摘要：配电网停电原因比较复杂，为精准地对停电故障进行预警，需采用大数据分析方法从多视角来深入剖析停电事件，尝试全景分析停电诱因及其对配电网影响程度的变化。因此，提出了一种简单易行的基于多源数据融合策略的配电网停电故障分析方法。方法首先融合停电池数据、配电网运行数据及气象数据来构建停电场景，然后采用成熟的主成分分析和逻辑回归来区分停电场景和其对应的非停电场景间的差异，进而发现配电网停电故障发生前的明显征兆。
关键词：多源信息；配电网；停电故障；故障定位；事件池
由于配电网中不同业务部门根据其自身的需求已开发了众多的业务应用系统，每个应用系统从不同的角度提供有关停电故障的信息。例如，客户通过客户服务管理系统进行故障报修，描述了在客户侧发现的停电故障； 配电自动化系统、调度自动化系统对配电网拓扑及主网拓扑进行建模，通过数据采集与监控系统获取关于馈线上出口开关、分支线开关的状态，以及相关的电压、电流信息； 用户信息采集系统用于维护表计与客户的关联关系，以及表计、表箱的状态与数据； 生产管理系统则可以提供计划停电信息，以及配电网中的设备资产信息。如何对这些业务系统的信息进行集成来实现配电网故障的快速准确定位的研究值得关注。
1 配电网多源故障信息及其融合技术研究
1.1 配电网故障信息的分类
配电网发生故障时，会有多种不同层面的故障信息上传，主要信息来源包括：配电网自动化系统监测到开关变位及故障跳闸信息，调度自动化系统监测到开关事故分闸告警信息及保护动作信息，用电信息采集系统监测到配变、电能表运行信息、电流、电压、负荷等采集信息，95598 接到用户报修信息。针对配电网不同信息来源的故障信息，将其按照配电网结构自上而下进行分类，主要包括以下3 方面信息：馈线及信息、配变及信息、用户级信息。
1.2 配电网多源故障信息的有效利用
当配电网发生故障时，通常在较复杂的配电网中，仅仅依靠单一层次的信息无法确定配电网故障原因，或者说只有单层次信息推出的故障精度是比较差的。故障诊断是一个复杂的过程，准确的诊断结果要求提供全面的数据信息，具体包含配电自动化系统信息、用电信息采集系统信息等。当配电网出现故障后，从综合角度对上述信息进行采集、分类及计算处理，借助多源信息融合处理流程，获得配电网故障的准确定位结果。而在利用这些信息之前的首要前提是对这些信息数据加以融合，将各个独立的信息关联和转换，形成可读取和利用的清晰信息。
当配电网故障发生时，上传的故障信息量是巨大的，在大量的信息之中，要明确对故障的定位和研判有用的信息。通过对故障时监测到的多源故障信息的分析，分析判断故障发生、定位故障区段、定位跳闸设备，以及提供基础数据以辅助人工分析等。故障的发生可以通过检测系统实现感知。故障元件的定位要用到监测系统反馈回来的各种信息来推算故障的大概位置，并结合拓扑算法进行故障元件的搜索。当故障元件的定位工作完成后，配电网跳闸设备的定位工作也将迎刃而解。因此，在整个故障的研判过程中，如何利用多源故障报警信息实现故障元件位置精准定位是问题的关键。
2 停电事件信息池
待研判的停电事件经触发后，首先进入停电事件信息池。停电事件信息池是多个应用系统进行停电事件共享管理的场所。配电网中停电事件的触发条件包括：来自生产管理系统的计划停电，来自用户信息采集系统的欠费停电，来自客户服务管理系统的客户报修，来自调度自动化系统或配电自动化系统的线路跳闸，来自配电自动化系统的配变停电等。停电事件创建后，可以根据触发条件及外部接口进行停电故障研判分析。停电故障研判分析结果将进入停电信息池，以完善停电事件信息间、实际送电时间等属性。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆停电事件信息池中停电事件的状态分为：“待确认”、“确认属实”、“确认不属实”、“已销毁”。确认属实的停电事件信息将报送至国网95598 系统。
3 基于多源信息的配电网停电故障研判分析研究
拓扑分析是停电故障研判的重要基础。但在实际应用中，中压和低压配电网模型存在多变且难以获取准确拓扑信息的问题，因此可以结合配电自动化、调度自动化、用电信息采集、计划/故障停电、95598 客户报修、用户欠费及台区低压设备拓扑等营配融合信息，进行停电故障研判。
对于计划停电、欠费停电这两类停电事件，可以直接根据拓扑来判断停电范围，不需要进行额外的故障研判分析。本文主要针对客户报修、线路跳闸、配变停电这3 类停电事件，设计了基于多源信息关联的停电故障研判搜索方法。
3.1 线路跳闸触发的停电事件
配电自动化检测到线路开关跳闸后，将触发一个停电事件。故障点一般会位于最近的一个配电终端的下游。其故障研判搜索过程描述如下：①如果停电事件信息池中已有一个停电事件的停电范围覆盖了该线路，则停止故障研判搜索过程；②根据配电网拓扑，取回馈线上所有开关信息，形成开关之间的上下游关系；③ 取回馈线上所有配电终端的信息，包括相邻终端的上下游属性；④根据上下游配电终端的触发启动信息，来判断故障位置。
3.2 配变停电触发的停电事件
用户信息采集系统检测到配变停电，将触发一个停电事件。其故障研判搜索过程描述如下：①如果停电事件信息池中已有一个停电事件停电范围覆盖了该配变，则停止故障研判搜索过程；②根据配变与分支线的关联关系，取回该分支线下的所有配变以及分支线开关的状态，判断是否为单台配变故障；③如果分支线开关状态不可用，则根据分支线下其他配变的状态来判断是否分支线故障；④ 如果分支线下其他配变状态不可用，则根据分支线与馈线的关联关系，取回馈线开关的状态，按照线路跳闸触发的停电事件故障研判搜索过程中的第②～第④步进行故障位置判断。
3.3 客户报修触发的停电事件
客户服务管理系统收到客户报修电话后，将在系统中生成一个停电事件，并提交至停电事件信息池。其故障研判搜索过程描述如下：①如果停电事件信息池中已有一个停电事件的停电范围覆盖了该报修的客户，则停止故障研判搜索过程；②根据客户与表计的关联关系，确定与该用户相关的表计、表箱以及配变信息；③如果上一步的表计无电或表计信息有缺失，则根据配变与表计的关联关系取回该配变下所有的表箱和表计信息；④如果该配变下表箱和表计无电或信息缺失，则检查配变状态；⑤如果配变状态无电，则根据配变与分支线的关联关系，取回该分支线下的所有配变以及分支线开关的状态；⑥如果分支线开关状态不可用，则根据分支线下其他配变的状态来判断故障位置；⑦如果分支线下其他配变状态不可用，则根据分支线与馈线的关联关系，取回馈线开关的状态，按照线路跳闸触发的停电事件故障研判搜索过程中的第②～第④步进行故障位置判断。
4 结束语
基于多源信息的配电网故障研判方法，在配电主站侧汇集各多源故障信息并进行有效辨识，在充分利用多源数据的基础之上实时监测，通过与各相关系统的互操作自动开展研判分析；及时完成故障的准确定位，为配电抢修工作的顺利完成奠定了良好的基础。本文分析配电网故障时各类信息的变化特征；根据多源信息的特点分析其可对故障处理提供的研判依据，促进多源数据的数据质量提升进而提高故障研判分析的准确性。
参考文献：
[1]卢童.基于多源信息的配电网故障定位技术研究[D].山东理工大学，2018.
[2]郭志民，张永浩，周兴华，苏娟，吴博，耿俊成，宁杰.基于多源数据融合策略的配电网停电故障分析[J].电网与清洁能源，2018，34（01）：84-88.
论文作者:郑海山
论文发表刊物:《基层建设》2019年第23期
论文发表时间:2019/11/6
标签：故障论文; 信息论文; 事件论文; 支线论文; 配电网论文; 状态论文; 拓扑论文; 《基层建设》2019年第23期论文;