CN109995145B - 一种基于智能配变终端的低压配电网故障主动研判方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于智能配变终端的低压配电网故障主动研判方法：该方法基于智能配变终端对配电变压器台区本地信息、低压分支箱、电表箱及用户智能电表的实时监测与分析，采用智能配变终端的分布式边缘计算功能，主动掌握用户停电事件并开展故障就地研判，解决了传统方法故障被动感知、信息集中收集研判导致的时效性和信息拥挤等问题，实现了低压配电网故障的及时、主动定位故障区间开展故障抢修，减少用户停电时间，提升“主动”服务和优质服务水平。
Description
技术领域
本发明涉及配电网技术领域，特别涉及的是一种基于智能配变终端的低压配电网故障主动研判方法。
背景技术
低压配电网是配电系统的末端环节，直接服务于用户，据统计，低压电网用户占整个电力用户的90％以上，因此，低压配电网的可靠运行以及故障的主动、及时研判及快速抢修对提高供电可靠性和优质服务水平至关重要。然而，长期以来，配电网故障研判主要集中于10kV配电网，研判范围从变电站出线开关到10kV分支线路，而根据近年来的配电网故障统计及分析情况来看，低压配电网(0.4kV)故障占整个配电网故障比例高达92％以上，因此，开展低压配电网故障研判对于提升配电网状态管控力和运维管理穿透力具有重要意义。
目前，国内外部分学者、供电企业及设备供应商已开展了低压配电网故障研判，如中国专利文献CN102565572A、CN105785201A、CN103901317A、CN104133148A、CN105445617A等公开的专利均是通过故障报修及户表召测的被动方式启动故障研判流程并开展故障研判，此种方式主要存在几方面问题：一是由于故障发生后运维检修人员只能被动接收到用户报修及投诉信息后开展故障研判，不仅时效性无法保证，而且增加了用户投诉，影响供电优质服务，不能很好落实“人民电业为人民”的企业宗旨。二是受不同用户对故障停电的耐受力、报修投诉方式不掌握及时间差异、用户不在“家”无法及时感受到停电等因素的影响，导致故障停电区域内运维检修人员接受报修投诉的信息分散、零散，最终导致故障研判范围不准确。三是现有的故障研判均依赖于配电自动化系统、营销系统等后台系统，所有的故障信息均需要通过后台系统来集中研判，这就导致配电变压器台区大量信息需要上送，尤其是在启动故障研判流程后采用召测方式开展故障定位，使得召测后短时间内信息上送量大，基于现有的窄带载波通信方式容易导致网络堵塞，严重时导致系统瘫痪，影响了抢修效率。
发明内容
本发明提供一种基于智能配变终端的低压配电网故障主动研判方法，解决了传统故障研判被动感知、信息集中收集并研判导致的时效性和信息拥挤等问题，基于智能配变终端对低压配电网的实时监测分析，主动掌握用户停电事件并开展故障就地研判，及时定位故障区间开展故障抢修，减少用户停电时间，提升“主动”服务和优质服务水平。
本发明采用如下技术方案：
一种基于智能配变终端的低压配电网故障主动研判方法，包括如下步骤：
1)智能配变终端实时采集配电变压器高低压侧的配电变压器台区本地信息，以及低压分支箱监测单元信息、电表箱末端监测单元信息、用户智能电表信息；
2)智能配变终端在主动监测到异常信息后，启动低压配电网故障主动研判流程，所述异常信息包括用户智能电表、电表箱末端监测单元、低压分支箱监测单元以及配电变压器台区的电压电流异常信号或开关变位；
3)智能配变终端若监测到当前用户智能电表有电压无电流，则判定故障为用户内部故障或用户欠费停电，终止研判流程；若监测到当前用户智能电表无电压电流，则智能配变终端结合电表箱末端监测单元和同表箱的其余用户智能电表监测信息进行研判：若智能配变终端通过电表箱末端监测单元监测到当前用户所属的电表箱有电压电流，则根据同表箱的其余用户智能电表信息，分两种情况研判：
当同表箱的其余用户智能电表有电压有电流，则判定故障为当前用户智能电表故障，终止研判流程；
当同表箱的其余用户智能电表无电压电流，则判定为用户集发生故障，终止研判流程；
若智能配变终端通过电表箱末端监测单元监测到当前用户所属的电表箱无电压电流，则智能配变终端结合当前电表箱所属的低压分支箱监测单元监测信息进行研判：若低压分支箱有电压电流，则判定故障区间为低压分支箱与电表箱之间(包含电表箱故障)，终止研判流程；若低压分支箱无电压电流，则智能配变终端结合低压分支箱所属的配电变压器台区的信息进行故障研判：
若当前低压分支箱所属的某一路配电变压器低压出线有电压电流，则判定故障区间为配电变压器低压侧出线与低压分支箱之间(包含低压分支箱故障)，终止研判流程；若当前低压分支箱所属的某一路配电变压器低压出线无电压电流，则智能配变终端结合配电变压器台区其它低压出线电压电流信息进行故障研判：
若配电变压器台区其它低压出线有电压电流，则判断故障为前配电变压器当前低压出线故障，终止研判流程；若配电变压器台区其它低压出线无电压电流，则智能配变终端结合配电变压器高压进线信息进行故障研判：
若配电变压器高压进线有电压电流，则判定故障区间为配电变压器本体及相关监测单元故障，终止研判流程；若配变台区高压无电压电流，则判定故障区间为当前配电变压器的10kV分支线发生故障，此时结合配电自动化系统开展10kV配电网故障研判。
进一步的，智能配变终端具备分布式边缘计算功能，可基于配电自动化主站下发的低压配电网网络拓扑进行就地故障主动研判。
进一步的，智能配变终端通过RS-485通信方式实现配电变压器台区的信息实时监测与分析计算，通过微功率无线或宽带载波通信方式实现与低压分支箱监测单元、电表箱末端监测单元以及用户智能电表的实时监测与分析计算。
进一步的，智能配变终端无需借助用户故障报修、投诉等信息，而是通过实时采集、分析和计算所属低压配电网的异常信息实现故障的主动研判。
进一步的，智能配变终端监测到低压分支箱跳闸信号，则判定故障在低压分支箱下游区域，此时结合电表箱末端监测单元信息和用户智能电表信息进行故障精确主动研判，智能配变终端监测到配电变压器低压侧出线跳闸信号，但低压分支箱无跳闸信号，则判定故障区间在配电变压器低压侧出线至低压分支箱之间。
本发明的技术优点是：解决了传统故障研判被动感知、信息集中收集并研判导致的时效性和信息拥挤等问题，而基于智能配变终端的低压配电网故障主动研判，能够实时主动掌握用户停电事件并开展故障就地研判，及时定位故障区间开展故障抢修，减少用户停电时间，提升“主动”服务和优质服务水平。
附图说明
图1是本发明基于智能配变终端的低压配电网故障主动研判方法的流程示意图；
图2(a)是本发明在低压分支箱与表箱发生故障时的故障处理过程示意图；
图2(b)是本发明在配电变压器400V低压出线发生故障时的故障处理过程示意图；
图2(c)是本发明在配电变压器10kV高压侧进线发生故障时的故障处理过程示意图。
具体实施方式
下面结合本发明中的附图和具体实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。
参考图1，本发明提供一种基于智能配变终端的低压配电网故障主动研判方法，包括如下步骤：
步骤(1)、智能配变终端实时采集配电变压器高低压侧的电压、电流等配电变压器台区本地信息，以及低压分支箱监测单元信息、电表箱末端监测单元信息、用户智能电表信息；
步骤(2)、智能配变终端在主动监测到用户智能电表、电表箱末端监测单元、低压分支箱监测单元以及配电变压器台区的电压电流异常信号或开关变位等异常信息后，启动低压配电网故障主动研判流程；
步骤(3)、智能配变终端若监测到当前用户智能电表有电压无电流，则判定故障为用户内部故障或用户欠费停电，终止研判流程；若监测到当前用户智能电表无电压电流，则智能配变终端结合电表箱末端监测单元和同表箱的其余用户智能电表监测信息进行研判：若智能配变终端通过电表箱末端监测单元监测到当前用户所属的电表箱有电压电流，则根据同表箱的其余用户智能电表信息，分两种情况研判：
当同表箱的其余用户智能电表有电压有电流，则判定故障为当前用户智能电表故障，终止研判流程；
当同表箱的其余用户智能电表无电压电流，则判定为用户集发生故障，终止研判流程；
若智能配变终端通过电表箱末端监测单元监测到当前用户所属的电表箱无电压电流，则智能配变终端结合当前电表箱所属的低压分支箱监测单元监测信息进行研判：若低压分支箱有电压电流，则判定故障区间为低压分支箱与电表箱之间(包含电表箱故障)，终止研判流程；若低压分支箱无电压电流，则智能配变终端结合低压分支箱所属的配电变压器台区的信息进行故障研判：
若当前低压分支箱所属的某一路配电变压器低压出线有电压电流，则判定故障区间为配电变压器低压侧出线与低压分支箱之间(包含低压分支箱故障)，终止研判流程；若当前低压分支箱所属的某一路配电变压器低压出线无电压电流，则智能配变终端结合配电变压器台区其它低压出线电压电流信息进行故障研判：
若配电变压器台区其它低压出线有电压电流，则判断故障为前配电变压器当前低压出线故障，终止研判流程；若配电变压器台区其它低压出线无电压电流，则智能配变终端结合配电变压器高压进线信息进行故障研判：
若配电变压器高压进线有电压电流，则判定故障区间为配电变压器本体及相关监测单元故障，终止研判流程；若配变台区高压无电压电流，则判定故障区间为当前配电变压器的10kV分支线发生故障，此时结合配电自动化系统开展10kV配电网故障研判。
具体的，智能配变终端具备分布式边缘计算功能，可基于配电自动化主站下发的低压配电网网络拓扑进行就地故障主动研判。
具体的，智能配变终端通过RS-485通信方式实现配电变压器台区的信息实时监测与分析计算，通过微功率无线或宽带载波通信方式实现与低压分支箱监测单元、电表箱末端监测单元以及用户智能电表的实时监测与分析计算。
具体的，智能配变终端无需借助用户故障报修、投诉等信息，而是通过实时采集、分析和计算所属低压配电网的异常信息实现故障的主动研判。
具体的，智能配变终端监测到低压分支箱跳闸信号，则判定故障在低压分支箱下游区域，此时结合电表箱末端监测单元信息和用户智能电表信息进行故障精确主动研判，智能配变终端监测到配电变压器低压侧出线跳闸信号，但低压分支箱无跳闸信号，则判定故障区间在配电变压器低压侧出线至低压分支箱之间。
为了进一步阐述上述方法，下面根据图1所示基于智能配变终端的低压配电网故障主动研判流程，结合一个具体实例对本发明进一步的详细说明。
如图2所示，图中配电变压器台区由1路10kV高压进线，3路400V低压出线，在配电变压器台区本地安装智能配变终端，实现对配电变压器进出线电压电流的监测，在低压配电网的低压分支箱、表箱安装监测单元，智能配变终端通过微功率无线或宽带载波通信方式实现与低压分支箱监测单元、电表箱末端监测单元以及用户智能电表的实时监测与分析计算。
如图2(a)所示，低压分支箱与表箱发生故障。此时，智能配变终端主动监测到电表箱1以及下属的用户智能电表停电，但低压分支箱以及下属的其余电表箱未发生故障，则研判出故障发生在低压分支箱2及下属电表箱1之间，则智能配变终端基于“抢修APP模块”主动发送故障信息给运维检修人员进行故障抢修。
如图2(b)所示，配电变压器400V低压出线2发生故障。此时，智能配变终端主动监测到400V低压出线2下游的低压分支箱、电表箱以及用户智能电表均发生停电，而400V低压出线1和出线2未发生停电，则研判出故障发生在400V低压出线2，则智能配变终端基于“抢修APP模块”主动发送故障信息给运维检修人员进行故障抢修。
如图2(c)所示，配电变压器10kV高压侧进线发生故障。此时，智能配变终端主动监测到配电变压器所有400V低压出线及下游的低压分支箱、电表箱以及用户智能电表均发生停电，则研判出故障发生在配电变压器所属的10kV分支线的高压进线侧，则结合配电自动化系统开展10kV配电网故障研判并通知运维检修人员进行故障抢修。
应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或等同替换，而未脱离本发明范围的任何修改或等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (4)
1.一种基于智能配变终端的低压配电网故障主动研判方法，其特征在于包括以下步骤：
1)智能配变终端实时采集配电变压器高低压侧的配电变压器台区本地信息，以及低压分支箱监测单元信息、电表箱末端监测单元信息、用户智能电表信息；
2)智能配变终端在主动监测到异常信息后，启动低压配电网故障主动研判流程，所述异常信息包括用户智能电表、电表箱末端监测单元、低压分支箱监测单元以及配电变压器台区的电压电流异常信号或开关变位；
3)智能配变终端若监测到当前用户智能电表有电压无电流，则判定故障为用户内部故障或用户欠费停电，终止研判流程；若监测到当前用户智能电表无电压电流，则智能配变终端结合电表箱末端监测单元和同表箱的其余用户智能电表监测信息进行研判：若智能配变终端通过电表箱末端监测单元监测到当前用户所属的电表箱有电压电流，则根据同表箱的其余用户智能电表信息，分两种情况研判：
当同表箱的其余用户智能电表有电压有电流，则判定故障为当前用户智能电表故障，终止研判流程；
当同表箱的其余用户智能电表无电压电流，则判定为用户集发生故障，终止研判流程；
若智能配变终端通过电表箱末端监测单元监测到当前用户所属的电表箱无电压电流，则智能配变终端结合当前电表箱所属的低压分支箱监测单元监测信息进行研判：若低压分支箱有电压电流，则判定故障区间为低压分支箱与电表箱之间，终止研判流程；若低压分支箱无电压电流，则智能配变终端结合低压分支箱所属的配电变压器台区的信息进行故障研判：
若当前低压分支箱所属的某一路配电变压器低压出线有电压电流，则判定故障区间为配电变压器低压侧出线与低压分支箱之间，终止研判流程；若当前低压分支箱所属的某一路配电变压器低压出线无电压电流，则智能配变终端结合配电变压器台区其它低压出线电压电流信息进行故障研判：
若配电变压器台区其它低压出线有电压电流，则判断故障为前配电变压器当前低压出线故障，终止研判流程；若配电变压器台区其它低压出线无电压电流，则智能配变终端结合配电变压器高压进线信息进行故障研判：
若配电变压器高压进线有电压电流，则判定故障区间为配电变压器本体及相关监测单元故障，终止研判流程；若配变台区高压无电压电流，则判定故障区间为当前配电变压器的10kV分支线发生故障，此时结合配电自动化系统开展10kV配电网故障研判。
2.根据权利要求1所述的基于智能配变终端的低压配电网故障主动研判方法，其特征在于：所述智能配变终端具备分布式边缘计算功能，可基于配电自动化主站下发的低压配电网网络拓扑进行就地故障主动研判。
3.根据权利要求1所述的基于智能配变终端的低压配电网故障主动研判方法，其特征在于：智能配变终端通过RS-485通信方式实现配电变压器台区的信息实时监测与分析计算，通过微功率无线或宽带载波通信方式实现与低压分支箱监测单元、电表箱末端监测单元以及用户智能电表的实时监测与分析计算。
4.根据权利要求1所述的基于智能配变终端的低压配电网故障主动研判方法，其特征在于：智能配变终端监测到低压分支箱跳闸信号，则判定故障在低压分支箱下游区域，此时结合电表箱末端监测单元信息和用户智能电表信息进行故障精确主动研判，智能配变终端监测到配电变压器低压侧出线跳闸信号，但低压分支箱无跳闸信号，则判定故障区间在配电变压器低压侧出线至低压分支箱之间。
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