].南京理工大学学报（自然科学版），2005，29（2）：213-215
论文作者:张汉之,刘海林,单婧婧,敖云峰,辛海滨
论文发表刊物:《电力设备》2018年第24期
论文发表时间:2019/1/7
标签：故障论文; 事件论文; 报告论文; 算法论文; 设备论文; 用户论文; 拓扑论文; 《电力设备》2018年第24期论文;