配电网故障抢修中的可视化通信技术应用研究

赵 娜

（国网陕西省电力有限公司延安供电公司供电服务指挥中心，陕西 延安 716000）

0 引 言

配电网故障抢修是电力系统安全稳定运行的重要保障。随着电力市场的不断发展，电力客户对电力服务的要求越来越高，不仅需要提高电力供应的可靠性和质量，还要及时处理电力故障[1]。因此，如何提高配电网故障抢修的效率和质量，减少故障对电力客户的影响，成为电力行业的一个重要课题。配电网故障抢修涉及多个环节，如故障检测、故障定位、故障隔离、抢修指挥、抢修执行以及供电恢复等。在这些环节中，信息的获取、传递和处理至关重要[2]。基于此，文章研究配电网故障抢修中的可视化通信技术应用，希望能提升配电网故障抢修的效率，提高电力客户的满意度。

1 可视化技术在配电网故障抢修中的应用

为保障电力系统的安全稳定运行，提高电力客户的满意度，需要对配电网故障展开抢修。传统的配电网故障抢修信息系统依赖于人工录入、电话通知、短信发送等方式，导致信息传递的延迟、不准确、不完整，造成抢修指挥人员对故障现场的认识不足，抢修人员不能清晰掌握故障原因和处理方案内容，电力客户不能及时了解故障处理进展和供电恢复时间[3]。信息化技术的发展为配电网故障管理提供新的技术手段和管理模式，可以利用可视化技术将配电网地理空间的数据信息集成于配电网故障抢修管理平台，实现配电网故障抢修的可视化和智能化。

2 配电网可视化故障抢修和管理系统的开发

2.1 开发配电网故障抢修和管理系统的必要性

2.1.1 适应电力市场的发展需求

随着电力市场的竞争日益激烈，供电可靠性成为衡量一个电力企业竞争力的重要指标。配电网故障抢修和管理系统可以快速定位故障，提高抢修效率，缩短停电时间，从而提升供电可靠性，增强企业的市场竞争力。随着智能电网技术的不断发展，对于配电网的智能化管理需求也越来越迫切。配电网故障抢修和管理系统可以通过信息化手段实时监测、分析和控制配电网，提高配电网的智能化水平，满足智能电网的发展需求[4]。同时，利用可视化技术和移动通信技术开发的配电网故障抢修和管理系统，可以实现故障信息的快速获取、传递和处理，提高故障抢修的响应速度和处置效率，增强故障抢修的透明度和客户服务的互动性，满足电力市场的发展需求。

2.1.2 提升配电网的安全稳定运行水平

通过安装传感器、无人机巡检以及人工巡检等方式，可以实时获取配电网的运行状态数据、故障发生的位置和类型等信息。这些信息对于后续的故障抢修和管理至关重要。而利用可视化技术和移动通信技术开发的配电网故障抢修和管理系统，可以实现故障的快速检测和定位、故障的快速隔离和供电恢复、故障的快速处理和案例推荐以及故障的快速分析和评估，提升配电网故障抢修的水平，保障配电网的安全稳定运行[5]。

2.1.3 促进配电网的智能化和信息化建设

配电网智能化和信息化建设的目标是实现配电网的自动化、数字化、网络化以及智能化，提高配电网的运行效率和服务水平。利用可视化技术和移动通信技术，构建一个集故障检测、故障定位、故障隔离、抢修指挥、抢修执行、供电恢复以及客户服务等功能于一体的配电网可视化故障抢修和管理系统，实现配电网故障抢修全过程的可视化、智能化和信息化，促进配电网的智能化和信息化建设。

2.2 配电网可视化故障抢修和管理系统的结架构

配电网可视化故障抢修和管理系统架构如图1所示。

2.2.1 数据采集层

数据采集层主要由各个配电网设备和传感器组成，包括多功能电力仪表、微机综合保护装置、变压器温控仪、直流屏、母排温度传感器、环境温湿度传感器、剩余电流互感器、电气火灾监控主机、视频监控摄像头以及门禁系统等。这些设备和传感器通过不同的通信协议和通信方式，如无线通信和光纤通信等，将配电网的运行数据和故障信息实时上传至数据处理层。

2.2.2 数据处理层

数据处理层主要由服务器、数据库、中间件及应用软件组成。服务器包括数据采集服务器、数据存储服务器、数据分析服务器、数据处理服务器以及数据展示服务器等。这些服务器和软件可以通过网络进行连接和交互，实现对采集数据的存储、分析和处理。例如，数据采集服务器负责接收和转发数据采集层的数据；数据存储服务器负责将数据存储于数据库；数据分析服务器根据数据信息进行故障检测、故障定位、故障隔离、故障处理以及故障评估等操作；数据处理服务器根据数据信息开展故障隔离控制、故障处理指令下发、故障案例推荐、故障分析报告生成等工作；数据展示服务器负责将数据处理后的结果以图形或图像的形式发送到数据展示层。

2.2.3 数据展示层

数据展示层主要由各种终端设备和用户界面组成，包括计算机、手机、平板、大屏幕、地图、图表、图标以及动画等。这些终端设备和用户界面利用网络接收由数据处理层处理后的数据，实现对配电网故障抢修全过程的可视化展示和交互操作。计算机可以通过浏览器或客户端软件访问数据展示服务器，查看配电网的运行状态、故障信息、故障处理方案、故障案例以及故障分析报告等。手机和平板可以通过移动App 访问数据展示服务器，获取故障信息和供电恢复时间，反馈故障处理进展和结果，提出故障咨询和投诉。大屏幕可以通过支持高清多媒体接口(High Definition Multimedia Interface，HDMI）或无线投屏方式接收数据展示服务器的数据，显示配电网的运行概况、故障统计、故障分布等。地图可以通过地理信息系统（Geographic Information System，GIS）技术将配电网的设备位置、故障位置、抢修人员位置等信息在地图上用不同的颜色和图标表示出来；通过可视化技术将配电网的故障频率、故障时长、故障影响范围、故障处理效率等指标在图表上进行展示；通过可视化技术将配电网的故障类型、故障原因、故障级别等信息在图标上进行展示；通过可视化技术将配电网的故障隔离方案和供电恢复方案在动画上进行展示。

3 配电网可视化故障抢修和管理系统的业务流程

分析配电网可视化故障抢修和管理系统的业务流程，绘制配电网可视化故障抢修和管理系统的业务流程，如图2 所示。

图2 配电网可视化故障抢修和管理系统的业务流程

3.1 故障检测和定位

当配电网发生故障时，数据采集层的设备和传感器将故障信号上传至数据处理层的数据采集服务器，数据采集服务器将故障信号转发至数据分析服务器，数据分析服务器利用知识图谱中的调度知识和故障处理知识，分析故障信号，判断故障类型、故障原因和故障位置等信息，并将故障信息发送到数据展示层的计算机、手机、平板等终端设备，实现故障的快速检测和定位。

3.2 故障隔离和供电恢复

当故障信息到达终端设备时，抢修指挥人员和抢修执行人员可以通过图形或图像的方式直观了解故障情况，根据故障信息和供电需求，选择最优的故障隔离方案和供电恢复方案，并将方案发送到数据处理层的数据处理服务器。数据处理服务器会利用知识图谱中的业务流程知识，验证和优化方案，并将方案下发到数据采集层的设备和传感器，实现故障的快速隔离和供电的快速恢复。

3.3 故障处理和案例推荐

当故障隔离和供电恢复完成后，抢修执行人员需要处理故障设备，终端设备会根据故障类型和故障特征，从知识图谱中匹配最合适的故障处理方案，并以图形或图像的方式展示给抢修执行人员。同时，终端设备会根据故障相似度和故障效果，从知识图谱中推荐最有价值的故障案例，并以图形或图像的方式展示给抢修执行人员，实现故障的快速处理和案例的快速推荐。

3.4 故障分析和评估

当故障处理完成后，抢修执行人员需要及时反馈故障处理的进展和结果。终端设备会将反馈信息发送到数据处理服务器，而数据处理服务器会将反馈信息存储于数据库，并将反馈信息发送到数据分析服务器，数据分析服务器会利用知识图谱中的故障处理知识和业务流程知识分析故障数据，计算故障频率、故障时长、故障影响范围以及故障处理效率等指标，并将指标发送至终端设备，实现故障的快速分析和评估。

3.5 客户服务和满意度

当故障分析和评估完成后，抢修指挥人员需要总结故障处理的效果，以便后续改进。数据展示层的终端设备会将故障分析报告和故障评估结果发送到电力客户的终端设备，提高故障处理的透明度和客户服务的互动性。

4 结 论

文章构建配电网可视化故障抢修和管理系统，可以实时监控配电网运行状态，准确检测和定位故障，快速指挥人员进行抢修，同时结合大数据和案例库推荐最优解决方案。该系统不仅可以缩短故障处理时间，降低配电网故障率，提高抢修和供电恢复效率，确保用电安全性和可靠性，而且可以积累故障案例数据，并进行深入分析评估，不断提升系统智能化水平和自主学习能力。配电网可视化故障抢修和管理系统推动配电网向信息化、数字化、智能化发展，实现故障防治全过程的精细化管理，对促进电网安全高效运行具有重要意义。未来，需要不断优化完善业务流程，丰富案例库，并积极推广应用，以发挥系统效能，助力电力系统高质量发展。