基于多源数据的配电网智能主动故障研判体系

基于多源数据的配电网智能主动故障研判体系

蔡晋龙林泓生郑文玮

（国网福建省电力有限公司龙岩供电公司福建龙岩364000）

摘要：本文通过融合DMS、EMS、PMS、用采系统、DTU终端等多种配网系统数据，基于多源数据实现了配电网智能主动故障研判体系。该体系提高停电抢修过程中主动性与智能性，达到快速准确定位故障区域，提高配网供电可靠性和配抢工作效率，减少停电时间。

关键词：多源数据；数据融合；智能主动；故障研判

一、概述

以往的配电网故障停电均是由用户通过电话等汇报电力客服，调度员依据的报修的用户和经验来判断故障点和确定停电范围，再进行停电抢修单的下发，指导抢修人员进行停电抢修工作。该做法一方面会由于用户报修不及时、造成对停电事件判断的滞后性，另一方面由于用户报修的范围不完全，造成对故障点判断的不准确性。

本文的智能主动故障研判体系是通过配电自动化主站系统（DMS）平台整合配电生产管理系统（PMS）、调度自动化系统（EMS）、用电信息采集系统等实时数据，实现涵盖变电站、10kV馈线、配变故障等典型故障的智能研判体系，并自动生成故障停电信息。

二、故障研判基础数据来源

基于DMS，通过整合PMS（配网图模）、EMS（变电站10kV出线实时数据）、用电信息采集系统（公专变实时数据）、配电自动化采集终端（DTU三遥信息、故障指示器二遥信息）等实时数据的获取，实现多源数据融合，为故障研判体系建设奠定基础数据来源。

2.1DMS与PMS图模数据整合

基于PMS的配电GIS图形数据、台账数据、拓扑数据，通过配电GIS生产管理系统实现对电网GIS馈线数据拓扑数据及属性数据进行整治，将经过整治后的馈线单线图数据生成标准的SVG及CIM模型文件，通过服务总线传输给DMS系统，DMS审查通过后以离线的形式录入到配电自动化系统；在基础数据入库完成后，采用异动流程进行单线图图模数据的异动更新，保证配电PMS与DMS图形数据、拓扑数据、属性数据等数据源的唯一，完成了PMS与DMS系统之间的电网设备模型与图形的数据集成交互共享。

2.2用采系统公专变数据接入

用电信息采集系统用于配电自动化终端未覆盖的配变终端，是对三遥、二遥自动化终端的一个补充应用，主要提供停电事件和公专变实时电流电压数据。用采系统采用WebService接口模式进行数据发布共享，通过ETL服务将公专变电能示值、负荷等数据推送至中间数据库——数据中心，实现数据共享，涉及到的采集数据有公专变电压数据、电流数据、用户台账数据、采集设备停电事件等。配电自动化主站可根据需要自行获取数据。

2.3“二遥”故障指示器数据转发

DMS为“二遥”故障指示器信息采集系统提供配电网断面实时数据、停电告警、拓扑；“二遥”故障指示器信息采集系统定时检查故障指示器实时数据是否变化，当数据发生变化时将变化数据转换为DMS模型对应的数据，保存成文本，并通过反向隔离装置发送给DMS；DMS收到数据文件后，将文本转为实时数据，并展示在人机界面上，便于调度人员查看线路实时信息，同时当线路发生单相接地或短路接地等故障时，故障信息将会自动弹出故障发生时间地点、故障类型等故障事项记录，提醒调度人员。

三、故障研判体系

基于多源数据的配电网智能主动故障研判流程包含：配电网故障信息采集、故障停电范围查找、故障区域定位、生成故障研判报告、故障区域隔离、非故障区恢复送电。故障研判体系按变电站10kV馈线开关、10kV配网馈线、配变三个层级分别对应三类典型的配电网故障分类研判，具体如下。

3.1基于变电站10kV馈线开关电流跳变的故障研判

1）开关跳闸：DMS系统在接收到EMS系统中变电站10kV馈线开关分闸、保护动作跳闸信号，判断整条馈线的停电，并进行停电信息发布，可直接推送出研判报告。

2）电流骤降：DMS系统通过接收EMS系统转发信息，根据变电站10kV出线开关电流值（或负荷）突降百分比按时间过滤后启动用采系统检测该供电范围内是否有供电用户停电，作为馈线停电的判据，再推送研判报告。

3.2基于10kV配网馈线开关电流跳变的故障研判

1）根据三遥终端过流、跳闸信号，直接定位故障区间、停电范围，并推送出研判报告。

2）根据接收到二遥故障指示器动作信号，直接定位故障区间，同时发起主动召测查找停电范围，生成研判报告。

3）根据变电站馈线电流值骤减或用采系统停电事件，发起主动召测，查找停电范围。

3.3基于公专变停电事件的故障研判

1）停电事件：根据公专变停电事件上报和相关公专变量测信息，结合设备运行状态及拓扑分析，定位故障点并辅助生成可能的停电范围，推送研判报告后进行停电信息发布。

2）公专变缺相：DMS通过定时检测公变电压数据，如发现公变有某相电压下降越过阈值时，则触发整条馈线召测进行二次验证。若仅有单台某相低于阈值，则判定该公变缺相；若该馈线上多台公变存在类似情况，则判定该范围内10kV主干线缺相，推送出研判报告。

四、基于多源数据的智能主动故障研判案例

1）故障点①：

变电站#1开关保护动作跳闸，通过多源数据的融合，DMS收到以下信号：

1、EMS转发的变电站#1开关跳闸信号，同时电流突降；

2、二遥故障指示器A发出的故障信号，同时主线故障指示器遥测电流突降；

3、召测用采系统收到所有配变停电信息（#8开关若未投入运行）。

DMS通过以上提供的相关故障信息，即可主动推出故障研判区段为变电站1出线主线路故障，导致变电站出线跳闸。

2）故障点②：

支线#2分界开关跳闸，通过多源数据的融合，DMS收到以下信号：

1、二遥故障指示器B发出的故障信号，同时其遥测电流突降；

2、召测用采系统收到a、b配变停电信息。

DMS通过以上提供的相关故障信息，即可主动推出故障研判区段为#2分界开关支线故障，导致#2开关跳闸，以致a、b配变停电。

3）故障点③：

主线#4联络开关跳闸，通过多源数据的融合，DMS收到以下信号：

1、环网柜DTU发出#6开关故障信号，同时其遥测电流突降；

2、二遥故障指示器D发出的故障信号，同时其遥测电流突降；

3、召测用采系统收到d、e、f配变停电信息（#8开关若未投入运行）。

DMS通过以上提供相关故障信息，即可推出故障研判区段为#4联络开关与环网柜#6进线开关之间的线路故障，导致#4联络开关跳闸，以致线路后端停电。

4）故障点④：

环网柜#7出线开关跳闸，通过多源数据的融合，DMS收到以下信号：

1、环网柜DTU发出#7开关故障信号，同时其遥测电流突降；

2、配电室DTU发出#9开关故障信号，同时其遥测电流突降；

3、召测用采系统收到e、f配变停电信息。

DMS通过以上提供的相关故障信息，即可推出故障研判区段为环网柜#7出线开关与配电室#9进线开关之间电缆（配电室进线）故障，导致e、f配变停电。

五、总结

本文配电网故障研判体系基于DMS融合配网多源数据，为体系提供基础数据来源，及时进行主动智能研判，能在故障出现时快速反映到调度主站系统，同时根据图模拓扑结构，自动研判出故障点，将分析的停电区域全局地展示给调度员，解决配网“盲调”问题，避免了由于报修用户的不完全造成判断故障范围不准确的情况，并为故障研判系统建设奠定基础。

参考文献：

[1]胡松.配用电网故障研判方法及研判系统.中国科技信息，2015年Z2期

[2]侯颖君，李伟新.配电网故障智能研判与快速复电方法研究.电工技术，2014，11期（11）

[3]张远来.基于调度运行管理系统的配电网故障研判方案.电力系统自动化，2015，第1期（1）：220-225

[4]刘林涛.浅谈调度运行管理系统的配电网故障研判方案.中国科技博览，2015（9）：303-303