配电自动化故障自愈技术探究

发表时间：2020-04-30T16:44:23.513Z 来源：《电力设备》2020年第2期 作者： 陈计万1 梁提1 梁馨睿2

[导读] 摘要：随着科学技术的发展与城市建设的逐渐深入，我国居民对电力资源的需求量逐步提升，对配电系统也提出了更高的要求，国家对配电网中电力资源的运输问题愈发重视，加大了建设配电网时的资金投入，也对相关工作者提出了新的要求：要合理设计，保证配电线路安全运行，并实现自动化，减少人力资源的投入，提高管理工作的效率，同时要做好安全措施，防止事故的发生。 （1.珠海供电局 广东珠海 519000；2.身份证号码44040220030612XXXX）

摘要：随着科学技术的发展与城市建设的逐渐深入，我国居民对电力资源的需求量逐步提升，对配电系统也提出了更高的要求，国家对配电网中电力资源的运输问题愈发重视，加大了建设配电网时的资金投入，也对相关工作者提出了新的要求：要合理设计，保证配电线路安全运行，并实现自动化，减少人力资源的投入，提高管理工作的效率，同时要做好安全措施，防止事故的发生。本文主要探究配电自动化故障自愈技术，希望能够对我国的电力事业有所帮助。 关键词：配电自动化；故障自愈技术；研究 引言

随着我国居民用电量的逐步提升，传统电网所出现的系统故障问题愈发频繁，也逐渐严重，因此，智能配电网的建设和自动化故障自愈技术研究成为十分迫切的问题。它能够解决我国电网目前存在的供电效率低、故障率高等问题，为配电网的智能化建设提供保障，并降低发生事故的概率，自动修复一些常见故障，在遭遇突发事件时，第一时间选择影响最小的解决方案，并在事件解决后及时恢复供电，减少对于附近居民生活的影响，提高供电质量。 一、配电自动化故障自愈技术的概念与功能 1、概念

我国迫切需要构建智能配电网，从而实现快速、稳定为附近居民提供电能的目标，并保证工作质量，减少能量损耗，从而降低配电成本。为完善配电自动化系统的建设，需要对许多细节进行深化，其中十分重要的一项就是故障自愈技术的采纳，它指的是通过一系列技术手段，使得配电网控制系统能够自动监测整个配电网的运转情况，并预测可能发生故障的部位，在产生故障后能够迅速对故障原因进行推断与排查，自动切断相关线路，降低影响，及时进行修复和报警，并在故障排除后第一时间恢复供电，避免由于配电网中的局部故障而造成整个系统停摆，发生大面积停电，严重影响居民生活质量。自愈技术依托信息技术来进行监测，并判断故障种类、分析原因。可以预见，在不久远的将来，自愈技术将会在配电网中得到广泛的使用，为我国居民提供更加优质的服务。 2、功能

2.1状态评估与监测

指的是能够对配电网运转过程进行实时监测，分析其故障隐患，并向管理人员进行反馈，及时发现和诊断故障，调整系统，使其保持正常运转。

2.2隔离与恢复

能够在不影响用户正常用电或者尽量减小供电受影响区域的前提下对系统进行修复，在故障发生时智能化地减少隔离故障所用区域，并尽早恢复供电。

2.3抵御和缓解危害

能够自动地判断来自内部和外部因素导致的系统故障，并迅速采取有效手段进行抵御，控制故障范围，保障电网的安全运行，提高供电质量。

二、配电自动化故障自愈技术探究 1、监测技术

在配电网运行的过程中，其中的元器件在电压过高或者过低时都会出现故障，影响电力传动效率，进而影响附近居民的正常用电，带来诸多问题，对于一些企业和工厂而言，断电还会带来一定的经济损失。若采用人力监管，需有专人轮流进行二十四小时实时监测，耗费大量的人力资源，并且人类排查故障、选择方案的速度往往不如计算机快捷，很难在短时间内规划处最优方案，因此需要采用自愈技术，进行自动保护与监测，实时感应元器件电流电压的高低变化，从而实现自我调节，使得整个电力系统一直在安全和稳定的状态下运行 1.1监测技术的选择与工作过程

想要及时处理配电网当中的故障，就必须能够及时发现故障，并对整个系统进行监测，因此自愈技术控制系统需要具备即时监测配电网运转情况的功能，对于不正常的现象进行及时反馈。如今5G技术的发展为物联网监测提供了必要条件，可在自愈控制系统中增加依托5G技术的物联网监控。 1.1.1数据收集

在配电网的各个节点配置感知层，使用摄像头和拾音器来进行音频和视频信息的采集记录，并自动进行压缩和转换，将数据传输到网络节点和服务器，进行统一的处理。 1.1.2数据提交

用以太网结构设计的网络层将感知层获取收集的信息进行传输，并将其提交到云服务器，进行保存和分析。 1.1.3数据分析与处理

利用云服务器对感知层收集和网络层上传的数据进行部署，实现对配电网的全面监控，配电网的监测和管理人员能够在终端通过管理系统实现全局把控，并通过互联网对各个网络节点进行数据访问，获得各个部分的实时监控画面。 1.2技术优化

一般来说，配电网监控系统中所采用的摄像头清晰度只有一百万左右，传回的画面往往较为模糊，有时候不能准确辨认故障现象，受到网络因素限制，高清和超高清摄像头所拍摄的、几分钟就能高达数G的视频画面在传输过程中耗时过多，很难达到实施传输，因此只能采用清晰度较低的摄像头。应用5G技术后，可将网络传输速度提升千百倍，因而能够将几千万像素的超高清摄像头应用于配电网的监测，获得现场设备的十分清晰和准确的画面，大大提升监控系统的可靠性。并改变过去只能实施抓拍的局面，长时间保持录制状态，从而避免遗

漏关键的信息。 1.3AI监控系统 最近几年新兴的AI技术可以实现人像、指纹等的自动识别，同样也可以智能化地识别电气元件和故障表象、天气变化等，使得监控系统更加强大，它能够现行上传和保存数据库，并具有极高的响应速度，在接触到电气元件或者故障现象时迅速将其与数据库中的信息进行对比，从而给出判断结果。另外，配电网当众有些电缆等建在室外，容易受到天气因素影响，AI技术还能对当前天气进行感应，结合智能化控制系统进行风险评估，督促管理人员采取相应的保护措施。最后，采用5G技术后，监控系统能够同时连接大量终端，进行数据共享，为较大区域的配电网建立一个共同的监管系统。 1.4无线监控 曾经的监控系统大多采用有线设备，这是由于无线网络传输速度较慢，无法满足上传视频所需，并且无线网络通信价格昂贵，大幅增加监控系统所需成本。然而配电网的部分区域不适合采用有线设备进行监控，这就造成了诸多不便。采用新兴的5G技术，可以获得较高的传输速率，使用无线监控，减少接线所消耗的成本，使得监控更为灵活，尤其是在大面积区域的物联网监控工作中，可采用监控系统轮换运转的方式减少资源浪费，并提高监控设备寿命。此外，采用无线监控系统不需进行线缆规划，能够避免恶劣天气对于监控系统的影响，还可采用移动式监控设备，减少摄像机的布置数量，并能够由工作人员操控设备进行观察探测，获取局部信息。 2、保护技术 配电网中的电气元件发生故障时，若再继续通过高电流、高电压就会产生较为明显的发热情况，严重时可能造成金属线路温度过高，融化电线外皮，从而引发联电、火灾等事故，为附近居民用电带来不便，甚至对他们的生命财产安全造成威胁。等待电气维修工程师前往现场断开线路和进行抢修，往往要消耗大量时间，可能延误修复故障的最佳机会，扩大灾祸范围，因而自愈系统需要在电气元件出现故障时，自动将其断开。应用电气自动化技术，就能够实现配电网的故障自愈，对于一些不严重的问题，控制系统都能够自行处理，工作人员无需进行处理；若遇到较为复杂的情况，系统无法自行控制，它能够及时断开异常电路的连接，及时止损，降低故障区域附近温度，避免造成更大的损失。待电气工程专家前往现场进行维修后，自愈系统能够自动检测配电网运转情况，进行数据模拟，若条件适宜，则可以迅速恢复供电，降低断电造成的影响。 3、智能配电技术 配电网的主要作用是为居民提供稳定的电能，而不同群体、不同区域的用电高峰期和用电量存在显著差异，例如，一些生产车间、化工工厂等地白天需要消耗巨大的电能，而到了夜晚，只需进行局部照明，用电量急剧下降。居民生活园区白天一般用电量较少，只有在饭点和夜晚，居民纷纷回到家中，进行各项活动，并开启空调等各种家用电器，迎来用电高峰期。此外，商业区域的用电情况也存在区域性差异，一些大型商场白天用电量较大，而某些步行街、小吃街则是夜晚才呈现繁荣景象。在各处的用电高峰期，常常出现跳闸、电压不足等问题，可采用自愈技术对电力资源进行调度，将配电网所负责的范围进行规划与分类，并根据当地人作息特点和不同建筑的分布规律对电力资源进行合理的调度和分配，避免浪费资源与供电不足的问题。 4、大数据技术 在配电网运转的过程中，会产生许多数据，可采用大数据技术构建一个信息平台，提高数据获取、传输和分析的速度，并让身处各地的配电网管理人员能够通过该平台进行数据共享和交流，当发生较为复杂的故障时，可以进行远程会诊，更加准确地判断故障来源和解决措施，及时进行排除。此外，还可对新故障的现象与处理方案进行保存和上传，当再次发生相同问题时，实现自动化处理，完善自愈系统。 三、结束语 为满足社会发展过程中对于配电网提出的更高要求，实现配电的自动化过程，应当加大力度开发和完善自愈技术，并将其应用于各地的配电网中，为居民提供高质量的稳定电能，从而提升我国居民生活水平。 参考文献： [1]高艺文，姜振超，冯世林，崔弘，龙呈.考虑容错的配电自动化主站故障定位方法[J].四川电力技术.2018（04）：5-8. [2]卓梦飞.基于继电保护与配电自动化的配电网故障自愈技术[D].山东理工大学，2019. [3]董泽寅，刘宏江，何玉龙，孟昭斌，翟世雄.一种配电自动化终端单元离线故障自愈方法[J].电力系统及其自动化学报，2017，29（11）：129-132. [4]周健华.试论电力系统配电自动化及其对故障的处理[J].电子制作.2018（10）：52-53