基于配电自动化的电网实用分析与故障检测

基于配电自动化的电网实用分析与故障检测

林栋

广安电气检测中心（广东）有限公司 广东东莞 523000

摘要：配电自动化是智能电网的重要组成部分，在提高供电可靠性、优化配电网运行方式等方面发挥着关键作用。本文分析了配电自动化在电网实用分析与故障检测中的重要性，指出了当前配电自动化应用中存在的主要问题，并提出了相关的完善对策建议。通过加快配电物联网等感知设施建设、构建多源异构数据融合的故障分析模型、引入人工智能技术提高故障智能研判水平、完善配电自动化故障处置闭环机制等举措，不断提升配电自动化对电网安全稳定运行的支撑保障能力，助力电网高质量发展。

关键词：配电自动化；电网；实用分析；故障检测

引言

随着社会经济的快速发展，电力需求持续增长，对供电可靠性和电能质量提出了更高要求。配电网作为连接输电系统和用户的关键环节，其安全稳定运行直接关系到千家万户的用电可靠性。传统的配电网管理模式难以适应日益复杂的电网形势，迫切需要通过配电自动化技术的应用，实现配电网的实时监测、智能分析、快速故障定位与隔离等功能。加强配电自动化建设，对于提升配电网智能化水平，保障电网安全稳定运行具有重要意义。

一、基于配电自动化的电网实用分析与故障检测的重要性

（一）有利于提高供电可靠性

配电自动化系统通过在线实时采集配电网运行工况数据，借助先进的通信、计算与控制技术，实现配电网络的可视化监测和智能化管理，有效提高了配电网运行的可靠性和安全性。当配电网发生故障时，配电自动化系统可以快速识别故障类型和故障位置，自动隔离故障区域，减少停电时间和范围，从而大幅提升供电可靠性，保障重要用户的持续供电[1]。

（二）有利于加快故障定位速度

传统人工巡检和故障分析流程耗时长、效率低，难以满足当前配电网安全管控的需求。而配电自动化系统可通过故障指示器、配电终端等设备的大量布设，构建全面的配电网在线监测体系。当配电网络发生短路、接地、断线等故障时，故障信号可被相应的监测单元快速捕获并上传至主站，通过智能算法自动分析出故障位置，为抢修人员的快速到达提供指引，缩短停电时间[2]。此外，配电自动化系统还具备故障隔离和自愈重构功能，可根据故障情况迅速改变网络拓扑，最大限度减少故障影响范围。

（三）有利于优化电网运行方式

配电自动化系统采集的海量配电运行数据是优化电网调度、降低网损的重要基础。通过对典型时段的负荷数据、潮流数据进行分析，可准确掌握不同时段的供需平衡关系、设备利用率、电压合格率等关键指标，进而制定精准的网架优化、无功优化、负荷控制等策略，在确保供电可靠性的基础上实现网损最小、综合成本最优，助力配电网经济运行。同时，配电自动化系统可对分布式电源和微电网进行友好接入和灵活调控，支撑源网荷储协调优化，提高能源综合利用效率[3]。

二、基于配电自动化的电网实用分析与故障检测存在的主要问题

（一）设备状态感知不够全面

目前配电自动化终端、故障指示器等感知设备的覆盖范围还不够广泛，尤其是在农村地区，配电物联网建设相对滞后。部分运行已久的老旧配电线路缺乏必要的在线监测手段，设备状态感知不够全面，存在监测盲区。配电运行的关键过程缺乏量测数据支撑，不利于配电自动化发挥应有效能。

（二）故障检测模型有待完善

当前配电自动化系统的故障检测模型大多基于简单的故障特征，如过电压、过电流等，尚未充分利用配电物联网海量异构数据，对于复杂故障甄别能力不足。对隐性故障、瞬时性故障的判别不够精准，容易发生漏报或误报。此外，线路老化、外力破坏等引起的设备潜在缺陷还难以被提前预判和防控。

（三）智能决策能力有待加强

目前配电自动化系统的智能化水平还有待进一步提高，主要体现在缺乏对配电运行场景的深度理解和智能研判。一些复杂工况下的供电方案优化、网损降低、故障处置等决策还主要依靠人工经验，决策周期长、效果不稳定。人工智能、大数据分析等前沿技术在配电领域的应用刚刚起步，与实际工程应用还有一定差距。

（四）故障处理机制有待健全

虽然配电自动化系统能够实现故障快速定位，但由于抢修队伍、备品备件、应急预案等要素统筹不够，影响故障处理时效。故障信息与外部系统的共享不足，内外协同机制不完善。在极端天气、自然灾害等非常态下的应急处置流程有待进一步优化。

三、加强基于配电自动化的电网实用分析与故障检测的对策建议

（一）加快配电物联网等感知设施建设

电网企业要进一步加大配电物联网建设投入，推进配电自动化终端、智能开关、故障指示器、智能电表、配电传感器等感知设备的规模化部署应用。针对农网薄弱区域，采取差异化的建设策略，补齐感知盲区。建设基于网络通信、移动通信、电力载波等多种通道的配电通信系统，打造高可靠、全覆盖、低时延的感知通信网络。同时，做好不同厂家设备的互联互通，提高感知数据的标准化采集和融合共享水平。

（二）构建多源异构数据融合的故障分析模型

充分利用配电运行、设备特性、环境气象等多源数据，构建面向复杂配电场景的数据融合框架。综合采用相量、波形、频谱等特征，刻画故障电弧、高阻接地、导线弧垂等各类故障的典型模式。引入深度学习算法对故障类型、故障位置、故障严重程度进行精准判识。在此基础上，研究构建配电设备预测性维护模型，提前发现和预警设备的潜在风险，实现由事后诊断向事前预警的转变。

（三）引入人工智能技术，提高故障智能研判水平

加快人工智能、知识图谱等技术在配电自动化领域的创新应用。建立配电专家知识库和推理规则库，沉淀和复用专家经验。针对馈线自愈、无功优化、故障隔离、负荷控制等关键场景，构建知识驱动的决策模型，提供切实可行的优化方案。同时，创新人机交互方式，通过可视化、语音问答等技术，使决策过程和结果更加透明化，便于监控人员理解和执行。

（四）完善配电自动化故障处置闭环机制

统筹做好抢修队伍、物资保障、应急预案、内外系统等各环节工作，形成配电自动化故障处置的闭环管理机制。加强配电自动化系统与配电地理信息系统、生产管理系统、移动作业平台等的业务协同和数据共享，为抢修人员提供全景式信息支撑。推行“配电云图+配电铁军”的新型抢修模式，实现故障抢修的扁平指挥、精准调度、高效协同。同时，针对台风、暴雨、冰冻等极端天气制定相应的配电自动化应急预案，明确各单位职责分工和协调机制，确保突发情况下指挥顺畅、流程通达、处置高效。

结语

配电自动化作为提升配电网智能化水平的关键举措，需要从感知、分析、决策、处置等环节持续发力，方能充分发挥其在保障电网安全稳定运行中的重要作用。电网企业要把配电自动化作为建设泛在电力物联网的关键抓手，加大关键技术攻关和成果转化应用，加快提升配电自动化系统的实用性和有效性。通过构建全面感知、智慧决策、自动处置的配电自动化系统，不断夯实电网安全可靠运行的基础，为迈向能源互联网新时代提供坚实支撑，助力电网企业实现高质量发展。

参考文献：

[1] 姜文材. 配电自动化终端设备在配网自动化中的应用探讨[J]. 中国设备工程, 2024, (06): 100-102.

[2] 张伟强. 海洋石油电气系统配电自动化研究[J]. 石化技术, 2024, 31 (02): 131-133.

[3] 石天琦, 刘英阁. 农网配电一体化工程中的自动控制技术分析[J]. 集成电路应用, 2024, 41 (02): 84-85.

[4] 李志洁. 基于物联网技术的配电自动化系统设计与实现[J]. 家电维修, 2024, (02): 68-70.