配电网智能化运维的应用研究

配电网智能化运维的应用研究

摘要：本文分析配电网智能化运维整体思路，并设计了配网设备全生命周期管理、配网线路智能化巡检及配网故障智能化诊断的具体方案，最后探讨互联网技

术的智能配网运维。

关键词：配电网；智能化；运维；故障诊断

引言

根据南方电网公司配网智能化行动路线规划，“十三五”期间，配网管理要着

力推广配网设备智能感知、数据融合和智慧决策技术，用科技创新手段不断提升

配网智能化管理水平，真正实现创新提质，大力提高配网运检效率。下文探讨配

网故障智能化诊断及运维。

1 配电网智能化运维整体思路

根据目前配电网业务及信息系统应用现状及存在问题的情况，本文提出了配

电网智能化运维总体架构，以实现配电网智能化运维。在基础设施层面，开展移

动手持终端配置、无线专网建设、信息系统建设、全业务数据中心建设、智能电

表覆盖以及配网自动化覆盖；在支撑技术层面，推广实物身份识别（identity document，ID）技术、无人机巡检技术、状态检修技术，同时加强人工智能、大

数据和物联网技术的融合应用；在智能应用层面，通过基础设施建设和支撑技术

应用分别实现配网设备全生命周期管理、配网线路智能化巡检、配网设备主动化

运维和配网故障智能化诊断。

1.1 配网设备全生命周期管理

依托实物 ID 技术、信息通信技术实现配电设备项目储备、物资采购、设备检修、新设备投入、设备巡视、状态评估、设备抢修和设备退役等全过程管理。在

这个过程中，信息系统根据巡视信息、设备状态信息和设备故障信息智能化制定

检修计划，并在新设备投入后自动同步设备运行名称、电气和设备参数、验收信息、地理信息等台账，实现配电台账智能化生成。从而满足配电精益化管理要求，并减少业务人员图形和文本台账录入负担，提高配电网数据的准确性和及时性。

1.2 配网线路智能化巡检

配网线路智能化巡检，架空线路主要依靠无人机巡视，根据巡视计划智能化

设定无人机巡航路线，拍摄过程中智能化识别线路名称、杆号、设备类型等，对

路线上设备进行全方位、各视角抓拍，并将图像信息发送至人工智能缺陷判断模块。人工智能缺陷判断模块，通过图像识别和机器学习技术，与典型缺陷库中缺

陷图像进行逐一比对，从而进行缺陷判断，并将包含缺陷判断结果的巡视信息自

动传送到信息系统。电缆设备主要依靠红外和局放等带电检测手段，检测完成后

将检测图片和地理信息及设备名称智能化对应，利用自然语言处理技术智能化生

成检测信息报告，自动发送给信息系统。基于掌上电脑（personal digital assistant，PDA）的人工巡视作为辅助巡视手段，集成了设备台账信息和地理信息，在巡视

中智能化提醒巡视人员当前巡视线路名称以及历史巡视记录、故障记录以及检修

记录等，巡视结束后更新巡视记录数据库，并将本次巡视信息发送给信息系统。

1.3 配网故障智能化诊断

通过配网自动化建设、智能电表覆盖、无线专网以及物联网技术，实现配网

故障智能化诊断系统与配网各采集终端的信息交互，实现故障抢修自动定位。配

网故障智能化诊断系统首先通过对历次故障中各采集终端及智能电表的电压电流

进行深度学习，建立故障信息知识库。当接收到调控故障信息时，主动启动信息

采集，并将采集到的电压电流信息与故障信息知识库进行比对，确定故障区域，

并通过机器学习技术迅速完成故障隔离和网络重构。当接收到用户报修信息时，

通过语音识别和自然语言处理技术，自动定位到报修用户所对应的智能电表，同

时启动主动召测，依次对用户所属线路同分支箱、同低压线路但不同分支箱、同

变压器不同分支线路、不同变压器的智能电表进行召测，根据召测信息智能化判

断故障点。当判断出故障区域后，将故障区域在地理信息图上进行显示，并利用

自然语言处理技术将故障点地理信息和故障信息发送给抢修人员，并根据故障区

域智能电表档案信息，将故障信息主动推送给用户，减少用户投诉，提升客户体验。

2 互联网技术的智能配网运维

2.1 信息采集技术

现阶段，电力输配电系统发展不平衡，局部配网线路因受外界不良因素干扰

孤立存在，局部故障无法依赖普通技术检修，其中将耗费较长时间，损耗了一定

的人力、财力，对此应尝试借助互联网故障检测技术来收集信息、数据。要想达

到业务互联网化发展，就必须先让设备联通网络，这样才能真正达到配网的智能

化发展，借助多种设备，例如：用电设备、储能设备、发电设备、视频健康设备、终端检测设备、传感器等来达到对各类数据，例如：环境、发电、用电等的动态

采集，最终建设起基于互联网的用电管理末端神经元，创建起以“互联网+”基础的智能化配网运维平台，以终端用户为神经末梢的智能配网运维管理系统。此系统

采集信息具体涵盖：智能配网运行的数据、设备出厂数据等，而且后者能够体现

设备的基本性质和功能。前者则是指基于配网系统的多种互感器，它们能够有效

地转化电力一次值，对应变成二次电压值域电流值。终端滤波放大电路，能够有

效处理二次电压与电流值，并通过 AD 转换芯片，达到模拟信号与数字信号间的

转换。

2.2 故障定位技术

智能配电网有自己的运行频率，通常达到 50Hz，每个正弦波在 20ms，根据

科学的算法，每收集一个正弦波形要分成 80 点，对此单个离散点为 250us，开启

定时器，按照250um 来定期切断，达到特定时间，将自行地开启信息采集系统，凭借并口和 AD 转换芯片间进行信息传输，集中采集集散数据，对应能算的参数

的极值、有效值，而且也能对比所得数据值和定值。当数据值合理，就会开启发

送程序，把数据传输到无线发送模块，形成数据传输，相反，数据值偏离常规范围，就要对应深入剖析故障，明确故障的类别、成因等。发生故障后，可以深入

分析智能配网，分析其是否可持续运行，再形成可行性评估报告，起内容大致涵

盖两大方面：第一，分析是否要维护、检修，能否达到维护条件；第二，设备维

修是否经济可行，成本控制是否合理，也要全方位地分析维修的成效，分析维修

方案是否科学可行。凭借对故障数据、原始数据等的对比、剖析，也能对设备的

未来运行时间、当前工作状态等实施全面分析，从而更为全面地掌握设备的运行

状态，更加方便故障的运维。

2.3 数据共享技术

互联网技术的智能配网运维，要想有效发挥此技术的功能，前期是要多方协

作从而达到数据的交流与分享，有必要创建数据共享平台，从而为一线工作人员、技术人员、专家等提供一个统一的工作平台，而且要做好各自的分工，例如：一

线运维人员负责接待和恢复客户，而且要负责测试设备、诊断与修理设备等，而

且要负责完善检修档案。整个过程也要注重同技术人员、专家等的交流与合作，