智能配电网快速选线与故障诊断分析

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中国社会经济水平自改革开放以来实现了飞速发展，在这一社会形势的推动下，人民群众的生活水平也得到了大幅提高，但是优质的生活质量使得用电需求开始不断增大，为国家电网的建设与发展带来了极大的压力与挑战。中国电网发展在近几年中一直处于快速提升阶段，其中配电网作为电力建设中极为关键的组成部分，与用电住户之间具有紧密的联系，它可以实现对用电住户电能的直接分配，所以，配电网系统的有效运行是影响国家电网供电效果和安全供电可靠性的一项重要因素。现代化科技的发展使得中国配电网系统逐渐趋于智能化，由此对电网运行质量能够起到更好的保障，尤其对于农村地区，智能配电网可以通过快速选线和故障的快速诊断大幅减少地区断电问题，以充分满足农村居民的用电需求。本文以《农村电力需求评价和电网规划》一书作为参考读本，深入探析农村智能配电网快速选线与故障诊断的相关内容，力求进一步了解和学习国家电网建设发展情况。由陈拥军、姜宪编著，中国水利水电出版社2009年3月出版的《农村电力需求评价和电网规划》，是一部围绕农村电力需求综合评价方法和电网规划系统建设应用展开详尽阐述的科研教育图书。全书共六章，主要分为三大部分：第1章对农村电网规划和电力需求综合评价进行了综合性叙述；第2-4章分别介绍了农村电力需求综合评价方法、电力需求指数设计方法、电力需求预测改进方法等多种评估农村电力需求的有效方法；第5-6章则重点探究基于GIS的农村电网规划系统的作用及其功能扩展。总体来看，该书逻辑思路清晰、专业知识严谨、结构框架分明，在内容结构方面十分注重理论与实践的有效结合，适合作为电网规划工作者及相关科研机构研究人员的参考读本，也可作为高校电力相关专业学生的学习辅助教材。

一、农村智能配电网快速选线的重要意义

智能配电网系统是一种集电子、通讯、信息、计算机等多项技术于一体的新兴科技产物，智能配电网系统的自动化水平较高，其有效应用有助于实现对全网电力设备的线上远程监控和实时操作。智能配电网快速选线作为推进智能配电网系统自动化程度的重点研究技术，主要具有以下实践意义：一是提高供电可靠性。实现智能配电网快速选线可以更好地实施远程设备监控，进而全面优化配电网系统管理质量，减少故障发生频率，与此同时，由于农村地区电力设备相隔较远、故障点模糊等问题，在明确故障问题和处理故障等方面将消耗大量的人力、物力及时间，而采用智能配电网快速选线不仅有利于快速明确故障点，还能够有效保障其他区域的稳定供电。二是提高电能质量。智能配电网快速选线能够对电力设备的运行状态进行实时监控，并且可以根据电压变化、电路谐波含量等监测信息及时明确电路情况与问题，再通过远程操作实现快速选线，合理调节线路运行情况，以此促进供电效率和电能质量的有效提升。

二、农村智能配电网快速选线的相关概述

电力系统的中性点指的是星星联结和发电机中的中性点，该点在电力系统中涉及范围较为广泛、复杂程度颇高，因此在整个配电网系统中，中性点接地与电力系统的稳定性和经济效益息息相关，对于中国农村智能配电网系统而言，目前主要采用不接地和经消弧线圈接地两种中性点接地方式。结合中性点对配电网系统的监测分析来看，故障线路与正常线路的零序电流存在明显差异，由此可以采用造成零序电流差的小波能量值数据分析对比来实现智能配电网快速选线。首先求出每条线路的零序电流差值，并基于小波变换求得每层系数的小波能量，再通过小波能量值的差异明确最优分解层，最后根据最优分解层每条线路的能量占比数据判断出故障线路。农村智能配电网快速选线的准确性及灵敏程度较高，可以有效避免接地距离、电阻大小等各类因素的影响，具有极大的实用价值。

三、农村智能配电网故障诊断的有效方法

当农村智能配电网出现故障时，应根据规定流程及步骤进行科学诊断，以明确故障定位。首先可以通过对系统零序电流和负序电流的观察与分析来判断故障类别，常见故障一般为相接地故障、短路故障等等，其次，由于不同故障相的小波能量和在数值上有明显差异，通过对各相电流的小波能量和进行精密计算可以分辨出故障相电流，紧接着对开关节点进行逐层、逐级分析，最后大致明确故障定位，合理缩小故障范围，实现精准化故障定位。常用的农村智能配电网故障诊断方法包含以下两种：一是和声算法。该方法主要是对配电网进行分区域处理，将配网系统分为有源树枝和无源树枝两种，采用二进制编码对配电网进行标记，有故障标记为“1”，无故障标记为“0”，然后上传配电网故障线路的相关电流信号，明确其数值并排除无源树枝，这样就可以用“0”和“1”准确表示各个变量，最终对应正常线路状态即可判断故障定位。二是神经网络法。该方法的原理主要是通过分布并行式信息处理手段来采集各相电气量值，基于该值进行深度剖析以判断大致的故障范围，然后再逐步展开精准故障定位。具体步骤首先是基于现实参数构建出数据模型进行模拟计算，并采用神经网络系统记录测试样本信息，从而在此基础上对配电网系统线路展开有效监测，一旦配电网线路运转模式发生变化，则可以通过测试样本数据对应故障定位。

作者：陈拥军 姜宪