基于多源数据融合的配电网故障停电影响范围智能分析系统 CNR217-070

项目背景

本文针对电力生产中的实际痛点，研发了多源数据融合的配电网故障停电影响范围智能，有效提升了作业效率与安全水平。在此背景下，针对基于多源数据融合的配电网故障停电影响范围智能分析系统开展专项攻关，将先进传感、智能算法与电力实际需求有机结合，是促进运维模式转型升级的务实路径。

存在问题

• 现有作业以人工为主，平均耗时超行业标杆30%以上，效率受人员经验影响显著
• 采集以纸质或离线电子记录为主，缺乏连续时序数据，无法支撑趋势分析与劣化预警
• 现场强电磁干扰、高温高湿、粉尘等影响设备稳定性与测量准确性
• 不同厂家接口协议不统一，数据互通障碍突出，难以实现跨系统数据融合
• 安全防护依赖人工规程，缺乏主动式风险识别与智能闭锁联动

创新目标

项目设定三项核心指标：一是单次作业时间压缩至原人工方式的1/5以内；二是建立数字化采集链路，数据自动记录、云端同步、趋势分析，数据完整性达99.5%以上；三是引入智能算法实现异常自动识别与分级告警，将异常发现由小时级缩短至分钟级。工程层面，目标是将系统从单点装置升级为涵盖采集、传输、分析、告警、决策全链条的系统级方案，促进一线人员由重复体力采集转向数据驱动决策。

技术方案

方案采用模块化三层架构。传感采集层选用工业级高精度传感器，信号调理电路采用24位ADC配合自适应数字滤波，在强电磁环境下保证测量精度；传感模块与主控通过隔离型串行通信总线通信，隔离耐压达3kV，实现一二次电气隔离。

数据处理层搭载高性能嵌入式处理器，具备前端数据处理能力，可本地完成数据预处理、异常初判与结果暂存；配置不小于大容量存储本地Flash，网络中断时可缓存不少于30天分钟级数据；通信支持以太网、4G/5G、低功耗无线通信多种方式，可按现场条件灵活配置。

业务应用层提供桌面监控软件与移动应用程序，实现设备拓扑可视化、历史曲线查询、多维统计报表；移动端支持现场作业引导、实时数据查看与异常告警推送。系统预留标准API接口，可对接企业现有监控与数据采集系统、PMS或数据中心平台。

供电与结构方面，装置从现场照明或加热辅助回路取电，输入适应AC/DC 85~265V宽范围，最大功耗不超过1.5W；外壳防护等级防尘防水设计，适应户外与半户内环境；与一次设备接触组件适应12kV系统绝缘配合，工频耐压45kV/1min，局部放电小于5pC。

创新亮点

• 高精度抗干扰传感：24位ADC结合自适应数字滤波，在强电磁环境下保持精密测量
• 前端数据处理与本地智能：ARM内置异常判别算法，本地完成分析与初步告警，降低网络与后台算力依赖
• 多模态通信融合：同时支持以太网、4G/5G与低功耗无线通信，按现场网络条件选配，改造无需额外敷设线缆
• 隔离安全设计：一二次间3kV隔离、45kV工频耐压、局部放电小于5pC，三重保障应对开关操作瞬态过电压
• 模块化全链路方案：从传感到决策闭环，避免单点工具"测得到但用不好"，支持一线数字化升级

落地应用效果

方案已在多个省份电力公司变电站和配电场所开展试点，涵盖不同电压等级与运行环境。某地区供电局为期一年试运行中，系统稳定运行超8700小时，有效在线率99.2%；累计识别并告警异常30余次，其中7次经停电检修确认为实质性缺陷，早期发现率较传统人工巡检提高约4倍。

效率方面，单次设备状态采集时间由原人工平均15分钟缩短至2分钟以内，效率提高超7倍；数据完整性由约60%提高至99%以上，为大数据分析与状态评价奠定坚实基础。运维人员反馈，系统不仅降低重复劳动，更将经验判断转化为数据驱动，显著提升异常判断的准确性与时效性。

常见问题

Q：该创新成果的适用场景有哪些？

A：本成果适用于电力系统各类相关作业场景，包括但不限于变电站运维、输电线路检修、配电作业等。具体应用时可根据现场实际情况进行调整。

Q：与传统方案相比，主要优势是什么？

A：主要优势体现在作业效率提升、安全风险降低、操作便捷性增强等方面。经过实际应用验证，综合效益显著。

Q：后续是否有升级计划？

A：将根据现场应用反馈持续改进改进，进一步提升性能和适用性，拓展更多应用场景。

数据来源：项目验收报告及现场应用统计，单位信息已脱敏处理。