配網線路運行問題自動揭示技術應用實踐

邱桂華 郭志燊 聶家榮

（南方電網廣東佛山供電局）

0 引言

配電網作為電力系統的末端，其直接負責為電力用戶供電，配電網的運行管理水平將對電力用戶的獲得電力感知產生直接的影響。為了提升配電網的運行管理水平，需定期對配電網運行存在的問題進行揭示，然后根據相關問題進行整改達到閉環管理的目的。當前對配電網的運行問題的揭示，主要依靠供電企業相關業務人員根據專業系統數據逐一分析，由于該項工作量大且費時、費力，難以滿足業務要求，從而影響配電網的運行管理水平，用電客戶的電力可靠供電難以得到保障［1－3］。

基于以上分析，亟須通過智能手段實現配網線路運行問題的自動統計分析，代替傳統人工進行統計分析，大幅提升業務人員工作效率。同時，配網運行問題的自動揭示，為提升配電網的運行管理水平奠定了基礎，保障用電用戶的優質供電要求。

1 配網線路運行問題自動揭示總體設計

配網線路運行問題自動揭示技術主要包含四個部分：基于自動化系統線路電路數據結合營銷系統用戶報裝數據實現配網線路供電能力的自動分析；基于資產系統線路臺賬數據實現線路運行風險的自動分析；基于配網運行管理系統線路業務工單數據實現調度運行問題的自動分析；基于資產系統線路拓撲數據集合營銷系統用戶臺賬數據實現線路新興用戶接入問題的自動分析。配網線路運行問題自動揭示的總體設計如下圖所示。

圖 配網線路運行問題自動揭示總體設計圖

2 配網線路運行問題自動揭示分析

2.1 線路供電能力分析

基于主站自動化系統獲取線路電流數據，并結合營銷系統獲取的用戶報裝容量數據實現配網線路供電能力分析。

1）配網線路最高負載率統計。通過主站自動化系統三區獲取配網線路當年15分保存一個點的電流數據，統計配網線路當年最大電流，其中當年最大電流＝MAX（當年所有電流點數據），并進行當年配網線路最大負載率計算，其中當年配網線路最大負載率＝當年最大電流／配網線路載流量。

2）配網線路重過載分析。當年配網線路最大負載率＞100%，則定義配網線路過載；100% ＜當年配網線路最大負載率≤100%，則定義配網線路重載。

3）配網重過載線路用戶接入容量分析。對于當年最大負載率＞80%配網線路，基于營銷系統中該配網線路接入的供電用戶的數據，統計該配網線路下所有供電用戶的報裝容量之和，并定義配網線路報裝容量接入率＝該配網線路下所有供電用戶的報裝容量之和／（1.732×1000×線路電壓等級（初始閾值）×線路載流量），如果配網線路報裝容量接入率＞100%，則定義該配網線路超容量接入用戶。

2.2 線路運行風險分析

通過資產系統獲取線路臺賬數據，實現調度運行風險分析。

1）線路危害嚴重程度分值計算。基于資產系統6獲取配網線路跳閘將導致的電力安全事件級別，并與線路危害嚴重程度分值進行關聯。電力安全事件級別與線路危害嚴重程度分值對應關系為：一級事件對應6000分，二級事件對應2500分，三級事件對應420分，四級事件對應150分，五級事件對應45分，六級事件對應15分，七級事件對應8分，八級事件對應6分，其他對應0分。

2）設備類型因數計算。基于資產系統6獲取配網線路類型進行設備類型因數計算，對于電纜線路設備類型因數為0.6，對于混合線路設備類型因數為0.8，對于架空線路設備類型因數為1.0。

3）設備狀態因數計算。基于資產系統6獲取配網線路狀態進行設備狀態因數計算，對于正常線路設備狀態因數為1.0，對于注意線路設備狀態因數為1.2，對于異常線路設備狀態因數為1.5。

4）配網線路風險值及風險等級計算。配網線路風險值＝線路危害嚴重程度分值×設備類型因數×設備狀態因數，同時基于配網線路風險值進行配網線路風險等級計算，對應計算關系為：風險值＜40為Ⅵ級風險，40≤風險值＜200為Ⅴ級風險，200≤風險值＜600為Ⅳ級風險，600≤風險值＜1500為Ⅲ級，1500≤風險值＜4000為Ⅱ級風險，4000≤風險值為Ⅰ級風險。如果配網線路風險值≥40分，則定義線路存在風險。

2.3 線路調度運行分析

通過配網運行管理系統獲取線路業務工單數據實現線路調度運行分析，業務工單數據主要包含故障日志、綜合停電單等內容。

1）配網線路緊急消缺統計。基于配網運行管理系統獲取配網線路故障日志，以線路間隔匹配故障日志中保護動作類型為“單一開關斷開操作”的記錄，如果配網線路存在“單一開關斷開操作”的故障日志記錄，則定義配網線路存在緊急消缺。

2）配網線路緊急檢修統計。基于配網運行管理系統獲取配網綜合停電業務工單，以線路間隔匹配綜合停電業務工單中檢修類別為“緊急檢修”的記錄，如果配網線路存在“緊急檢修”的綜合停電業務工單記錄，則定義配網線路存在緊急消缺。

3）配網線路重復故障統計。基于配網運行管理系統獲取配網綜合停電業務工單，以線路間隔匹配故障日志中跳閘開關字段，如果配網線路同一開關當年存在兩次及以上跳閘情況，則定義配網線路存在重復故障。

2.4 線路新興用戶接入分析

通過資產系統獲取線路拓撲數據，并通過營銷系統獲取用戶臺賬數據，實現線路新興用戶接入分析。

1）線路光伏接入滲透率統計分析。通過資產系統中的線路拓撲數據分析配網線路供電的配變，并通過配變關聯營銷系統用戶臺賬數據分析用戶類型為光伏的光伏用戶。統計配網線路供電配變下所有的光伏用戶數據，并統計所有光伏用戶的報裝容量，并統計配網線路光伏用戶報裝容量＝所有線路供電配變下所有光伏用戶的裝機容量，并計算配網線路光伏接入滲透率＝配網線路光伏用戶報裝容量／（1.732×1000×線路電壓等級（初始閾值）×線路載流量），如果配網線路光伏接入滲透率＞100%，則定義配網線路超容量接入光伏用戶。

2）線路充電樁接入滲透率統計分析。通過資產系統中的線路拓撲數據分析配網線路供電的配變，并通過配變關聯營銷系統用戶臺賬數據分析用戶類型為充電樁的用戶。統計配網線路供電配變下所有的充電樁用戶數據，并統計所有充電樁用戶的報裝容量，并統計配網線路充電樁用戶報裝容量＝所有線路供電配變下所有充電樁用戶的裝機容量，并計算配網線路充電樁接入滲透率＝配網線路充電樁用戶報裝容量／（1.732×1000×線路電壓等級（初始閾值）×線路載流量），如果配網線路充電樁接入滲透率＞100%，則定義配網線路超容量接入充電樁用戶。

3 配網線路運行問題結果輸出

對配網線路運行問題如線路重過載、線路存在風險、線路存在緊急檢修、線路存在緊急故障、線路存在重復故障、線路光伏超容量接入、線路充電樁超容量接入等相關結果進行輸出。具體表現為：

1）線路重過載結果輸出。對當年統計存在重過載的配網線路進行輸出，并輸出重過載線路的線路用戶報裝容量、線路用戶報裝容量接入率、是否存在用戶超容量接入等內容。

2）線路存在風險。對存在風險的配網線路進行輸出，主并輸出線路危害嚴重程度分值、設備類型因數、設備狀態影響因數、風險值、風險等級。

3）線路存在緊急故障。對存在緊急故障的配網線路進行輸出，并輸出線路停電時間、開關復電時間、線路故障前電流、線路故障后電流、損失負荷。

4）線路存在緊急檢修。對存在緊急檢修的配網線路進行輸出，并輸出停電設備、停電范圍、停電操作開始時間、停電操作結束時間、復電操作開始時間、復電操作結束時間。

5）線路存在重復故障。對存在重復故障的配網線路進行輸出，并輸出線路故障跳閘次數、線路跳閘開關、線路停電時間、開關復電時間、線路故障前電流、線路故障后電流、損失負荷。

7）線路光伏超容量接入。對存在光伏超容量接入的配網線路進行輸出，并輸出線路載流量、線路光伏接入報裝容量、光伏接入滲透率。

8）線路充電樁超容量接入。對存在充電樁超容量接入的配網線路進行輸出，并輸出線路載流量、線路充電樁接入報裝容量、充電樁接入滲透率。

4 結束語

為了解決傳統跨多專業系統數據人工進行配網運行存在的工作效率低、問題難以發現等問題，本文通過主站自動化系統、營銷系統、資產系統、配網管理系統等數據集成，實現配網線路電流數據、用戶數據、臺賬數據及運行工單等數據的自動獲取，并基于線路供電能力分析、配網運行風險分析、調度運行分析、新興用戶接入分析維度，實現配網線路運行問題的自動揭示。本文成果的應用，大幅提升了配網運行問題的發現水平，為提升配電網管理和電力可靠供應奠定堅實基礎。