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配电系统智能运维技术与态势感知

摘要：依托智能配网现有技术储备，如传感器技术、通信技术、融合电力系

统前沿性技术，如5G通信技术、物联网、数据边缘计算、云计算等先进技术，

建立智能配电系统态势感知技术生态系统。通过系统终端感知，形成逻辑系统的

自我学习，以数据分析为依据，自主判断并智能执行实现智能化运维解决配网存

在的诸多问题，改善末端用户的用电体验。

关键词：态势感知；态势觉察；智能决策；数据清洗；数据融合

1前言背景

1.1传统运维与智能运维模式对比

传统配电系统运维存在诸多问题如：配电系统运维运维成本高、人员素质参

差不齐、标准化程度低、自动化水平低、数据利用率低、安全隐患多、设备管理

不到位、效率低下等，通过智能配电系统技术条件，系统采集和处理的数据呈海

量增长,并且受用户随机需求响应、客户多样化需求、应急减灾等因素影响，配

电网运行趋于复杂多样，对配电管理的要求日趋提高。现有的配电运行态势感知

体系在计算速度、安全性评估、可视化、通信网络等诸多环节上均难以满足智能

配电网关键技术“智能运维”的发展需求。

配电网作为电力系统中直接面向用户的重要一环，其重要性不言而喻。随着

大量可再生能源在配电网中的接入，传统配电网成为有源配电网。为了应对有源

配电网所面临的挑战和满足用户日益增长的供电质量和可靠性要求,发展智能配

电网已成为共识。比较智能运维系统传统模式与智能模式的区别。

图1传统运维系统与智能运维系统模式比较

1.2智能运维系统目标

依托信息运维，提升运维效能：智能运维系统拥有一套完善的运维流程，从

设备故障预警（故障发生）系统处理、平台识别、问题定性、处理预案、资源调

度、问题处理、系统反馈、信息归档，实现运维服务的全流程过程管控。

实现电气设备状态检修：通过对设备运行情况的实时监测，随时查明设备

可能“存在着什么样的隐患，什么时候会发生故障”，预先得知将要发生事故的

部分和时间，设备管理人员因此可以从容地安排停电计划和组织维修人力，在最

短的时间内高质量的完成维修工作。

图2智能运维系统实现目标示意图

通过智能运维模式增强对配电系统的态势感知能力及智能决策能力已成为当

前一个研究热点。通过态势感知可实现对配电网运行态势的全面准确掌控，为复

杂配电网的调度控制提供了有力支撑。

2国内外研究水平综述

2.1态势感知技术发展历程

态势感知(SituationAwareness)这一概念源于航天飞机的人因研究，定义为：

在特定的时间和空间下，对环境中各元素或对象的觉察、理解以及对未来状态的

预测，同时提出了适用于自动化及人机接口系统的态势感知过程，并将态势感知

的信息处理过程分为三个阶段。1994年，美国学者Dominguez引人可视化理念，

把态势感知的基本定义扩展为4个阶段：感知、理解、展示、预测，态势感知的

概念基本定型。

2000年，随着该技术理论研究的不断发展，Endsley在其态势感知三级模型

的基础上，又明确地提出人对环境中有关成分的感知是形成态势感知的基础，决

策、动作、执行被看成是与态势感知不同的阶段。人们态势感知的活动不是一成

不变的，这可能与内在能力、经验和练习程度有关；另外，人们的某种目的与计

划也可能使对环境的感知和分析受到影响；任务系统与环境中的其它因素（如工

作负荷、压力、系统复杂性等）对态势感知也产生重要的影响，并据此提出动态

决策态势感知模型。

2.2国内外研究水平的现状和发展趋势

国外采用了在军事和网络安全等领域成功应用的态势感知技术，结合可视化

技术和配电网自动化系统的高级应用功能，实现了从感知、理解到预测的全面智

能决策支持系统。态势感知技术在电网运行中的应用，可极大地促进电网自动化

各系统功能的融合，有效地提高电网运行效率，为电网的安全稳定运行提供有力

保障。

结合适当的态势感知技术体系，构成了态势感知系统“理解”和“预测”的

重要基础，成为智能配电运行维护系统“决策”的重要工具和手段。

图3态势感知技术体系结构

美国态势感知技术研究起步较早，美国电科院和部分科研机构已于多年前即

开始研究态势感知技术在电力系统中的应用，取得了一定的成果。借助联邦智能

电网部署计划，纽约州相关电力公司已在其电力系统中着手实施态势感知，以提

升电网运行管理水平，提高电力系统的可见性、可靠性和设备利用效