農(nóng)村智能配電網(wǎng)快速選線與故障診斷
——評《農(nóng)村電力需求評價和電網(wǎng)規(guī)劃》

《農(nóng)村電力需求評價和電網(wǎng)規(guī)劃》作者：陳擁軍、姜憲出版社：中國水利水電出版社ISBN：9787508461724

中國社會經(jīng)濟水平自改革開放以來實現(xiàn)了飛速發(fā)展，在這一社會形勢的推動下，人民群眾的生活水平也得到了大幅提高，但是優(yōu)質的生活質量使得用電需求開始不斷增大，為國家電網(wǎng)的建設與發(fā)展帶來了極大的壓力與挑戰(zhàn)。中國電網(wǎng)發(fā)展在近幾年中一直處于快速提升階段，其中配電網(wǎng)作為電力建設中極為關鍵的組成部分，與用電住戶之間具有緊密的聯(lián)系，它可以實現(xiàn)對用電住戶電能的直接分配，所以，配電網(wǎng)系統(tǒng)的有效運行是影響國家電網(wǎng)供電效果和安全供電可靠性的一項重要因素。現(xiàn)代化科技的發(fā)展使得中國配電網(wǎng)系統(tǒng)逐漸趨于智能化，由此對電網(wǎng)運行質量能夠起到更好的保障，尤其對于農(nóng)村地區(qū)，智能配電網(wǎng)可以通過快速選線和故障的快速診斷大幅減少地區(qū)斷電問題，以充分滿足農(nóng)村居民的用電需求。本文以《農(nóng)村電力需求評價和電網(wǎng)規(guī)劃》一書作為參考讀本，深入探析農(nóng)村智能配電網(wǎng)快速選線與故障診斷的相關內容，力求進一步了解和學習國家電網(wǎng)建設發(fā)展情況。

由陳擁軍、姜憲編著，中國水利水電出版社2009年3月出版的《農(nóng)村電力需求評價和電網(wǎng)規(guī)劃》，是一部圍繞農(nóng)村電力需求綜合評價方法和電網(wǎng)規(guī)劃系統(tǒng)建設應用展開詳盡闡述的科研教育圖書。全書共六章，主要分為三大部分：第1章對農(nóng)村電網(wǎng)規(guī)劃和電力需求綜合評價進行了綜合性敘述；第2-4章分別介紹了農(nóng)村電力需求綜合評價方法、電力需求指數(shù)設計方法、電力需求預測改進方法等多種評估農(nóng)村電力需求的有效方法；第5-6章則重點探究基于GIS的農(nóng)村電網(wǎng)規(guī)劃系統(tǒng)的作用及其功能擴展。總體來看，該書邏輯思路清晰、專業(yè)知識嚴謹、結構框架分明，在內容結構方面十分注重理論與實踐的有效結合，適合作為電網(wǎng)規(guī)劃工作者及相關科研機構研究人員的參考讀本，也可作為高校電力相關專業(yè)學生的學習輔助教材。

一、農(nóng)村智能配電網(wǎng)快速選線的重要意義

智能配電網(wǎng)系統(tǒng)是一種集電子、通訊、信息、計算機等多項技術于一體的新興科技產(chǎn)物，智能配電網(wǎng)系統(tǒng)的自動化水平較高，其有效應用有助于實現(xiàn)對全網(wǎng)電力設備的線上遠程監(jiān)控和實時操作。智能配電網(wǎng)快速選線作為推進智能配電網(wǎng)系統(tǒng)自動化程度的重點研究技術，主要具有以下實踐意義：一是提高供電可靠性。實現(xiàn)智能配電網(wǎng)快速選線可以更好地實施遠程設備監(jiān)控，進而全面優(yōu)化配電網(wǎng)系統(tǒng)管理質量，減少故障發(fā)生頻率，與此同時，由于農(nóng)村地區(qū)電力設備相隔較遠、故障點模糊等問題，在明確故障問題和處理故障等方面將消耗大量的人力、物力及時間，而采用智能配電網(wǎng)快速選線不僅有利于快速明確故障點，還能夠有效保障其他區(qū)域的穩(wěn)定供電。二是提高電能質量。智能配電網(wǎng)快速選線能夠對電力設備的運行狀態(tài)進行實時監(jiān)控，并且可以根據(jù)電壓變化、電路諧波含量等監(jiān)測信息及時明確電路情況與問題，再通過遠程操作實現(xiàn)快速選線，合理調節(jié)線路運行情況，以此促進供電效率和電能質量的有效提升。

二、農(nóng)村智能配電網(wǎng)快速選線的相關概述

電力系統(tǒng)的中性點指的是星星聯(lián)結和發(fā)電機中的中性點，該點在電力系統(tǒng)中涉及范圍較為廣泛、復雜程度頗高，因此在整個配電網(wǎng)系統(tǒng)中，中性點接地與電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和經(jīng)濟效益息息相關，對于中國農(nóng)村智能配電網(wǎng)系統(tǒng)而言，目前主要采用不接地和經(jīng)消弧線圈接地兩種中性點接地方式。結合中性點對配電網(wǎng)系統(tǒng)的監(jiān)測分析來看，故障線路與正常線路的零序電流存在明顯差異，由此可以采用造成零序電流差的小波能量值數(shù)據(jù)分析對比來實現(xiàn)智能配電網(wǎng)快速選線。首先求出每條線路的零序電流差值，并基于小波變換求得每層系數(shù)的小波能量，再通過小波能量值的差異明確最優(yōu)分解層，最后根據(jù)最優(yōu)分解層每條線路的能量占比數(shù)據(jù)判斷出故障線路。農(nóng)村智能配電網(wǎng)快速選線的準確性及靈敏程度較高，可以有效避免接地距離、電阻大小等各類因素的影響，具有極大的實用價值。

三、農(nóng)村智能配電網(wǎng)故障診斷的有效方法

當農(nóng)村智能配電網(wǎng)出現(xiàn)故障時，應根據(jù)規(guī)定流程及步驟進行科學診斷，以明確故障定位。首先可以通過對系統(tǒng)零序電流和負序電流的觀察與分析來判斷故障類別，常見故障一般為相接地故障、短路故障等等，其次，由于不同故障相的小波能量和在數(shù)值上有明顯差異，通過對各相電流的小波能量和進行精密計算可以分辨出故障相電流，緊接著對開關節(jié)點進行逐層、逐級分析，最后大致明確故障定位，合理縮小故障范圍，實現(xiàn)精準化故障定位。

常用的農(nóng)村智能配電網(wǎng)故障診斷方法包含以下兩種：一是和聲算法。該方法主要是對配電網(wǎng)進行分區(qū)域處理，將配網(wǎng)系統(tǒng)分為有源樹枝和無源樹枝兩種，采用二進制編碼對配電網(wǎng)進行標記，有故障標記為“1”，無故障標記為“0”，然后上傳配電網(wǎng)故障線路的相關電流信號，明確其數(shù)值并排除無源樹枝，這樣就可以用“0”和“1”準確表示各個變量，最終對應正常線路狀態(tài)即可判斷故障定位。二是神經(jīng)網(wǎng)絡法。該方法的原理主要是通過分布并行式信息處理手段來采集各相電氣量值，基于該值進行深度剖析以判斷大致的故障范圍，然后再逐步展開精準故障定位。具體步驟首先是基于現(xiàn)實參數(shù)構建出數(shù)據(jù)模型進行模擬計算，并采用神經(jīng)網(wǎng)絡系統(tǒng)記錄測試樣本信息，從而在此基礎上對配電網(wǎng)系統(tǒng)線路展開有效監(jiān)測，一旦配電網(wǎng)線路運轉模式發(fā)生變化，則可以通過測試樣本數(shù)據(jù)對應故障定位。