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适用于配电网低压台区的拓扑动态监测及分析装置

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成果主要完成人

顾华,滕研策,许婧琦,孙进,朱怡霖,吴磊,沈晓峰,徐友刚

项目概况

随着新型电力系统建设的推进,上海青浦地区分布式光伏渗透率与充电桩规模持续攀升,配电网拓扑复杂度呈指数级增长。传统低压配电网运维模式面临感知精度不足、响应效率低下、智能化水平滞后等系统性瓶颈,突出表现为四大核心矛盾:配电网改造成本与感知数据质量失衡、低质量数据制约拓扑识别精度、稀疏数据场景引发聚类算法失效、人工依赖与高效运维需求冲突。针对上述问题研发了"配电网低压台区拓扑动态监测及分析装置",通过技术体系重构与算法创新,实现了配电网智能化运维的突破性进展。 本成果核心技术先进性体现在三大维度: 一、架构创新 构建"多模块传感器+边缘计算+云端协同"动态感知体系,采用磁吸式边缘终端与卡扣式传感器实现带电安装。创新设计双通道冗余通信与断点续传协议,支持72小时本地缓存与SVT插补算法修复,确保数据完整率≥99%。 二、算法突破 (1)提出基于随机森林与t-SNE的混合特征提取技术,通过Gini系数筛选关键特征,数据缺失率20%的极端工况下,户变关系识别准确率达98.07%;(2)首创融合注意力机制的卷积神经网络(ACNN)模型,通过通道-空间双注意力机制强化特征表征,在TVE=0.2%噪声干扰下拓扑识别准确率保持95.27%;(3)创新虚拟用户动态填充技术,结合改进K-means++算法与最小二乘功率平衡优化,破解零功率用户占比30%场景下的聚类失效难题,运算复杂度降低42%,户变关系辨识准确率提升至95.2%。 三、平台赋能 开发智能运维可视化平台,集成"特征分析-拓扑匹配-功率平衡校验"三阶段算法,实现故障分钟级定位,准确率达94.81%。平台支持故障影响范围动态可视化,结合移动终端APP形成"感知-分析-处置"闭环,现场勘察工作量减少30%,抢修效率提升70%。 成果创新性获得多维验证:(1)技术复用性:模块化设计支持快速部署,单台设备改造成本仅0.3万元,已在青浦区55个台区推广应用;(2)经济显著性:试点期间累计发现故障隐患77起,节约人工成本15.4万元,创造直接经济效益48.6万元,投资回收期仅1年;(3)社会效益突出:供电可靠率提升至99.9925%,支撑55万用户稳定用电,为区域GDP增长提供能源保障;(4)行业引领性:形成"数据采集-智能分析-决策推送"标准化运维范式,推动电力行业从"人工巡检"向"机器决策"转型。