物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能配電網(wǎng)故障定位中的應用

摘 ?要：隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，配電網(wǎng)電線路故障定位的方法也變得更加智能化。貴陽供電局為爭創(chuàng)中國西部地區(qū)國際一流電力企業(yè)，在工作當中進一步加大了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應用力度，一直為實現(xiàn)電網(wǎng)更好服務群眾而努力。文章基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應用于智能配電網(wǎng)出現(xiàn)在線故障時定位方法的研究，從而使配電網(wǎng)在實際運行過程當中，一旦發(fā)生故障，可對故障的區(qū)域進行快速定位，使得我國智能電網(wǎng)能夠更加安全可靠的運行。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)技術(shù);智能配電網(wǎng);故障定位

中圖分類號：TP391.4;TN929.5;TM76 ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? 文章編號：2096-4706（2020）13-0177-03

Abstract：With the continuous development of the internet of things technology，the fault location method of distribution network has become more intelligent，it provides some new methods for distribution network fault location in power lines. In order to strive to be a world-class power enterprise in the western region of China，Guiyang Power Supply Bureau has further strengthened the application of internet of things technology in its work，and has been striving to realize better service for the masses in the power grid. The following is based on the research on online fault location method of smart distribution network based on internet of things technology，which enables the distribution network to locate fault areas quickly in the actual operation process once a fault occurs，so that Chinas smart grid can operate more safely and reliably.

Keywords：internet of things technology;smart distribution network;fault location

0 ?引 ?言

隨著我國科學技術(shù)的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)配電網(wǎng)在實際使用過程當中由于各種因素的影響，發(fā)生故障的概率變得越來越高。與此同時，電力企業(yè)的相關(guān)工作人員要想對配電網(wǎng)故障位置進行準確定位是非常困難的一件事，傳統(tǒng)配電網(wǎng)明顯已經(jīng)不再符合我國經(jīng)濟發(fā)展的實際需求，智能配電網(wǎng)已經(jīng)成為未來電網(wǎng)發(fā)展的一個主要趨勢。

貴陽供電局在2012年開始在配電線路中安裝故障指示器，經(jīng)過不斷地升級改造，在線路發(fā)生故障時，3～5分鐘工作人員即可獲知故障點位置和故障時間、類型等信息，其大大提高了復電效率。

目前，貴陽供電局正大力建設(shè)智能配電網(wǎng)，通過無線感應器以及自動定位技術(shù)的合理應用，進一步加大對配電網(wǎng)信息的感知力度之后，通過模糊識別等一系列方法來對所獲得的數(shù)據(jù)進行全方位的分析工作，從而實現(xiàn)功能更為強大的為智能配電網(wǎng)。

1 ?物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和故障定位

物聯(lián)網(wǎng)最早出現(xiàn)于美國，最開始是在視頻識別技術(shù)、無線電傳感技術(shù)和定位技術(shù)共同發(fā)展的基礎(chǔ)上進一步實現(xiàn)的。通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的合理應用，可以使得我國電網(wǎng)實現(xiàn)智能化、自動化的轉(zhuǎn)變，使得相關(guān)工作人員的工作效率得到實質(zhì)性的提高。

這幾年來隨著我國科學技術(shù)的快速發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)也獲得了突飛猛進的發(fā)展。就目前的實際情況而言，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在實際使用的過程當中，已經(jīng)實現(xiàn)了無線感應定位、視頻識別以及激光掃描等多項技術(shù)混合使用，并且通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的合理使用可以對整個局域網(wǎng)的各項信息進行跟蹤定位，圖1為整個區(qū)段定位系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)示意圖。而在智能配電網(wǎng)不斷完善的過程當中，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)由于其強大的功能而得到了非常廣泛的應用。通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能配電網(wǎng)中的合理應用，可以使得人們實現(xiàn)對配電網(wǎng)絡(luò)的實時監(jiān)控、在線故障定位等一系列智能化管理。而對智能配電網(wǎng)在線故障的準確定位也是配電網(wǎng)不斷向更高的智能化、自動化程度發(fā)展的有力保障之一。

在配電網(wǎng)不斷發(fā)展的前提下，其內(nèi)部分支變得越來越復雜，負荷點的具體分布也毫無規(guī)律可言除了這些問題，在智能配電網(wǎng)日常使用的過程當中，其內(nèi)部的設(shè)備也非常復雜。以上情況的存在使得配電網(wǎng)一旦出現(xiàn)故障，人們很難對故障點位進行準確的定位。而物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷完善使得這一問題得到了有效的解決，對我國智能電網(wǎng)的改進工作有著非常重要的意義。

2 ?基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的配電網(wǎng)在線故障定位系統(tǒng)的設(shè)計

以往，在供電工作正式進行的過程當中，配電網(wǎng)一旦發(fā)生故障就需要耗費大量的人力物力進行故障點的定位工作。因此要進一步加大物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在配電網(wǎng)在線故障定位系統(tǒng)中的應用力度，只有這樣才能夠更加迅速地對配電網(wǎng)所發(fā)生的故障采取積極措施加以應對。

2.1 ?智能配電網(wǎng)信息采集與傳輸

在配電網(wǎng)在線故障定位系統(tǒng)實際使用的過程當中重點包括以下四大方面的內(nèi)容：第一，通過高參數(shù)、高精準度來對配電網(wǎng)在實際運行過程當中所產(chǎn)生的一系列有效數(shù)據(jù)進行全面的采集工作;第二，通過錄波作用的正常發(fā)揮來使得物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)技術(shù)在實際使用過程當中對配電網(wǎng)數(shù)據(jù)的跟蹤功能得以實現(xiàn);第三，高速度和多種拓撲網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的信息傳輸并形成網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu);第四，通過科學合理的方式方法對智能配電網(wǎng)中電路進行有效的控制，以及一旦故障發(fā)生可立即執(zhí)行相應的恢復措施。

2.2 ?配電網(wǎng)在線故障定位和快速恢復系統(tǒng)設(shè)計

在該系統(tǒng)正式運行的過程當中，可以對指定范圍內(nèi)配電網(wǎng)的故障節(jié)點進行快速有效的定位以及相應的恢復工作。主要是通過采集、傳輸系統(tǒng)產(chǎn)生錯誤的一些數(shù)據(jù)，將這些數(shù)據(jù)傳輸?shù)娇偪刂浦行模⑶覍@些錯誤的數(shù)據(jù)進行全方位的記錄以及分析工作，從而進一步判斷故障點，對故障問題進行及時的上報以及現(xiàn)場恢復工作。

2.3 ?云端遠程專家在線診斷系統(tǒng)設(shè)計

在利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對智能配電網(wǎng)在線故障定位系統(tǒng)正式設(shè)計的過程當中，為了使得故障的定位更加快速、準確，設(shè)計人員還為該系統(tǒng)設(shè)計了云端專家在線診斷故障診斷系統(tǒng)。該系統(tǒng)是一種比較高級的故障診斷以及定位系統(tǒng)，為了保證該系統(tǒng)功能的正常發(fā)揮，設(shè)計人員連接了本地故障定位以及快速故障恢復系統(tǒng)。通過這樣的方式，一旦智能配電網(wǎng)在運行過程當中由于各種因素的影響發(fā)生故障，可以對故障發(fā)生的地點進行快速的定位。與此同時通過對配電網(wǎng)在運行過程當中產(chǎn)生的一系列數(shù)據(jù)進行分析后對相應的故障進行準確的判斷，進一步使得電力系統(tǒng)能夠及時的進行相應的系統(tǒng)恢復工作，讓配電網(wǎng)快速恢復到正常運行的狀態(tài)當中，為人們的日常生產(chǎn)生活提供強有力的保障。這種系統(tǒng)在實際使用的過程當中有著非常明顯特點，但是同時也存在著一些問題，有待人們采取積極措施進一步解決。首先該系統(tǒng)在實際使用的過程當中，依然是一個相對獨立的系統(tǒng)。為了保證該系統(tǒng)的正常運行，有一個單獨的處理單元供其對相關(guān)數(shù)據(jù)進行分析，通過這樣的方式，可以使得電力企業(yè)在不連接互聯(lián)網(wǎng)的情況下，也可以通過云端專家來進行相應的故障診斷工作，并且及時進行相應的故障恢復，對智能配電網(wǎng)故障的反應速度非?？臁Ｍㄟ^該系統(tǒng)的有效應用，使得配電網(wǎng)系統(tǒng)能夠更加快速地對故障點位進行確認，并且對其進行相應的修復工作，保證了人們的生產(chǎn)生活用電的正常供應。

與此同時，相應的故障處理速度也應得到重視。然而云端故障處理專家系統(tǒng)在實際使用的過程當中，為了保證其功能的發(fā)揮，需要強大的云端數(shù)據(jù)庫來進行故障節(jié)點以及恢復工作的計算。也就是該系統(tǒng)在實際工作的過程當中，主要是依靠數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)來進行計算估計以及相關(guān)處理工作的。如果在云端數(shù)據(jù)庫當中沒有相應的故障數(shù)據(jù)以及相關(guān)的資料供工作人員參考，那么該系統(tǒng)在實際運行的過程當中，就無法對配電網(wǎng)發(fā)生故障的點位進行準確的定位并且對其故障進行快速處理。這一問題的出現(xiàn)在很大程度上制約了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對配電網(wǎng)進行在線故障定位，并且進一步影響了智能電力的快速發(fā)展。

3 ?物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能配電網(wǎng)故障定位案例

貴陽配網(wǎng)自動化改造項目于2019年月開始實施，經(jīng)過將近1年的努力，建成了全區(qū)域智能監(jiān)控、故障精準定位、快速恢復供電的智能配電系統(tǒng)。

本文選取2019年11月某一時間段配網(wǎng)系統(tǒng)的故障進行分析。其具體故障如表1所示。

根據(jù)表1分析可知，在故障定位系統(tǒng)的13條信息中，1次未報（未動作），4次誤報，有效故障報修9次，其效率為69.23%。

由于整個大學城配電線路眾多，故障指示器的安裝數(shù)量少，在今后工作中可適當增加故障指示器和通信終端數(shù)量以縮小故障指示范圍，但也不宜過多，否則因單設(shè)備的可靠性影響，系統(tǒng)的整體可靠性會有所降低。運用該故障定位系統(tǒng)后，電網(wǎng)運行人員可以更加迅速地隔離故障區(qū)域，先行恢復主線及其他支線供電，然后在故障區(qū)域內(nèi)集中搶修力量查找故障點，迅速排除故障，提高搶修效率，減少了用戶的停電時間，為電網(wǎng)和用戶帶來明顯的效益。表2為故障定位系統(tǒng)安裝前后對比。

從表2中可知，智能故障定位系統(tǒng)的應用后，其故障平均查找時間、搶修資金、停電時間成本都有顯著下降，供電可靠率大幅提升，其客戶投訴數(shù)量也下降了很多，帶來的社會效益、經(jīng)濟效益均十分顯著。

4 ?物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能配電網(wǎng)故障定位優(yōu)勢

通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的合理使用，在對智能配電網(wǎng)進行故障定位的過程當中，有以下幾個方面的優(yōu)點：

首先，和傳統(tǒng)的配電網(wǎng)故障定位技術(shù)相比較而言，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的合理使用可以大幅度的減少電力企業(yè)在故障定位過程當中所耗費的人力、物力、財力。

其次，該技術(shù)在使用的過程當中擁有更高的性價比。除此之外，由于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在實際使用過程當中所具有的眾多優(yōu)勢。將該技術(shù)應用于配電網(wǎng)在線故障定位時會讓定位的結(jié)果更加準確。與此同時還可以進一步加大對于故障站點定位的范圍。這樣的功能無疑使得電力企業(yè)實際工作的過程當中極大地減少了故障點檢測的盲區(qū)，讓配電網(wǎng)在實際工作過程當中的效率得到了實質(zhì)性的提高。

最后，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在配電網(wǎng)在線故障定位中的有效應用，使配電網(wǎng)對故障檢修方面的限制變得更少，如以往的故障檢修需要申請檢修計劃、人員車輛的調(diào)度、物資材料配送等環(huán)節(jié)，使用故障定位系統(tǒng)則可大大減少這些方面的限制，與此同時在實際使用過程當中，也簡化了原有的工作流程，有效減輕了工作人員的工作壓力。

5 ?結(jié) ?論

綜合上述內(nèi)容，本文對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能配電網(wǎng)在線故障定位中的應用情況進行了全方位的分析，并且指出了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下配電網(wǎng)在線故障定位的工作原理以及相應的優(yōu)勢。相信在不久的未來，隨著科學技術(shù)的進一步發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在配電網(wǎng)在線故障定位中的應用將會使得定位結(jié)果更加精確，可以使更大范圍的配電網(wǎng)都能進行在線故障定位。

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作者簡介：劉兵（1984.08—），男，漢族，湖北隨州人，工程師，碩士研究生，研究方向：配網(wǎng)運行及檢修。