基于物联网感知数据的中低压故障精准定位研判策略

陆骏 郑义 徐鼎 沈丽敏 储蕴婕

（国网上海浦东供电公司 上海市 200122）

随着配网规模、用户数量的不断增长，配网故障抢修数量也持续保持高位，故障精准定位在故障抢修中的应用需求与日俱增[1]。供电企业必须不断提高电网设备的可靠性，尽量减少故障发生的可能性，并且供电企业要完善管理制度，提高管理能力，提升工作效率，当故障发生时尽量缩短事故抢修时间[2-3]。

目前我国电网故障来源主要通过用户报修，少量来源于SCADA、配电自动化系统的故障告警信息，抢修管理相对被动。转变配网抢修工作模式，由传统的“被动抢修”向“主动抢修”，是配网管理的重要课题。本文基于物联网感知终端上传的配用侧数据及外部信息系统接入的各类停电信息等数据资源，通过对中低压故障定位策略研究，设计研判原则和算法逻辑，并通过相应功能模块的开发，最终实现中低压配网故障的精准定位，支撑配网主动抢修，从而提高配电网供电质量和可靠性。

1 故障定位设计框架

故障定位设计架构图如图1 所示。

本文基于供电服务指挥系统、PMS2,0 系统、业务中台，提出了配网故障定位的构架设计，主要由停电感知及上报、故障研判两大模块构成。停电感知及上报功能基于配用电侧智能配变终端、智能低压故障指示器、TTU/智能电表、HPLC 通信模块、微功率无线通信模块等物联网设备的配置，实现中低压设备的停电信息全面感知及上报；故障研判模块则负责停电信息接收、故障研判及图形研判等功能，实现停电信息的统一接入、汇总及故障研判，生成疑似故障并向配网抢修模块提供研判信息及停电信息等。

2 数据获取

配用电数据的获取是实现中低压配网故障精准定位、故障研判的基础。

本文从故障精准定位技术需求和数据的可获得性两个角度出发，研究基于中低压配网拓扑关系的配网故障定位所需的各类配电设备电气量信息数据获取范围。主要包括：设备台账信息、运行履历数据，营销用户数据、生产业务数据，以及电网GIS 图形、拓扑数据，低压配电采集数据如TTU、故障指示器等。其中，设备信息、图模和拓扑数据、用户信息、图模和拓扑数据则主要来自业务中台，低压配电采集数据，可通过配用电侧物联网感知装置获取，通过配电自动化系统、调度自动化系统获取。

考虑配电网故障定位的高准确性，还需对采集到的数据进行处理、清洗。通过基于图形拓扑关系的上下级多源电网感知数据综合分析，以及基于业务逻辑算法的无效数据自动判识等方法，对中低压故障精准定位数据池进行处理。

3 中低压故障精准定位研判策略

通过集成各类采集数据和业务数据，依托大数据分析、图形计算等技术，分析城市配电网故障的特征值，构建中低压故障研判及定位的逻辑算法，实现覆盖单户、0.4kV 低压线路、配变（台区）以及中压配电网的全层级配网故障智能诊断和综合研判。具体算法如下：

图1：故障定位设计架构图

图2：客户报修信息故障研判

3.1 电力用户失电研判

电力用户失电的研判信息主要来自用户主动报修和用户智能电表。客户的坐标信息、关联表箱等信息主要来自客户报修，支撑报修客户的精准定位。

依据电网拓扑关系由下往上追溯到所属配变；召测客户电能表以及配变的运行信息，根据智能电能表以及配变运行信息判断故障。

具体研判规则如图2 所示。

通过借助面向用户的停电通知模块，第一时间将停电信息上报面向国网客服中心，避免用户报修后的重复派单。

3.2 低压线路失电研判

本文借助故障指示器等低压在线监测装置采集的数据以及上传的失电告警信息，结合用采户表失电信息或用户报修信息，分析低压线路失电的研判逻辑。将故障产生的可能分为两种：该公共低压分支线失电、本低压分支线或低压采集器失电。具体研判规则如图3 所示。

图3：低压线路失电信息故障研判

图4：配变（台区）失电信息故障研判

3.3 台区失电研判

借助台区智能TTU 装置及下属端设备，可以采集台区及出线线路的动态运行数据、告警数据，上传的电压越限、电压不平衡、等告警事件，作为台区失电事件研判的数据支撑，与户表失电告警数据相互验证，实现研究与判断结果的合并。

研判逻辑分析主要有两种，第一种是使用智能配变终端直接收集失电信息，从上到下分析电网拓扑；第二种是采用故障指示器、低压在线监控或户表失电告警，当配变故障信息未收到时，自下而上，跟踪电源点回溯到公共配电，然后从配电为起点，从上到下进行电网拓扑分析，从而生成停电区域。

具体研判规则如图4 所示。

3.4 配网分支线失电研判

分支线故障研判断可以借助故障指示器的的数据采集和故障事件初步研判功能，通过以下两种情况来实现，两种结果可以相互验证。

（1）使用分支线终端设备直接收集故障信息，进行自上而下的电网拓扑分析；

（2）使用配变停电告警，未接收到分支线直采数据时，从下到上跟踪电源点到公共支线开关，然后以支线开关为起点，从上到下分析电网拓扑，从而生成停电区域。

具体研判规则如图5 所示。

图5：配网分支线失电信息故障研判

4 结论

本文通过对基于物联网感知数据的中低压故障精准定位研判策略的研究，构建全层级的配网故障定位和综合研判体系。实现用户报修信息与计划停电信息、故障停电信息、台区失电信息的综合研判，在故障发生时，先于用户发现故障，研判故障影响范围，提高了配网抢修效率，缩短了抢修时间。

基于供服系统，设计了配网故障研判模块，综合综合多源数据分析计划停电、调度登记故障、疑似电网故障、台区失电故障及用户报修信息，建立了覆盖客户失电、低压线路失电、配变失电、分支线路失电的实用化故障辅助研判体系，支撑故障主动抢修。