智能電網配電自動化運維技術與管理策略研究

羅航 許湛揚 邢雅萍

近年來，隨著我國社會經濟的高速發展，電力產業也隨之蓬勃發展，取得了不錯的成績，受到人們的廣泛關注。在科學技術日新月異的當下，配電網系統不斷地完善，但仍然有部分地區受到限制，致使我國配電網系統建設工作存在不均衡性。在自動化技術、智能技術的支持下，智能電網配電自動化系統運行效率有所提升，但需要高效的運維技術來加以維護。智能電網配電自動化運維并不是一項簡單的工作，其涉及多方面內容，投入成本相對來說較高，應當轉變傳統的運維模式，不斷地創新配電自動化運維技術，實施有效的運維管理措施，從而實現智能電網配電自動化運維工作效益最大化，保障運維工作質量。

一、配電網自動化系統

配電網自動化系統中主要包括了以下幾個部分：一是主站層。這部分最主要的作用就是收集系統數據，其中幾乎包含了系統運行中的每一項數據，然后對其進行分類整合。主站層在接收到系統傳送的相關數據之后，對其進行科學分析，各部門可接收到相關的反饋信息，確保各部門之間的協調溝通，使配電網自動化系統保持穩定狀態，做好整個系統的運行維護工作。

二是子站層。子站層分布于配電網系統各個部位中，其能夠對各部位進行有效的管理，功能強大，內容詳細，隨時都能檢測各項儀器設備，并根據需求來調整相關參數，采集好數據，全面把控各分支系統的實際運行狀況。子站層匯總數據信息之后傳送給主站層，主站層做出計算分析后，把信息反饋回來。

三是終端控制設備層。該部分中需要使用多種類型的傳感器，用于實時監測系統重要設備的運行狀態，并采集相關數據進行匯報和反饋，可及時發現其故障[1]。

配電自動化系統運行維護的特點主要有以下幾點：一是在進行系統運行維護的時候，一方面要重視對系統中硬件設備、軟件設備的維護，嚴格按照相關操作來執行作業，另一方面則要重視對維護人員的培育，強化維護人員的綜合素質和能力；二是不同廠家的設備，在操作和維護方法方面有所不同，當設備出現故障的時候，需要根據不同廠家設備的維修要求來針對性解決，做到具體問題具體分析；三是配電自動化系統運行涉及多個部門，子系統較多，如主站系統、通信網絡系統和終端系統等。如若只有單一部門進行維護和管理，無法保證整個系統的正常運轉，需建立專門的維護部門來予以負責。

二、配電自動化運維關鍵技術

（一）配電終端失效規律分析技術

配電網系統受諸多因素的影響，使用時容易出現系統故障，影響系統的正常運行，常見的因素有電力設備老化、外界環境影響、人為因素等。為提高配電網系統運行效率，保持系統的穩定性，應當加強對終端設備的管理，既要了解其實際運行情況，又要科學分析終端設備的失效規律，為配電自動化系統運維工作奠定扎實基礎。低壓電氣設備主要有兩種，一種是可修復的電氣設備，另一種是不可修復的電氣設備。不同的電氣設備在指標上有所不同，各項參數的要求不同。常見的配電終端失效類型主要分為以下幾種：一是指數分布；二是對數正態分布；三是威布爾分布；四是正態分布[2]。配電終端中包含了多個模塊，電氣元件是其主要構成部分，要通過失效分布擬合來進行數據檢測，并進行科學分析，以明確失效分布類型，然后進行有效的可靠性指標計算。應當優化整個計算過程，首先對于模塊失效數據進行初步擬合，根據實際情況來編制經驗分布函數，利用適宜的方式來進行數學推導，求得失效數據，以便于了解終端的實際運行情況，掌握其實際效率。

（二）FTU優化配置技術

饋線自動化系統元件數量非常多，無法進行較為集中的安裝。在配電自動化系統運行過程中，使用饋線開關監控終端，有利于在保障系統正常運行的前提下，降低系統建設成本，而且饋線開關監控終端直接關系著饋線自動化系統的運行效果。因此，需優化配置FTU，遵循相關制度，根據電網工程的實際情況，結合負荷分布狀況，合理配置終端設備，在經濟條件允許的情況下，保障用戶的用電質量，為其提供優質的電力服務。通常來說，綜合考慮經濟因素、可靠性因素之后，還需要從終端附近負荷量的實際情況來進行考慮，要確定負荷類型。對于不同類型的用戶，采取的優先級有所不同，居民類用戶所占比例相對來說較小一些，商業用電比例相對來說較大一些，還有一些特殊用電占比也非常大，需計算廓線開關附近的負荷優先級。在計算的時候，應當結合各類型用戶的實際負荷情況，來合理布設FTU設置點，確定三遙數量、二遙數量[3]。

（三）配電故障定位技術

在智能電網配電自動化系統中，配電系統故障定位技術十分重要，能夠及時在電網發生故障后找到其位置，準確進行故障定位，有利于提高相關人員的故障維修效率。配電故障定位技術類型較多，比如說以RS-IA數據挖掘模型為基礎，通過RS來采集相關數據，輸入、輸出矢量。根據實際情況來建立健全的故障挖掘數據庫，結合故障特征，確定對應的條件、決策屬性，生成RS決策表，然后再來進行分析和計算，從而找到具體的故障位置。

配電故障定位技術的故障定位模型如下：在實際配電網結構類型基礎上，基于相關理論要求，根據故障情況制作原始決策表，在IA理論指導下使復雜的決策表逐步簡化，留出重要的決策項目，確定適宜的規則，再通過科學對比，找到最終的故障位置。

三、智能電網背景下基于互聯網的運維技術應用

（一）信息采集技術應用

由于我國當前配電網發展中存在著不均衡現象，部分配電線路受地貌條件、氣候條件的影響較大，容易出現信息孤島。一旦這些區域的配電網出現故障，僅依賴于傳統的運維方式，進行人工巡檢，難以快速找到故障，造成長時間停電，不僅會造成資源的消耗，也影響了用戶的用電質量?；诖耍瑧敵浞职l揮現代計算機信息技術，在互聯網的支持下利用電力故障檢測終端，實時采集相關數據。在智能電網配電自動化系統建設過程中，應當實現電力設備之間的互聯網化，以便于業務也能互聯網化?；谟秒姟δ芎桶l電設備，來合理部署各類數據采集控制單元，科學布設環境傳感器，安置好能效檢測終端，進行有效的視頻監控，以便于全面采集配電自動化系統運行中的各項數據，全面了解其真實的運行狀態。需基于互聯網創建智能配電網運維平臺，將其作為電力調度管理中心，終端用戶作為神經末梢，以便于集中管理各項資源和設備[4]。

基于此，在開展智能電網配電自動化運維工作的時候，要全面采集配電網運行的各項數據，與設備出廠數據進行對比。一方面，掌握設備出廠數據有利于了解設備的基本屬性和功能；另一方面，獲得配電網的實際運行數據，則能夠掌握配電網的實時運行狀態，數據包括電流、電壓互感器中的數據等。通過對比分析定值和運行過程中的實際數值之后，能夠得到配電網運行中的實際電壓值、電流值，可以此為依據來判斷配電網的故障類型，利用無線傳輸技術將故障信息發送至運維人員手中。運維人員在開展維修工作的時候，可將這些信息數據與原始數據進行對比，發現參數間的差異，幫助運維人員實施針對性的維修措施，有利于提高運維人員的工作效率。

（二）故障判定技術應用

智能配電網在運行過程中，頻率通常在五十赫茲，正弦波二十毫秒，根據相關要求采集一個正弦波形需要有八十個點，一個離散點要兩百五十微秒，啟動定時器后會定時中斷，并且能夠自動采集相關信息，并且和AD轉換芯片進行通訊，聚集離散點的數據。

在獲取離散數據之后，計算其相關參數最大值，可將其數據對比定值，如若在正常范圍內可啟動發送程序，利用無線傳輸來發送數據；如若偏離了正常范圍，則需要進行故障判斷，確定故障類型[5]。

可利用無線技術來發送故障相關信息，做好評估工作，看其是否能夠繼續運行，制作科學的評估報告，需注重兩方面內容：一方面是配電網是否需要進行維修；另一方面是預估維修所需要花費的成本，綜合考慮維修效果和經濟成本后，選擇最佳的維修方案，并對方案的可行性進行研究評估。對比原始數據和故障數據之后，進行分析判斷，了解電力設備當前的運行情況，預判實際維修過程中可能出現的問題。

（三）數據共享技術應用

在互聯網技術支持下，智能電網配電自動化運維平臺的建設，能夠有效提高運維技術水平，方便相關維修人員的協同合作，需進一步創建數據共享平臺，實現信息數據之間的共享。對于一線運維人員來說，客戶在上傳各類故障類型之后，其需要及時進行處理，檢測電力設備，進行故障診斷，判斷故障原因，找到故障位置，然后進行針對性維修，并記錄好維修過程和相關數據，整理維修檔案。一線運維人員在執行工作的時候，要與其他相關專業人員密切溝通，聽從指導，根據現場數據反映的情況做出相應的判斷，解決用戶的電力故障問題，維護配電網自動化系統的正常運行。與此同時，對于技術指導人員來說，其需要通過對比各項數據信息，來發現配電網自動化系統運行過程中的疑難問題，并進行科學分析和判斷，對配電網當前的運行狀態進行有效評估，基于此，要對一線運維人員實施高效的培訓工作，使之在實際工作中能夠依據更多的技術知識儲備以克服困難。同時，一線運維人員可將難以處理的問題上傳到平臺中，技術人員對此進行研究討論，運維專家也可以在平臺中分享維修經驗，展開遠程故障診斷工作，不斷地創新運維技術[6]。除此之外，在運維過程中，還應當利用先進的APP、社交平臺等，來進行數據共享。比如說，利用微信公眾平臺來采集用戶的實際運用情況，及時處理用戶用電中的問題，定期向用戶推送有關故障維修技術相關信息等。

四、現階段配電網運維過程中存在的問題

現階段，配電網運維過程中存在的不足在于：一是配電網的載荷存在不均衡性。基層低壓電網在實際運行過程中，受技術因素、歷史因素的影響較大，致使載荷方面分布不夠均衡，這給配電網運維工作的開展帶來了一定的挑戰。為滿足電網線路分布的高要求，相關技術人員應當不斷地提升配電網運維水平，但是實際運維工作中還有所不足，以至于配電網長期處于超負荷運行中，線損情況較為嚴重，存在著安全隱患；二是配電網系統的部分設備較為落后。受經濟條件的影響，部分區域的智能配電網建設還不夠完善，所使用的設備較為落后，并不能滿足人們的實際用電需求。在配電網絡布局方面不夠合理，以至于電力輸送中存在浪費情況，不利于提升配電網運維技術水平[7]；三是部分運維人員的技術能力和素質有待于進一步提升。新時期下，對配電網運維技術人員的業務能力要求更高，其不僅要掌握扎實的專業電網維修知識和技能，還要具備良好的信息技術技能。但目前部分運維技術人員還缺乏學習意識，所采用的運維方式較為落后。

五、提高智能電網配電自動化運維管理水平的有效措施

為提高智能電網配電自動化運維管理水平，應當從以下幾個方面著手：一是以管理層為出發點，提升配電網運維技術水平。應當由專人來負責設計配電網，做好配電網自動化系統的更新、升級工作。可根據當地的電網建設實際情況，來制定適宜的運維管理方案。設計人員應當具有前瞻性，要基于發展現狀，從長遠考慮來完善配電網建設，滿足電力運行需求，充分發揮計算機信息技術，保障配電網運維工作質量。

二是要加大對配電網運維工作的投入，不斷創新配電網運維技術，對一些線路進行智能化改造，降低運維人員的工作壓力，提升運維效率。

三是要重視對運維人員的培訓，不斷地提升人員的職業道德素質，使之掌握扎實的運行維修專業知識，做到與時俱進，充分利用現代科學技術，及時解決配電網運行中的故障，維護配電網的穩定運行。

四是在互聯網技術的支持下，創建配電網運維平臺，改變傳統的配電網模式，使之變得智能化、自動化，并能夠進行有效維護。雖然智能電網系統發展時間并不長，但有效引入互聯網技術，能夠進一步推動智能配電網的發展，突破瓶頸。完善智能配電網運維平臺的功能，可提高電網系統運行安全系數，做好預警工作，及時而準確地發現配電網運行過程中出現的問題，做出相應的反饋，采取有效措施來加以解決，有利于促進智能配電網供電效率、質量的提升，保障智能配電網系統的正常運行。在進行智能配電網運維平臺建設的時候，要從以下五部分著手：第一，構建信息采集中心。該部分的作用在于通過安裝信息采集設備，來全面采集智能配電網運維工作中的各項問題，科學整理相關數據，做好存檔工作；第二、構建配電網運維專家中心。該部分涵蓋了全球范圍內的專家，可提供彼此間良好的交流，分享各自經驗，具有在線聊天、視頻會議等功能，加強了各智能配電網運維專家之間的溝通與聯系；第三，構建配電網運維診斷中心。該部分需要充分發揮現代科學技術，如故障地位技術、人工神經網絡診斷技術等，旨在準確識別智能配電網運行過程中出現的故障，進行故障定位；第四，構建過往案例庫。該部分用于采集以往發生的相關事例中的故障數據、檢測數據，以便于詳細分析故障發生原因；第五，應用服務交互技術。可利用新媒體平臺來為大眾提供維修服務，發布相關基本常識，方便大眾自行解決基本故障，并進行跟蹤處理。

五是要重視對配電主站、配電自動化終端設備的有效維護。一方面要加強對硬件系統和系統軟件的維護，另一方面要重視數據維護和異常維護。

結束語

總而言之，應當積極開展配電網運維工作，完善自動化運維技術，充分發揮現代科學技術的優勢，針對實際故障進行有效處理，從而保障配電網自動化系統的正常運行。重視對運維人員的培育，為配電網運維工作提供重要的人才保障。與此同時，還應當充分發揮現代科學技術作用，基于“互聯網+”構建完善的智能配電網運維平臺，科學規劃和設計各個模塊的功能，優化智能配電網配電自動化系統運維手段，提高配電網運維技術，實現運維管理效益最大化，滿足人們的用電需求。