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配网故障定位系统集中监控智能分析平台

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成果主要完成人

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项目概况

国家电网公司深入贯彻落实“人民电业为人民”的企业宗旨,着力推进电网高质量发展,以打造可靠性高、互动友好、经济高效的一流现代化配电网为目标。计划到2020年,城网、农网供电可靠率分别达到99.99%、99.88%以上;配电自动化系统覆盖率达到90%以上,实现配电网可控可视;全面建成用电信息采集系统,智能电能表覆盖率达到100%。到2035年,全面建成世界一流现代化配电网。 按照《国网运检部国网运检部关于做好“十三五”配电自动化建设应用工作的通知》中差异化开展配电自动化建设的要求,结合本地实际情况,建设经济、实用的配电自动化系统,提升配网供电可靠性,实现配电线路故障区间的准确判断定位,非故障区段的自动隔离和恢复,提高故障抢修效率和效益。由于西部地区C、D、E类区域配网绝缘化率低,故障频发;地区地形复杂,故障查找困难;配网建设资金有限,配网整体供电能力和水平与城市区域仍有一定差距。 目前应用的设备运维精益管理系统(PMS2.0)只实现电网设备改造和资产的静态管理;配电自动化系统、配网抢修平台等系统投资大,项目实施过程复杂,且需要多部门协作联动。对于资源有限的西部地区,急需一种投资少、见效快,能够解决现场实际问题的专家辅助系统,配网故障定位系统集中监控智能分析平台就是针对这些问题而开发的一套经济、实用的配电辅助运维管理系统。 一、主要做法和平台功能 配网故障定位系统集中监控智能分析平台对配网故障信息、系统运行信息等实现实时监控、故障信息转发、综合分析、大数据开发应用,实现与市(州)供电公司之间配网实时数据的共享和交互,为配电网精益化运维和配电网业务数据的挖掘应用提供强有力的技术支撑。该平台利用物联网、云计算、大数据和移动互联网技术实现了配网集中监控,配网信息智能分析与交互共享。运用大数据技术进行分析运算,包括:分析故障类型、区段;计算线路过载率;查找频繁跳闸线路等。可全面指导配网规划、建设、运维、检修。这些运算结果可以生成多维度综合报表,并绘制出配网故障分布图。 配网故障定位系统集中监控智能分析平台分为集中监控和智能分析两大功能模块。 平台集中监控模块,由配电自动化终端、数据转发站、系统子站、主站共同构成。当发生配网故障时,故障指示器判别故障,发送故障信息,信息利用无线公网,通过数据转发站,传送至子站和主站。同时主站将故障信息转发至现场运维人员手机上,信息内容包括:故障类型、位置和发生时间,精准指导故障查找和抢修。 平台智能分析模块,应用大数据技术进行分析运算。分析故障类型、区段;计算线路过载率;绘制故障分布图,查找频繁跳闸线路等。分析结果可精准定位配网薄弱环节,为配网运维提供辅助决策信息。 二、项目创新性 项目创新性首先体现在“技术路线高度统一”,全省统一采用外施信号法进行故障定位,在国网公司系统尚属首例。该方法故障判别准确率高,短路故障可达98.15%;对公认的接地故障这个判别难题,准确率可达90.17%。 其次是大数据应用,平台汇集了全省海量配网数据,应用k_means聚类算法、决策树算法、粗糙集理论,对配网信息进行智能分析,精准定位配网薄弱环节,全面支撑配网规划、建设、运维和检修。 第三是配套开发的移动APP集配网故障直观查看,系统状态实时监控,配网信息交互共享功能于一体,为故障排查提供“一人,一机、一次”的移动解决方案。同时,主站为市(州)公司提供WEB浏览服务,实现系统信息的交互共享。 本项目主要有以下两点优势:(1)结构简单,经济性能突出。无需对配网设备进行改造,只要在配网线路安装故障指示器等采集终端,即可构成系统。(2)稳定可靠,准确率高,成效显著。平台统一采用外施信号法进行故障定位,通过甘肃省的应用效果来看,短路故障准确率为98.15%,接地故障的准确率在90.17%,非常稳定可靠。 系统对全省配网故障信息、系统运行信息等实现实时监控、故障信息综合分析,解决了故障点查找、配网运行状态实时监控等问题,提高了供电可靠性,实现了“四降”(即降低人身安全风险、降低运检责任投诉事件、降低电量损失、降低抢修成本)。 三、项目效果(益)及推广应用 通过应用该平台,工作效率显著提升。平台应用前,查找一个故障点需要5-8名员工,2-3辆汽车,在8公里范围内分头查找,平均耗时3个小时以上。应用后,只需要2名员工, 1辆车,在1公里范围内,半个小时内就能找到故障点。效率提高了6~10倍! 从经济收益测算,运行3年来,平台累计判别、定位1.14万次配网故障,节约人力4.8万人次,节约车辆2.2万台次,缩短故障巡查时间1.9万小时,实现降本增效5600余万元。 推广价值及范围: 该平台经济实用,稳定可靠,准确率高,安装和运行成本低。甘肃省80%以上地区属于C、D、E类地区,平台在甘肃省应用效果良好,每年可实现降本增效2800万元以上。 通过在甘肃的建设、运行实践表明,配网故障定位系统集中监控智能分析平台结构简单、易于实现;经济性好、能效突出;适用于配网基础薄弱,地形复杂,故障查找与恢复困难,配网建设资金有限的地区,是C类、D类、E类地区配电自动化建设的最佳方案。项目在同类型地区推广应用