配電自動化供電可靠性監(jiān)測方法研究

魏宇峰　邵敏　郭宇杰　劉月

摘 要：為了研判配電自動化供電系統(tǒng)的停電原因，評估供電系統(tǒng)的可靠性，需對供電系統(tǒng)的運行過程進行監(jiān)測。傳統(tǒng)監(jiān)測方法多采用人工監(jiān)測的方式，過分依賴維護人員自覺性和專業(yè)性，導致監(jiān)測效果較差。為此提出基于貝葉斯網(wǎng)絡的配電系統(tǒng)可靠性監(jiān)測方法。分析配電自動化供電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，引入分布式電源接入方式，設置時間參數(shù)創(chuàng)建配電自動化供電的自愈控制功能，根據(jù)該功能對系統(tǒng)運行過程中可能出現(xiàn)的停電問題進行研判。建立由邏輯關(guān)系“與”、“或”、“因果”節(jié)點模型共同組成系統(tǒng)運行監(jiān)測的貝葉斯網(wǎng)絡模型，并計算系統(tǒng)運行節(jié)點的工作概率。設計系統(tǒng)運行監(jiān)測流程，將不同類型停電故障在不同地點按照其發(fā)生時間進行統(tǒng)計，得出停電發(fā)生概率，根據(jù)前后停電故障區(qū)域提供負荷量以及供應負荷的重要指標，獲取配電系統(tǒng)運行安全指標。實驗結(jié)果可知，該方法對供電系統(tǒng)運行監(jiān)測的最高精度可達到92%，能夠有效研判出停電原因，為準確評估供電系統(tǒng)的可靠性提供幫助。

關(guān)鍵詞：配電自動化;供電系統(tǒng);運行監(jiān)測;貝葉斯網(wǎng)絡;停電原因;工作效率

0 引言

配電自動化供電系統(tǒng)是電力系統(tǒng)中連接電源與用戶的重要環(huán)節(jié)，不同供電區(qū)域?qū)τ诠╇娺\行情況的要求是不一致的，配電自動化供電系統(tǒng)應根據(jù)不同地區(qū)供電環(huán)境進行差異化設計[1]。目前，在中心城區(qū)配電結(jié)構(gòu)中，不可能實現(xiàn)對每一個場所都設置遙控功能，通常在同一配電線路中，存在僅有故障指示器的配電自動化具備遙控功能[2]。電能質(zhì)量在線監(jiān)測系統(tǒng)建設投運后，供電用戶停電事件通過前端業(yè)務系統(tǒng)實現(xiàn)了自動集成，但還需要人工進行判斷并維護停電性質(zhì)及原因，增加了管理人員工作負擔，同時也不能保證對相關(guān)事件管理和統(tǒng)計的及時性[3]。

為了解決該問題，提出了基于貝葉斯網(wǎng)絡的配電自動化供電可靠性可靠性監(jiān)測方法，減輕系統(tǒng)運行管理人員維護數(shù)據(jù)冗余工作量，并且可以提高運行故障數(shù)據(jù)的維護準確性，對于供電系統(tǒng)業(yè)務數(shù)據(jù)自動化管理水平也得到了提升。

1 配電自動化供電系統(tǒng)

智能配電自動化系統(tǒng)是根據(jù)我國供電標準，將低壓用電監(jiān)控與配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)融合在一起，實現(xiàn)系統(tǒng)供電監(jiān)控，保證供電系統(tǒng)運行的可靠性。根據(jù)用戶需求，保留與監(jiān)控、安全防護系統(tǒng)接口，支持統(tǒng)一規(guī)劃和分期實施建設模式，可作為縣區(qū)級調(diào)配控制一體化系統(tǒng)，也可逐步擴展為應用系統(tǒng)。

2 系統(tǒng)配電網(wǎng)停電監(jiān)測分析

根據(jù)配電自動化供電系統(tǒng)，對于系統(tǒng)停電故障發(fā)生后快速定位停電故障區(qū)域是具有必要性的。減少停電故障查找隔離時間，在不同配電自動化模式下，停電故障區(qū)域和非停電故障區(qū)域的供電效果也是不同的，時間參數(shù)是不同自動化模式操作時間標準數(shù)值，在該時間下對可能出現(xiàn)的停電問題進行監(jiān)測管理。

在設備（資產(chǎn)）運維精益管理PMS2.0 系統(tǒng)中涉及配網(wǎng)設備停電記錄管理的應用功能，主要包含：任務池管理、檢修計劃管理、停電停役申請、日調(diào)度計劃、停電通知、停電信息報送等。配網(wǎng)供電系統(tǒng)運行監(jiān)測人員首先在系統(tǒng)的任務池中創(chuàng)建檢修任務;停電檢修計劃取自任務池內(nèi)任務，經(jīng)相應的管理流程審批確定需要發(fā)布的停電檢修計劃;停電檢修計劃發(fā)布后，生成對應的停電停役申請，由調(diào)度人員進行審批。

3 基于貝葉斯網(wǎng)絡模型的配電系統(tǒng)運行監(jiān)測分析

當較多風能和太陽能電源接入配電系統(tǒng)時，系統(tǒng)供電的間歇性和不可控性影響了供電運行監(jiān)測難度。為了降低監(jiān)測復雜程度，在不影響監(jiān)測精準度情況下，假設系統(tǒng)供電出現(xiàn)停電故障，配電網(wǎng)設備不會產(chǎn)生誤動，在該條件下，系統(tǒng)運行模式能夠快速完成，且不會出現(xiàn)切換失敗情況。

3.1 系統(tǒng)運行監(jiān)測的實現(xiàn)

配電網(wǎng)自動化供電系統(tǒng)運行監(jiān)測流程輸入基本數(shù)據(jù)，依據(jù)不同編號將集合內(nèi)的電源負荷點進行分割，判斷分割集合所屬的饋線，統(tǒng)計電源數(shù)目，讀取相應饋線負荷數(shù)據(jù)。設置初始抽取樣本密度為1，預設選取樣本的迭代次數(shù)，樣本抽取次數(shù)、正式抽樣次數(shù)。根據(jù)抽樣結(jié)果獲取系統(tǒng)運行狀態(tài)樣本數(shù)據(jù)，形成狀態(tài)序列，評估配電系統(tǒng)運行周期是否能夠正常運行。在在正常運行狀態(tài)下，計算電源在停電時間內(nèi)的最小電壓的各個負荷點在停電時間內(nèi)的最大負荷。判斷電源是否將同負荷全都支撐起來，①如果可以，則說明在該條件下，計算電源剩余出力，并對異類負荷點進行優(yōu)選。判斷優(yōu)選結(jié)果是否為1，如果是，則說明停電時間為0，如果不是，則說明故障次數(shù)加1，停電時間為隔離時間，由此獲取該條件下的抽樣結(jié)果;②如果不可以，對同類負荷點進行優(yōu)選，并判斷優(yōu)選結(jié)果是否為1。如果是，則說明停電時間為0，如果不是，則說明故障次數(shù)加1，停電時間為隔離時間，異類負荷點故障次數(shù)加1，停電時間仍為隔離時間，由此獲取該條件下的抽樣結(jié)果。統(tǒng)計兩次抽樣結(jié)果，并計算系統(tǒng)可靠性，以此作為指標判斷抽樣次數(shù)是否預設次數(shù)，如果是，則計算結(jié)果，并保存到數(shù)據(jù)庫中以待分析;如果不是，則需返回到對系統(tǒng)運行狀態(tài)抽樣步驟，直到抽樣次數(shù)大于預設次數(shù)即可。

根據(jù)配電系統(tǒng)運行監(jiān)測流程進行系統(tǒng)可靠性分析，需將不同類型的停電故障在不同地點按照不同發(fā)生時間進行統(tǒng)計，并計算發(fā)生的概率，因此，對于系統(tǒng)停電狀態(tài)采用抽樣方式進行分析。

首先依據(jù)編號將電源同類負荷和異類負荷進行分割，然后基于所述饋線讀取相應饋線負荷數(shù)據(jù)，之后對系統(tǒng)運行狀態(tài)進行抽樣，形成運動狀態(tài)序列，并監(jiān)測運行期間配電系統(tǒng)是否能夠正常運行。對于配電系統(tǒng)在饋線上的停電故障，需根據(jù)前后停電故障區(qū)域提供負荷量以及所供應負荷重要指標，最終獲取配電系統(tǒng)運行監(jiān)控指標。

4 結(jié)束語

基于貝葉斯網(wǎng)絡的配電網(wǎng)自動化供電系統(tǒng)可靠性監(jiān)測方法，其本質(zhì)是對系統(tǒng)運行的可靠性進行監(jiān)測，具有清晰、直觀的監(jiān)測特點，充分考慮不同配電自動化模式對系統(tǒng)運行情況的影響，通過實驗結(jié)果可知，該方法監(jiān)測準確度最高可達到92%，比傳統(tǒng)監(jiān)測方法檢測準確度更高。

對配電網(wǎng)自動化供電可靠性監(jiān)測方法進行研究，可以一定程度省去操作人員繁瑣地去判斷停電故障的原因，繁復進行查詢工作，提高了相關(guān)故障事件維護的及時性，同時，以用戶為單位停電數(shù)據(jù)在進行數(shù)據(jù)分析時可以更準確判斷停電時用戶的變化情況，對停電預測準確性有很大幫助。

參考文獻

[1] 連晗.船舶環(huán)形區(qū)域配電系統(tǒng)的自動化監(jiān)控技術(shù)研究[J].艦船科學技術(shù)，2017，25（16）：88-90.

[2] 項添春，戚艷，董逸超，等. 提高配電網(wǎng)供電可靠性和狀態(tài)可觀性的終端優(yōu)化配置方法[J].電力系統(tǒng)及其自動化學報，2017，29（6）：107-112.

[3] 陳東新，武志剛.配電自動化終端布點優(yōu)化的動態(tài)規(guī)劃研究[J].電力系統(tǒng)保護與控制，2017，45（12）：1-8.