基于智能配变终端的低压配电网智能运检体系

燕跃豪 罗 慧 刘 翼 许 磊 李 栋

（国网河南省电力公司郑州供电公司）

0 引言

随着我国经济的发展，电网用户对于供电质量和服务质量的要求日益提升，如果不能及时获取低压配电网的运行状态，则无法第一时间发现运行中出现的故障问题，同时对于客户的投诉报修无法做出答复。传统的低压配电网管理模式给电网现代化、智能化发展造成阻碍，如何高效地开展日常的运行检修工作，是电网安全稳定运行的前提，也是强化客户导向的基础［1］。因此提出一种基于智能配变终端的低压配电网智能运检体系，通过信息化、智能化的手段对低压配电网的运检工作进行有效的支撑，进而提升供电可靠性和用电服务质量［2］。

1 基于智能配变终端的低压配电网智能运检体系的构建

基于智能配变终端的低压配电网智能运检体系，通过在配变侧、低压侧、用户侧分别部署各类低压感知设备，以智能配变终端为核心采集配电变压器、低压分支箱、低压电气数据、电能数据等信息的采集监测，再通过智能配变终端将台区数据按需分析、计算、整理后上送至配电主站。

配变台区结构如图1所示。

图1 配变台区结构

2 基于智能配变终端的低压配电网智能运检体系的实现

2.1 低压挂接辨识功能的实现

基于智能配变终端的低压配电网智能运检体系，可根据智能配变终端检测到的电压数据，来辨识到低压台区挂接信息错误的用户，并找到正确的所属台区。具体包括以下几个步骤：

1）基于智能配变终端得到台区总表和用户智能电表的一天内电压数据。

2）采用台区内用户电压数据与当前用电信息采集系统中低压挂接信息中的台区相位电压数据，用皮尔逊相关系数ρ衡量变量X和Y趋势相似性；采用台区内用户电压数据及当前用电信息采集系统中低压挂接信息中的相位电压数据，离散Fréchet距离作为电压曲线的距离测度。若皮尔逊相关系数大于或等于0.6，且离散Fréchet距离小于阈值，则判断用户属于这个台区；否则用户低压挂接信息有误，得出所有低压挂接关系错误的用户。

3）邻近台区的搜索以GIS系统中台区变压器经纬度数据实现。

根据GIS中两台配电变压器的经纬度坐标计算两者之间的物理距离的公式如下：4）邻近台区参考电压中的各指标权值以熵权法的形式得到。

取得的某待校验用户原所属台区及其物理位置上邻近台区变压器低压侧电压序列总共m个，每个序列取n个点的电压值，形成m×n阶数据矩阵A′＝［a′ik］，其中a′ik表示第i个台区电压序列中第k个指标的数值，标准化处理后得A＝［aik］；第j个指标的熵为：

式中，ωk∈［0，1］，且1；得到各电压指标的权重W＝［ω1，ω2，…，ωn］。

5）在步骤4）中，所述的m个序列，待校验用户总共t个，则参考数列记为y1，y2，…，ym，比较数列记为x1，x2，…，xt，其中：

式中，n为用来分析的电压序列指标量，其中的n取某一时刻k时，yi（k）和xj（k）分别表示yi和xj的第k个指标。

计算已知台区变压器低压侧电压与待识别用户电表电压序列的关联系数ξij：

式中，ωk为步骤4）中的熵权值。

低压挂接错误的用户辨识具体步骤如图2所示。

图2 低压挂接错误的用户辨识

2.2 低压拓扑识别功能的实现

基于智能配变终端的低压配电网智能运检体系，可根据智能配变终端检测到的电压数据，来识别正确的低压拓扑连接关系。具体包括以下几个步骤：

设父级包含的节点数为D，Id表示父级节点d（d＝1，2，…，D）的时序电流数据向量：

设I为父级所有节点的时序电流数据矩阵：

设子级包含的节点数为E，ie表示父级节点e（e＝1，2，…，E）的时序电流数据向量：

设i为子级所有节点的时序电流数据矩阵：

当xe，d＝1时，表示子级节点e属于父级节点d；当xe，d＝0时，表示子级节点e不属于父级节点d；

设Q是由D个子矩阵沿对角方向排列形成的（D×T）行、（D×E）列的矩阵：

设ξ为误差向量，则拓扑网络中的电流关系为：

因此将低压拓扑识别转换为二次规划问题。

台区拓扑识别的算法具体图3所示。

图3 台区拓扑识别的算法

3 结束语

在智能化、自动化的发展趋势下，基于智能配变终端的低压配电网智能运检体系的构建，对于配电网的进一步精细化管理具有重要意义。以智能配变终端为中心，结合已有的各项设备，通过数据采集和数据分析，对低压配电网的实时运行进行检测。此体系应用寻找低压挂接错误用户、低压拓扑识别等功能，加强监管，能有效提高运检效率和供电服务。

基于智能配变终端的低压配电网智能运检体系的构建提高低压台区运行可靠性，可及时发现各项问题，避免由故障造成电力资产的损失，具有极大的社会效益、管理效益、经济效益。