基于物聯網的配電網多故障搶修資源調度策略

梁靜

摘 要 配電網是電力系統中的重要組成部分，主要承擔著為用戶分配電能的作用，在配電網發生多故障后，科學的制定搶修資源調度策略對快速排除故障、恢復供電具有非常重要的意義，但由于造成配電網故障的因素復雜程度較高，單純依靠調度人員的工作經驗難以保障方案的可靠性和可行性。基于此，本文圍繞基于物聯網的配電網多故障搶修資源調度策略展開研究與探討，旨在為相關人員提供參考。

關鍵詞 物聯網 配電網 多故障 資源調度

中圖分類號：TM727 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0745（2021）04-0024-02

隨著社會的進步與發展，我們對電力資源的需求量越來越高，我國電網規模也不斷擴大，配電網是將電能從發電廠或輸電網中通過各類配電設施分配給用戶的電力網，具有非常重要的分配電能的作用，一旦發生故障會直接造成大面積的停電故障，影響居民的正常生活。但造成配電網故障的原因較為復雜，自然因素和人為因素都有可能造成配電網故障，如因植物纏繞、動物干擾、極端天氣破壞等，或配電網線路老化，在發生多故障時，搶修難度較高。隨著科技的發展，物聯網技術不斷成熟，利用物聯網技術提高配電網多故障搶修資源的調度能力為配電網的安全運行提供了新的發展思路。

1 將物聯網技術融入到配電網之中的重要性

配電網負責為具體用戶供電，電能傳輸距離短、容量小，電壓通常在35kV及以下，電壓較低，并且供電用戶詳細明確，在此種運行特點下，要制定相對科學的配電網絡故障資源調度方案需要在掌握多故障高發時間段和高發原因的基礎上才能完成[1]。電力企業應根據經驗和以往故障發生概率摸索配電網發生多故障的規律，總結以往搶修、恢復配電網運行的方法和策略，在此基礎上對搶修和恢復配電網運行的方案進行調整。在不同的故障情況下，對物資的需求各有不同，可通過建立多個倉庫點的方式使多故障發生后能最快地完成物資的調運，若單個倉庫中物資不足，通過科學的配電網絡故障資源調度方案也能在最短時間內完成資源的調配，提高配電網搶修效率。隨著科學技術的進步與發展，物聯網技術更加成熟，在各領域中的應用范圍不斷擴大，通過在配電網絡中應用物聯網技術能顯著提高搶修電力故障的效率，使配電網絡故障資源調度方案的科學性更強。具體應用方式是通過物聯網技術搭建調度平臺，該平臺由感知層、傳輸層、數據層和應用層共同構成，通過該平臺能第一時間檢測到配電網的故障發生點，同時，平臺會將故障位置、搶修所需物資、故障位置的路況信息、物資倉庫點等信息傳輸給維修人員，最大化減少搶修和恢復配電網供電的時間。

2 物聯網的關鍵技術

物聯網是一項融合了眾多高新科技的新型技術，包含無線射頻技術、網絡通信技術、傳感器和傳感器網絡技術等，在應用過程中利用GPS、無線傳感器、紅外感應器等傳感設備和采集設備的運行數據，同時將采集到的數據上傳到網絡終端，通過信息技術對其進行匯總、歸類、處理及儲存，物聯網技術的應用實現了萬物互聯、萬物融合的目的。

1.無線射頻。該技術能在免接觸的情況下實現自動識別，并且識別距離遠、識別準確率高、穿透能力強，是物聯網技術中不可或缺的技術分支。無限射頻技術由RFID、信息讀寫器和信息處理系統共同構成。利用信息讀寫器識別物體上裝備的電子標簽中的備注信息，將識別信息傳輸到信息處理系統中，在此對相關信息進行分析和處理。一旦配電網發生故障，可利用無線射頻技術迅速采集到故障信息，經信息處理系統分析后，確定維修故障所需裝備、故障搶修技術等，提高配電網故障的搶修效率。

2.傳感器和傳感器網絡技術。傳感器是由檢測元件和轉化元件共同組成的一種檢測裝置，在檢測到相關信息后，將其轉換為電信號或其他形式信號輸出，方便下游設備對其進行分析、處理、顯示或儲存。

傳感器網絡是由多個分布在空間中的傳感器共同構成的計算機網絡，技術的實現主要依托采集單元、信息處理單元和信息傳輸單元等。通過傳感器網絡能使空間范圍內所有傳感器協同工作，采集空間范圍內的物理或環境信息，不同傳感器之間可以實現信息交換，采集到的信息也可傳輸到遠程終端中，方便操作人員進行遠程操控。

3.網絡通信技術。網絡是將多個獨立工作的主機通過物理鏈路進行關聯，構成數據鏈路，使信息能在數據鏈路中進行傳輸、交換和通信。網絡通信技術已經成為現代社會發展中不可或缺的關鍵技術，也是支撐物聯網技術得以實現的核心技術之一。目前物聯網中應用的網絡通信技術主要有兩種，一種是短距離傳輸技術，如WIFI技術、Zigbee技術等;另一種是廣域網傳輸技術，如衛星通信技術、移動網絡通信技術等。物聯網依托網絡通信技術，將利用無線射頻技術和傳感器采集到的信息傳輸到用戶終端中，幫助用戶對采集到的數據進行運用。

3 一般情況下配電網系統發生的故障分析

3.1 配電網系統故障產生原因

運行管理不當是造成配電網系統發生故障的主要原因，因未能在配電網運行過程中對其進行必要的養護和檢修，使其受到外部因素和自身因素的影響發生故障[2]。外部因素主要是由于大部分配電網的架設位置都處于室外環境中，在一些山區地帶，設備周圍高大樹木較多，若未能及時進行清理，快速生長的樹木造成線路之間安全距離減少，不僅會為配電網的運行埋下隱患，甚至會造成接地短路，進而引發跳閘斷電事故;自然環境中也無法保障小動物對配單線路的侵害，可能造成回路故障進而引發跳閘事故;部分配電設施和線路會直接暴露在自然環境中，若發生極端天氣情況，可能會造成配電設施損壞，進而導致配電網絡故障;由于檢修力度不足，未能及時對老化設備和線路進行更換，使得配電網絡發生故障。通過表1對引發配電網故障的原因進行總結。

3.2 故障特征分析

1.突發性特點。配電網故障在發生前往往沒有任何預兆，出現時間較為突然，只有迅速確認故障發生位置，根據故障的發生原因進行針對性的處理，才能迅速恢復供電。

2.時間緊迫性特點。電力資源是現代人工作和生活的必備資源，只有在故障發生后迅速反應，盡量減少斷電時間，才能為社會的穩定運行提供保障。

3.故障因素不確定性特點。通過對配電網故障的發生原因進行分析可知，引發故障的原因較多，若單純依靠自身經驗，搶修人員往往無法第一時間確認故障發生原因、發生地點和引發的后果，大幅增加了搶修難度[3]。

4.故障量大的特點。目前我國供電普及率已達90%以上，配電網規模宏大，一旦發生故障，可能會引發大面積的負面影響。

4 基于物聯網的配電網故障搶修資源調度的具體策略的分析

4.1 快速獲取多方位信息資源

利用物聯網技術，能對配電網故障搶修資源進行更精準地分析。在落實配電網多故障搶修工作時，需要準備充足的物資，但由于所需物資數量較大，類型較多，就需要構建多個倉庫點實現最佳效率的資源調度[4]。在搭建多倉庫點之前，需要對倉庫內的物資進行歸納和分類。結合多故障搶修經驗，最常用的物資種類分為消耗型物資和非消耗型物資，其中消耗型物資有導線、開關設備和桿塔等，非消耗型物資主要是一些大型設備，如絕緣斗臂車、吊車等。

4.2 物聯網提供調度策略

配電網故障發生原因較多，若本地倉庫中儲存的物資無法滿足實際所需，則需求從其他倉庫就近調度物資，多倉庫點的設立能有效解決物資不足的問題。通常情況下，臨時倉庫多建立于故障高發區附近交通便利的位置，以確保物資能在最短的時間內運輸到故障點[5]。在制定搶修資源調度策略時，應充分考慮會影響物資調度的因素，如倉庫位置、倉儲物資種類、該區域范圍內配電網的實際負荷、天氣特點、交通情況等。同時，應將故障點物資保障優先順序為基礎，確定物資運輸的最佳途徑，并結合本地物資儲備情況、臨時倉庫物資儲備情況和故障所需物資進行匹配，進行相應的調運。

4.3 基于物聯網的配電網多故障搶修資源調度策略分析

利用物聯網技術制定配電網多故障搶修資源調度策略，能為搶修工作的開展提供一下支撐。首先，通過將信息采集設備安裝在配電網絡中，能夠第一時間采集到配電網的故障信息，同時將相應信息反饋給監控平臺，為第一時間落實搶修工作提供支撐;其次，通過應用GPS、GIS等技術，能夠科學地調度搶修物資與搶修人員，提高搶修資源的管理水平，并且能對故障位置進行精準的定位，為搶修車輛提供導航服務，確保搶修人員能迅速前往故障發生位置;最后，通過物聯網技術能夠對搶修資源信息與故障信息進行有效的整合，為制定完善的物資調度方案奠定基礎[6]。

5 結語

綜上所述，配電網與廣大人民群眾的生產和生活息息相關，是服務民生的重要公共基礎設施，對促進經濟的發展具有極其重要的意義，一旦發生電力故障，會對人們的正常生活帶來很大的負面影響，若不能及時地制定科學的搶修方案會造成一定的損失。通過合理地應用物聯網技術，能有效提高搶修方案的科學性，為搶修資源的有效調度提供技術支撐，確保故障能夠第一時間被解決。

參考文獻：

[1] GAOZhaoli，XUMingkai，DINGSuying，等.基于改進人工蜂群算法的配電網多點故障應急搶修優化調度[J].電力系統保護與控制，2019（13）：113-120.

[2] 張波，陳志華.基于配電物聯網的單相接地故障搶修精準指揮[J].企業管理，2019（S2）：110-111.

[3] 馬瑞，張海波，王建雄，等.考慮負荷時變性的配電網故障搶修恢復策略[J].電力科學與技術學報，2019（02）：20-27.

[4] 陳永杲，胡江南.搶修服務實時通--基于泛在物聯網下的電力搶修新模式[J].電子樂園，2019（05）：210.

[5] 李鑫峰.配電網故障搶修效率提升策略探析[J].科學與財富，2019（26）：350.

[6] 李春華，王洪波，欒金龍，等.配電網故障搶修效率提升策略探究[J].名城繪，2019（02）：506.