供電局配電故障分析與預測系統(tǒng)的應(yīng)用研究

鄒淦輝

（廣東電網(wǎng)公司茂名高州供電局，廣東 高州 525200）

氣溫驟降或者升高，都容易引起用電負荷的加大，也就更容易引起供電設(shè)備故障，這意味著氣溫與用電負荷、用電負荷和故障、氣溫與故障之間存在著關(guān)系。利用有效的故障統(tǒng)計和故障預測手段，為供電管理的設(shè)備維護工作提供數(shù)據(jù)指導，可以有效改變我們的配電維修工作的被動狀態(tài)，也可以減少設(shè)備損失，實現(xiàn)更多的經(jīng)濟效益。要實現(xiàn)這樣的一個工作思路，一個有效的配電故障分析與預測系統(tǒng)就必不可少。

1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

1.1 配電故障分析與預測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

故障分析、故障預測、信息發(fā)布一起構(gòu)成了該系統(tǒng)的主要框架結(jié)構(gòu)。故障分析是整個結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)，一方面要為進行數(shù)據(jù)分析準備好有效的數(shù)據(jù)，另一方面要運用分類分析和歷史數(shù)據(jù)比較等分析手段，對統(tǒng)計結(jié)果進行初步的分析，就溫度與故障關(guān)系、雷暴與故障關(guān)系等建立起一套數(shù)學模型，從而為后續(xù)分析提供參考。故障預測是整個分析預測系統(tǒng)的結(jié)果，通過將大量數(shù)據(jù)進行挖掘，我們可以得到一些相關(guān)參數(shù)，從而建立一套預測模型，這些參數(shù)模型就是我們預測故障、負荷量的有效工具。根據(jù)故障預測的結(jié)果，我們可以提前對設(shè)備進行保護和維修。故障預測為設(shè)備的維護和維修提供了科學的指導。信息發(fā)布系統(tǒng)可以根據(jù)天禧數(shù)據(jù)進行故障預測，并將相關(guān)預測結(jié)果公布出來。

1.2 故障分析子系統(tǒng)動態(tài)模型

故障分析子系統(tǒng)又是由三個功能模塊組成的，分別為:（1）故障綜合分析，以時間為準見各類故障數(shù)據(jù)及原因進行統(tǒng)計，將對其中確定時間段的部分進行排序。（2）故障分類分析模塊，分別就溫度與故障、溫度與負荷、雷暴與故障等不同關(guān)系及原因進行分類統(tǒng)計。（3）歷史數(shù)據(jù)比較，將不同時間段內(nèi)發(fā)生的故障的數(shù)據(jù)及原因進行比較。

1.3 故障預測子系統(tǒng)模型

故障預測子系統(tǒng)可以分為三個功能模塊:（1）預測建模工具，調(diào)用故障分析子系統(tǒng)中形成的分析數(shù)據(jù)，按照用戶的要求建立數(shù)學預測模型，并向用戶提供參數(shù)和誤差的曲線圖。（2）參數(shù)輸入，根據(jù)溫度、雨量、雷暴等各種因素與負荷故障的關(guān)系建立起一套數(shù)學預測模型，不同模型所需要的參數(shù)個數(shù)是不同的。將這些參數(shù)按照日、月等時間段輸入。（3）預測比較，調(diào)用參數(shù)并運用模型進行可能的故障和負荷數(shù)值進行預測，將得出的結(jié)果與實際觀察到的數(shù)值進行比較，驗證現(xiàn)有數(shù)學預測模型的真實性，若發(fā)現(xiàn)現(xiàn)用模型不適應(yīng)于現(xiàn)在的故障和負荷狀況，可對模型進行優(yōu)化，選擇一個新的預測參數(shù)。

2 系統(tǒng)設(shè)計

2.1 故障分析子系統(tǒng)

根據(jù)故障分析系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)可劃分為故障綜合分析、分類分析、歷史數(shù)據(jù)比較三個模塊，各個模塊可以根據(jù)時間的不同，再劃分為若干個子模塊，如圖所示:

2.2 故障預測建模子系統(tǒng)

數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)可以幫助分析人員發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)，發(fā)現(xiàn)其中被忽略掉的重要因素，為趨勢預測提供更有利的證據(jù)。故障預測系統(tǒng)采用了數(shù)理統(tǒng)計的方法，對故障的各個關(guān)聯(lián)因素進行了歸納和進一步的推理，從而建立起了故障相關(guān)因素的數(shù)學模型，如氣溫-故障數(shù)學模型、雷暴-故障數(shù)學模型等，如圖所示。

2.3 預測模型與發(fā)布子系統(tǒng)的連接

系統(tǒng)根據(jù)當天的天氣情況數(shù)據(jù)，預測出故障的發(fā)生率。管理部門根據(jù)這些數(shù)據(jù)進行事先的設(shè)備維護工作。其中，故障發(fā)生率是數(shù)據(jù)分析結(jié)果，各種數(shù)據(jù)信息都一種直觀的方式在系統(tǒng)中發(fā)布，具體的發(fā)布方式又有所不同。其中，氣溫、雨量、雷暴等同故障的關(guān)系曲線在故障分析子系統(tǒng)中發(fā)布；對數(shù)據(jù)挖掘分析的結(jié)果在故障預測建模子系統(tǒng)中發(fā)布；故障和負荷的預測信息則在信息發(fā)布系統(tǒng)中發(fā)布。

3 系統(tǒng)應(yīng)用效果

將配電故障分析與預測系統(tǒng)和可視化操作平臺結(jié)合，實現(xiàn)先進技術(shù)與管理方法的有機結(jié)合，達到實用性與先進性的統(tǒng)一，有效提高供電管理的工作效率。

以下是某供電局某年份1、2月份的溫度-負荷預測工作表。

表1 日溫度-負荷預測結(jié)果

由表中可以看出，日預測負荷值和實際負荷值之間的誤差率都在4%以下，效果相當令人滿意。預測結(jié)果具有很高的可信度，用來指導今后的供電管理工作完全可以勝任。管理者能夠根據(jù)故障的預測結(jié)果，提前制定一個檢修計劃，實現(xiàn)故障的狀態(tài)維修，有效地降低了故障發(fā)生率，提高了配電故障管理的科學性，極大地改變了工作地被動狀態(tài)。另外管理者還可以根據(jù)預測結(jié)果合理估算檢修費用，故障發(fā)生率的減少，也有效地降低了排障費用的支出，從而實現(xiàn)社會效益和經(jīng)濟效益的雙贏。

結(jié)語

配電故障分析與預測系統(tǒng)是面向電力企業(yè)生產(chǎn)和管理的系統(tǒng)，其所具有的實用價值能夠有效地提高供電部門的生產(chǎn)現(xiàn)代化管理水平。在提高配電網(wǎng)絡(luò)供電性能的可靠性上、在提高突發(fā)情況的快速反應(yīng)能力和提高企業(yè)社會形象方面，都凸顯了該系統(tǒng)性能的優(yōu)越性。另外，其在供電企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營和管理方面的快速準確的信息傳遞能力，強化了信息分析在管理決策中的重要作用，有效地降低了企業(yè)的決策風險，提高了科學管理的水平。

[1]鄧紹安.配電線路故障分析與處理[J].大科技，2012（12）:80-81.

[2]陳顯圣，楊文斌.電纜故障測試儀在配電網(wǎng)中的應(yīng)用[J].農(nóng)村電氣化，2009（8）:57-58.

[3]焦文華.電力自動化系統(tǒng)在地市局配電網(wǎng)中的應(yīng)用[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用，2010（11）:10-10.