10 kV配電網智能化技術在線路故障處理方面的應用探究

摘要：提出了10kV配電網智能化技術在線路故障診斷的應用方案。基礎層由傳感器、終端設備及通信網絡組成，系統層面由10kV配電網智能化技術主要有數據存儲系統、控制中心系統、線路故障檢測用戶界面程序，系統可對多源異構線路數據進行無縫連接與整合，通過對傳感器、監測點的數據形成統一數據集處理，實現對線路各節點的處理進行歸一化處理。通過傳感器及時識別10kV配電網線路運行故障，并將故障上傳至10kV配電網移動終端，通過數據模型確定10kV配電網線路故障點位后進行遠程操作，提高10kV配電網線路故障處理效率。

關鍵詞：10kV配電網智能化技術線路故障故障處理

中圖分類號：TM75

ExplorationoftheApplicationofIntelligentTechnologyin10kVDistributionNetworkinLineFaultHandling

XUSheng

LiangwuPowerSupplyStationofStateGridLichuanPowerSupplyCompany，LichuanCity，HubeiProvince，445400China

Abstract：Inthispaper，theapplicationschemeofintelligenttechnologyof10kVdistributionnetworkinlinefaulthandlingisproposed.Thebasiclayerconsistsofsensors，terminaldevices，andcommunicationnetworks.Atthesystemlevel，itconsistsofintelligenttechnologyfor10kVdistributionnetwork，mainlyincludingdatastoragesystem，controlcentersystem，andlinefaultdetectionuserinterfaceprogram.Thesystemcanseamlesslyconnectandintegratemulti-sourceheterogeneouslinedata，andnormalizetheprocessingofeachnodeofthelinebyformingaunifieddatasetforprocessingdatafromsensorsandmonitoringpoints.Timelyidentificationoffaultsintheoperationof10kVdistributionnetworklinesthroughsensors，anduploadingthefaultsto10kVdistributionnetworkmobileterminals.Afterdeterminingthefaultlocationof10kVdistributionnetworklinesthroughdatamodels，remoteoperationscanbecarriedouttoimprovetheefficiencyoffaulthandlingin10kVdistributionnetworklines.

KeyWords：10kVdistributionnetwork;Intelligenttechnology;Linefault;Faulthandling

電力需求日益增長的趨勢下，如何對配電網輸電線路進行監測成為當前保障配電網運行穩定性的關鍵。信息化時代下，以信息技術為載體的配電網智能化技術為我國配電網運行及故障處理提供了有力支撐，其中，10kV配電網智能化技術作為現代智慧電網中的重要組成部分，基于配電網智能化技術在實現對配電網線路運行在線監測，對于保障能源供應穩定性、可靠性及滿足當前配電網線路故障處理自動化需求上發揮著積極作用。對此，文章以10kV配電網智能化技術在線路故障處理方面的應用進行梳理與分析，以期為廣大學者提供參考幫助及建議。

1案例概述

某10kV配電網線路位于湖北某市東環城路，為實現對該線路的全面監測和實時故障檢測，并對該配電網線路電流、電壓、頻率等關鍵參數的實時監測，設計了10kV配電網智能化技術。

210kV配電網智能化技術在線路故障診斷的應用分析

2.1面向線路故障診斷的10kV配電網智能化技術設計

提出面向線路故障診斷的10kV配電網智能化技術由多個設備及系統組成，物理設施上主要以傳感器、終端設備及通信網絡組成，系統層面上，由10kV配電網智能化技術主要有數據存儲系統、控制中心系統、線路故障檢測用戶界面程序。具體內容如下。

2.1.1傳感器

線路傳感器工作流程如圖2所示[1]。系統傳感器采用智能傳感器搭配故障指示器，10kV配電網智能化技術通過實時對配電線路電流、電壓及溫度等參數進行監測、獲取，并將數據實時傳輸至控制中心，便于監控人員及時發現10kV配電網線路存在的異常點、故障點。故障指示器可自動感知10kV配電網線路運行存在的異常，自動識別、提取10kV配電網線路運輸異常數據后，與智能傳感器對接，向終端系統發送告警信息，并在移動終端上實現故障位置、故障類型及故障線路可能會對其他線路產生的影響。

2.1.2通信網絡

通信網絡作為10kV配電網智能化技術中的重要連接通道，在10kV配電網智能化技術中發揮著數據傳輸、通信連接的基礎功能。通信網絡結構設計如下。

根據目前10kV配電網通信網絡設計來看，目前10kV配電網通信網絡主要由光纖通信、無線通信組成，其中光纖通信具有傳輸率高及抗干擾能力強的優勢，但因建設成本過高，目前諸多地區10kV配電網智能系統通信網絡仍采取無線通信。

2.1.3可視化模塊

可視化操作泛指10kV配電網智能化技術通過傳感器獲取的線路故障信息直觀、立體展示，為實現可視化操作，通過在配電網系統中心操作平臺中添加線路故障模塊，并與數據存儲系統對接，接收各個終端設備上報數據后，由系統模塊統一處理后再次傳輸給數據存儲系統[2]。

2.1.4數據存儲

10kV配電網智能化技術面向線路故障處理的10kV配電網智能化技術設計中，為實現10kV配電網智能化技術將傳感器采集到的數據進行批量處理與集成分析，提取關鍵信息和知識，因此在系統設計中數據存儲系統的研究不可回避。數據存儲系統作為10kV配電網智能化技術在線處理線路故障的關鍵，通過對線路運行數據進行存儲與處理，可在線路故障在線處理中對照歷史數據，為線路故障處理提供數據參考。具體設計如表1所示。

2.2在線路故障處理的算法

10kV配電網智能化技術可將線路故障中的數據進行集成化、共享化處理，數據集成的關鍵在于對多源異構線路數據進行無縫連接與整合，將線路各階段傳感器、監測點的數據形成統一數據集。對此，基于10kV配電網智能化在線路故障處理中，應對線路各節點的處理進行歸一化處理。具體算法如下：

式（1）中：表示整合后的數據集；，，，表示不同源頭的原始數據。

將數據歸一化處理后，通過構建標準化數據接口、協議，對接數據庫及構建故障診斷模型，具體計算公式為：

式（2）中：表示信息集；，，，表示故障線路各節點信息。

與數據庫對接及構建故障診斷模型后，采用先進融合方式，積極結合不同檢測方法、故障診斷算法對線路運行中存在的故障進行分析。一方面，應以提高10kV配電網智能化技術在線路故障定位、預測的能力為基礎；另一方面，可通過權重分配、邏輯運算等方式，綜合各算法優劣勢，以此提高10kV配電網智能化技術線路故障診斷、處理的響應效率。故障診斷擬采用卷積神經網絡（ConvolutionalNeuralNetworks，CNN）、循環神經（RecurrentNeuralNetwork，RNN）進行處理，兩種算法在序列數據處理、圖像識別方面具有較強的優勢，將卷積神經網絡算法與循環神經算法引入10kV配電網智能化技術在配電線路故障診斷與處理中的綜合運算，可在極短時間內處理序列化配電線路運行數據及配電線路拓撲結構，進而通過深度學習算法實現對10kV配電網線路故障進行快速定位、分類，甚至可實現在線路故障前，結合數據庫中各線路運行參數，判斷線路是否存在故障隱患。對此，算法融合可表示為：

式（3）中：表示優化后的算法輸出；表示原始算法輸出。

優化內容主要涵蓋了卷積神經網絡、循環神經在10kV配電網線路參數調整、模型更新、資源計算等方式，確保算法在10kV配電網智能化技術在線路故障處理中具有高效性、準確性[3]。

此外，智能響應與響應機制作為10kV配電網智能化技術在線路故障處理中的關鍵，設計針對傳統10kV配電網智能終端響應機制偏弱的問題，提出了以提高10kV配電網智能化技術的適應性、自主性為基礎，確保10kV配電網智能化技術可在配電線路異常狀態下迅速進行處理。具體決策公式為：

式（4）中：表示智能決策結果；表示不同決策算法輸出。針對10kV配電網線路因能源需求、溫度及運行環境的差異，擬通過采用數學模型對系統狀態進行綜合性評估，具體算法為：

式（5）中：表示智能響應結果；表示原始響應。

2.310kV配電網智能化技術在故障處理的流程

2.3.1線路監測

10kV配電網智能化技術通過實時接收運行線路傳感器的數據，可實現遠程監控、遠程操作，實時獲取10kV配電網線路運行狀態，其中，10kV配電網智能化技術通過實時獲取各線路節點的電能水平、電流、電壓等信息，通過傳感器、智能設備等實現智能感知和監測功能，利用網絡通信技術將故障信息傳輸至監控中心，監控中心通過對比歷史數據、故障模型，識別潛在故障風險，根據傳感器推送的故障定位信息，快速對故障線路進行定位。10kV配電網智能化技術具有采集和處理大量的實時數據的優勢，傳感器、儀表等設備獲取的電力數據和狀態信息可傳輸到終端中心，具有較強的時效性，改善傳統人工現場復核的方式。

2.3.2故障隔離

通過10kV配電網智能化技術中的遠程隔離操作對故障線路進行隔離，切斷故障區域與其他區域的電容連接，實現故障診斷，減少10kV配電網線路故障對整體配電網運行的影響[4]。

2.3.3故障處理

10kV配電網智能化技術通過對采集的數據進行智能分析和處理，實現對10kV配電網線路建立模型、算法等方式對線路的運行狀態進行分析，并根據實時情況做出相應的控制決策后，通過控制器、執行器等設備，對電力系統進行遠程控制和操作，以此實現對電力設備的開關、調節等操作。通過10kV配電網智能化技術對線路進行自動連接，對故障區域遙控操作，減少現場人員介入，有助于提高故障恢復速度。故障修復完成后，利用10kV配電網智能切換技術將隔離電力線路重新連接并恢復供電，減少用戶停電時間[5]。

3結語

綜上所述，現代化社會發展趨勢下，智能化、數字化技術為我國配電網線路管理提供了有力支撐。文章以10kV配電網智能技術在線路故障處理中的應用進行討論與分析，提出了面向線路故障診斷的10kV配電網智能技術，從物理層面、軟件層面出發分析了10kV配電網智能技術的組成后，對10kV配電網智能化技術的數據存儲系統、控制中心系統、線路故障檢測處理算法及用戶界面程序進行了分析，繼而論述了10kV配電網智能技術在線路故障處理中的流程，以期為廣大學者提供參考幫助及建議。

參考文獻：

[1]LIUZ，LIY，XUS，etal.NPformerbasedstaticFDIAsdetectionforstate-of-chargeestimationofbatteryenergystoragesystemsinsmartdistributionnetworks[J].JournalofEnergyStorage，2024，92：112225.

[2]葛磊蛟，劉航旭，孫永輝，等.智能配電網多元電力用戶群體特性精準感知技術綜述[J].電力系統自動化，2023，47（20）：174-191.

[3]王穎.基于組合賦權法-云模型的5G+智能配電網綜合評價研究[D].北京：華北電力大學（北京），2023.

[4]劉科研，賈東梨，王帥.計及檢修計劃的智能配電網運行風險等級劃分定量分析方法[J].湖南大學學報（自然科學版），2023，50（4）：176-184.

[5]何嘉威.粒子群優化算法改進及其在智能電網經濟優化調度應用[D].南京：南京郵電大學，2022.