基于电网故障的智能化故障处置辅助决策系统

陈国华

（国网枣阳市供电公司，湖北 枣阳 441200）

0 引 言

随着科技介入生活程度的不断加深，各行各业与科技的关系也变得更加密切。自我国电力行业2020年提出加快建设现代化配电网的目标以来，各级电网单位为推进该战略目标的有效落地做出系列改革举措，并取得一定成就。明确电网故障的实际数据，深入探讨智能化与电网故障处置之间的可行性路径，对减轻各级电网故障处置小组工作量、提升各级电网故障处置效率以及促进电力行业优质发展具有一定意义。

1 电网故障处置步骤

电网故障发生后，故障处置小组需要及时确定电网故障出现的具体位置，推算本次电网故障对各个维度可能造成的实际影响，根据运算数据提出有效解决措施，尽力将故障对电网路线实际运营的影响降到最低[1]。处置过程包括故障发生阶段、故障持续阶段以及故障恢复阶段，如表1所示。

表1 电网故障处置不同阶段的核心任务

2 智能化故障处置关键问题分析

2.1 短路问题

短路故障是电网故障的常见类型之一，一般指电路或电路中的一部分被短接而发生的故障[2]。短路故障发生时，由于故障点的阻抗较小，电流瞬时升高，短路点之前的电压大幅下降，对电力系统的安全运行产生负面影响。馈线自动化监测机制是智能化故障处置中解决电网短路问题的良策，通过对停电事实、电流变化以及电压变化等数据的分析，判断本次故障是否属于短路问题。如果是，则触发相应保障流程，对故障点进行隔断，确保其余电网区域不受影响。馈线自动化智能故障分析机制，能够同时支持遥控、反馈、执行以及撤销等功能操作，与传统意义上的电路短路问题定点设备检测技术相比，既节约时间成本又减少资源浪费。馈线自动化智能故障分析流程如图1所示。

图1 馈线自动化智能故障分析

2.2 单项接地问题

按照接地方式，电力系统可以分为大电流接地系统和小电流接地系统。在我国电网的实际应用中，3～63 kV系统的常见接地方式为消弭线圈接地法和不接地法[3]。

小电流接地系统中，单相接地是常见的故障类型之一，多与系统所处地区的气候类型、降雨量有关。发生单相接地故障时，虽然故障点电压低，非故障点电压高，但是线电压依旧能保持对称性，对持续供电影响较小。但也有特殊情况，如果在发生故障前该路段电网荷载量已经饱和，绝缘薄弱环节被击穿的可能性则会大大增加，故障面积也会随之变大，不能满足用户的正常用电需求。如果故障处置不及时，会给予电压互感器铁芯较大的压力，导致电压互感器损毁。智能化配电监测中心能够利用数学建模等先进技术，执行一键分层试拉小电流接地遥控执行流程，对单相接地故障点进行一键隔离，为后续故障处置小组的故障排除提供技术保证。

2.3 母线失压问题

母线失压一般是指在电力系统中因故障导致母线电压为零的现象[4]。母线失压是电力系统中重大的电力生产事故之一，会对电力系统造成重大影响。智能化故障研判系统能够实时监控数据，补齐传统研判方式不够及时、不够精准等短板，更快速地地将信息上传至电网调控系统中枢[5]。智能故障研判系统以失压故障母线自身的负荷为依据，开展一系列倒供和转供分析，将故障问题进行分割，转化成操作难度较低的短路故障和单相接地故障进行处理，为提高电网调配工作效率、提升电网调度解决故障速率提供算法支持。

3 电网智能化故障处置辅助决策系统流程模拟

科学技术的不断发展为高效解决电路故障提供有效技术支持，为故障处置小组成员提供更为便捷的故障处理手段。在对电网故障的关键技术和实践路径深入分析的基础上，进行智能流程模拟，有助于代入故障处置实际工作环境，对提升电网故障处置效率具有实际意义。故障处置流程如图2所示。

图2 智能化电路故障处置流程

此外，将故障处置小组成员的实际工作经验进行有效整合也是智能化电路故障处置流程的重要环节。梳理调度决策反馈机制，在人工智能等先进技术手段的加持下，建立由专家、人工算法、过往经验数值共同组成的调度方案数据支撑库，确保各级电网中枢调度决策的科学性、有效性。故障处置辅助决策技术流程如图3所示。

图3 故障处置辅助决策技术流程

在对故障处置辅助决策技术流程梳理的基础上，各级电网可以从系统维度和研判维度对自身故障处置系统进行检测，以确保流程的完整性。从智能系统维度，各级电网需要将智能主动作为开展工作的首要前提，不断完善馈线自动化的实际应用流程，逐渐扩展馈线自动化的实际覆盖面积。从智能研判维度，各级电网需要构建起一个包含终端、分支以及变电站的3级故障感知端口体系，从故障信息捕捉到故障信息分析再到故障信息研判，全面提升自动化率，确保智能化理念在电网故障处置工作中落地。

4 电网智能化故障处置决策的优化路径

4.1 深化部门合作

首先，各级电网应该深化部门合作，为充分发挥智能化故障处置系统的实际效能提供组织架构支持。其次，各级电网负责人需要强化电网调控中枢的核心地位，建立起跨部门合作的组织架构，使配电调度、电网监控、配电运检以及故障抢修等部门加强配合。最后，各级电网需要建立责任到人制度，明确小组成员职责，同时对故障修复全流程展开监控。此举一方面能够提升修复工作开展的效率，另一方面能够做到故障修复经验的有效积累。

4.2 健全智能体系

各级电网应该建立健全的智能化故障处置体系，确立业务奖惩机制。各级电网严格落实故障处置流程管理条例，监控调度方案与实际操作匹配程度[6]。针对自身业务情况，制定业务执行细则，在横向强化部门合作、纵向提升电网调度能力的基础上，以核心指标为基准构建基于智能化故障处理的处置评价体系。各级电网可以建立起由部门到班别再到个人的3级绩效考核体系，针对故障修复流程，建立以安全指标、修复率指标以及满意度指标为核心的评估考核体系，对先进员工予以表彰、对落后员工予以批评，调动全员积极性。

4.3 优化数据管理

首先，各级电网需要加强对数据的管控，优化数据管控流程，提升数据管控能力。确保图模基础数据和配电实际数据的精准性，从数据端口提升故障处置决策的实用能效。其次，各级电网需要完善调度图的绘图规则，确保制图规则精简化、制图标准统一化，降低实际工作中因识图不清等导致的工作误差，实现“数据同源、图表一致”的数据管控目标[7]。最后，各级电网需要统一整个部门的运算逻辑，确保数据算法逻辑统一。同部门坚持以配电自动化监测数据为基准，采用同一纵向对比数字算法，通过拓扑运算得出统一异常数据分析结果，减少因算法选用差异而产生数据差异的可能性，为提升电网故障处置决策的准确率提供数据支持。

4.4 提升处置能力

各级电网未来可以依托智能化故障处置体系，建立属于自己的智能研判系统，提升本部故障处理能力。各级电网可以从智能调度、智能配电等业务着手，实时采集电网各项电力指标，增设智能电表等新型传感装置，最终构建包括基站、电网中枢、故障处置中心以及用户的智能感知系统，对本部范围内电力输送路线实施精准布控。首先，重建线路故障处理流程。依托智能化故障处置监测的数据，实时上传信息，并自动生成相应故障处置方案推送至故障处置小组作为参考。其次，重建电网故障常见问题处置流程。充分利用智能化手段，将短路问题、单相接地问题以及母线失压问题设置为高频电网故障问题，细化高频故障问题的处置流程并实现云储存。最后，通过自动研判功能检测匹配关键条件，确定故障类型后加快锁定故障区域的速度，自动生成对应的故障处置抢修方案。

4.5 确保业务闭环

在电网故障处置工作中，故障处置小组可能会遇见一些特殊的故障类型。鉴于故障处置小组对于特殊故障类型的经验较为匮乏，因此在故障处置环节建立复盘业务思维非常必要。一方面，建立电网故障处置复盘机制不仅能为故障小组积累实用经验，也能对该区域内故障进行有效统计与分类，为日后智能化系统对电网故障的智能评估提供实验数据。另一方面，建立电网故障处置复盘机制有助于各部门决策一致。统一的问题清单可以实时传送至各个部门，提升决策科学性。

5 结 论

电网故障智能化处置已经成为全行业的研究热点。建立健全完善的智能化处置机制符合时代发展潮流，对各级电网的科学决策具有积极意义。文章在分析智能化处置流程的基础上，重点阐述电网故障处置中的关键问题，并从优化处置流程、辅助决策技术两方面进行模拟检验。最后提出深化部门合作、健全智能体系、优化数据管理、提升处置能力以及确保业务闭环等可行路径，证实智能化在电网故障处置辅助决策系统中的实际效能，对提升电网调度效率、提高决策科学性具有现实意义。