摘要：当前社会经济的快速发展对供电可靠性要求越来越高，有效的配网故障研判对于提升抢修效率和恢复供电速度具有重要意义。目前基于配电自动化系统针对10kV主干线路的故障研判策略已经比较成熟。随着配网抢修指挥业务规范化水平的不断提升，有效的配网故障研判策略对于提升配网故障研判准确性和抢修指挥效率具有至关重要的作用。
关键词：配网抢修指挥；故障研判；策略
引言
随着我国各行各业的快速发展，用电的需求量在不断增加，用电质量的要求也在不断提高，由于配电网分布广泛、设备较多，当配电网出现故障的时候，将会影响到正常的供电工作，甚至导致电力系统的瘫痪，所以这就需要对配网故障进行研判，进行及时的抢修指挥工作，以保证电力系统的正常运行。
1故障研判的重要性
对故障的研判，可以在第一时间内找出故障发生的地点、分析故障发生的具体原因、得出故障造成影响的程度，并快速做出反应，制定最佳解决方案、合理配置抢修资源，实现故障的快速解决。故障研判有效提高了抢修质量和抢修效率，加快了配网抢修指挥工作的进度，可以最快恢复正常供电，保证电力系统的正常运行，最大限度地降低配网故障对用户生产生活的影响。
2故障研判原则
2.1信息来源准确性校验
(1)主干线开关跳闸信息应结合该线路下的分支线开关失电信息和多个配变停电告警信息，校验主干线开关跳闸信息的准确性。
(2)分支线开关跳闸信息应结合该分支线路下的多个配变停电告警信息，校验分支线开关跳闸信息的准确性。
(3)配变停电告警信息应通过实时召测配变终端及该配变下随机多个低压计量装置的电压、电流、负荷值来校验配变停电信息的准确性。
(4)客户失电告警信息应通过实时召测客户侧低压计量装置的电压、电流、负荷值来校验客户失电告警信息的准确性。
2.2信息来源自动过滤
各类告警信息推送到系统前，应在已发布的停电信息范围内进行过滤判断。
2.3信息交互一致性原则
(1)信息交互时，应采用统一交互原则，确保各应用系统对同一对象描述的一致性。
(2)与各系统交互时，应对数据来源系统进行独立处理，数据接口宜采用Webservice技术实现。
图1 配电网分层拓扑模型
3故障研判逻辑策略
3.1分层星型拓扑模型
分层星型结构网络分为多个层次，第一层为中心节点，以下每层是以上一层节点为父节点辐射出的节点。对于辐射状配电网，可通过分层星型拓扑建立结构模型，研究故障研判策略。建立配电网分层星型拓扑结构如图1所示。
图1中，中心节点表示馈线主干线，主干线以集合
表示。分支线作为主干线的一部分，为相应主干线的二级节点，其中元素为该主干线对应的分支线，以集合
表示。以下三层分别为与上级配电设备对应的配变、低压线路及低压客户，分别以集合
表示。每一个父节点对应下一层一个子节点的集合；每一组子节点集合对应上一层的一个父节点。
结合每层节点的数据结构，定义运行(故障)信息向量
，，若召测对应第i个节点的设备运行信息为失电，则pi=0；反之，则pi=1。通过上下层节点连接关系，可对节点的故障信息进行验证，记父节点gk的故障信息为pgk，其对应所有子节点集合为
，
的运行信息向量
，可以根据式(1)判别或验证pgk。
3.2配网抢修指挥分层故障研判策略
不同的故障告警信息触发不同层次的研判流程。若同一时段接收到多个告警信息，根据图1所示的配电网分层拓扑模型，从中心节点开始，按照主干线失电、分支线失电、配变失电、低压线路失电、客户单户失电的顺序进行研判分析。
（1）客户、低压线路、配变失电研判
接收到客户、低压线路、配变层节点失电告警信息或触发相应失电判断条件后，首先由上至下根据下层子节点运行信息验证该节点失电信息的准确性，然后由下至上进行电源点追溯至其上层父节点，根据其父节点故障信息判断故障的上层边界。例如对于低压线路失电，首先依据图1所示网络拓扑模型由上至下获取该低压线路lj节点对应的客户层子节点Cj。通过用电信息采集系统召测子节点的运行信息向量PCj，根据PCj校验低压线路失电告警信息的准确性。即
若
，则校验低压线路未失电；若PLj=0，即校验低压线路失电信息准确后，应由下至上追溯至其配变层所属父节点tk。根据式(1)求取tk对应的故障信息
，若
，则研判为配变故障；若
，则研判为节点lj对应的低压线路故障。配变失电的故障研判流程与低压线路故障研判流程类似。对于客户失电，由于客户层为最底层，接到客户报修信息或触发低压计量装置失电判断条件后，仅需通过式(1)校验失电客户节点ci对应的配变层父节点tk故障信息ptk，实现故障范围的判断。
(2)分支线、主干线失电研判
配变、用户运行信息可通过用电信息采集系统提供，而主干线、分支线的运行(故障)信息需通过调度自动化系统、配电自动化系统中开关变位信息，结合配电线路网络拓扑关系获取。配电系统中开关由出线开关[CB]、分段开关[SS]、联络开关[SL]组成，以“1”表示开关闭合，“0”表示开关断开，正常供电状态下各类开关状态为[CBl]≡1；[SSm]≡1；[SLn]≡0，此时，图1所示配电网分层拓扑模型中“配电子网—主干线—分支线”三层拓扑可以以开关状态表示为基本拓扑如式(3)所示。
（3）
分段开关[SS]、联络开关[SL]功率有两种流向，利用Si1=[bX，bY]表示基本拓扑中功率由分支线bX流向bY，Si2=[bY，bX]表示相反方向。接到分支线开关告警或触发分支线失电判断条件后，可根据以下步骤更新网络拓扑关系，获取分支线层节点的运行(故障)信息。
1)读取开关[CB]、[SS]、[SL]状态信息；TP=[x1,x2,x3,]；xi根据开关状态为“1”或“0”。
2)遍历所有出线开关[CB]的运行状态，若第i个主干线层节点fi对应主干线出线开关[CBi]=1；则其对应分支线层首个子节点运行信息pbi,1=1。该分支线层第j+1个子节点运行信息可由式(4)求得。
式中，SSm1=[bi,j,bi,j+1]表示开关[SSm]所属连接点为bi,j和bi,j+1。
3)遍历所有联络开关[SL]的运行状态，若[SLk]=1，并且[SLk]连接的两条分支线bmX、bnY中任一pbmX=1，则pbnY=1，然后以联络开关[SLk]为电源点，按照式(4)方式对分支线bnY所属主干线中所有运行状态为0的分支线更新其运行状态，更新时，相应分段开关[SS]首末节点位置互换。接到主干线开关失电告警信息或触发主干线开关失电判断条件后，根据其出线开关运行状态[CBj]及该主干线fj节点对应的分支线和配变层子节点Bj、Tj故障信息向量PBj和PTi，利用式(1)校验失电告警信息的准确性。若pfj=0且[CBj]=0，则研判为主干线故障。综合上述主干线失电、分支线失电、配变失电、低压线路失电、客户单户失电故障研判流程，可得到基于分层拓扑模型的配网故障研判策略流程。
结语
本文梳理的配网故障研判技术原则和流程策略，对标准化配网抢修指挥技术支持系统的建设有较强指导意义。
参考文献：
[1]张远来,易文韬,樊启俊,等.基于调度运行管理系统的配电网故障研判方案[J].电力系统自动化,2015,39(1):220-225.
[2]刘健,张志华,张小庆.配电自动化主站的容错故障定位方法[J].电力系统保护与控制,2016,44(20):6-11.
[3]马腾飞,高亮.含多微网的主动配电网故障区段定位算法[J].电力系统保护与控制,2017,45(7):64-68.
论文作者:李建超,安益辰,刘嘉伟,杨浩,付楚强
论文发表刊物:《电力设备》2018年第19期
论文发表时间:2018/10/14
标签：节点论文; 故障论文; 信息论文; 支线论文; 拓扑论文; 低压论文; 主干线论文; 《电力设备》2018年第19期论文;