基于配用電大數(shù)據(jù)的供電電壓監(jiān)測(cè)與分析研究

吳曉霞

摘要：電壓是電能質(zhì)量的重要指標(biāo)之一。隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展和城鎮(zhèn)化的不斷推進(jìn)，居民用電負(fù)荷日益增長、用電方式和需求日趨多樣化，用戶對(duì)電壓質(zhì)量提出了更高的要求。電壓質(zhì)量的好壞將直接影響到客戶設(shè)備的安全生產(chǎn)及產(chǎn)品質(zhì)量的優(yōu)劣，因此，實(shí)現(xiàn)電壓的全方位監(jiān)測(cè)和分析變得尤為重要。本文通過對(duì)電壓監(jiān)測(cè)現(xiàn)狀分析，提出基于大數(shù)據(jù)技術(shù)在電壓監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)的作用。

關(guān)鍵詞：配用電大數(shù)據(jù)；供電電壓；監(jiān)測(cè)；分析

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們?cè)谏钪袘?yīng)用的電子產(chǎn)品數(shù)量不斷提高，導(dǎo)致電網(wǎng)出現(xiàn)了運(yùn)行不穩(wěn)定的問題，對(duì)人們生活、工作等方面存在一定的影響，為了能夠改善這一現(xiàn)狀，需要合理應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)，并制定合理的檢測(cè)方法，能夠及時(shí)處理電壓不穩(wěn)定的問題，提高電壓運(yùn)行穩(wěn)定性，為人們的正常用電提供保障。

一、電壓監(jiān)測(cè)中的大數(shù)據(jù)關(guān)鍵技術(shù)

1.系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)

由于電壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)要從多個(gè)系統(tǒng)獲取數(shù)據(jù)，導(dǎo)致數(shù)據(jù)平臺(tái)數(shù)據(jù)量增大，根據(jù)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和技術(shù)指標(biāo)中的性能要求，本文選取了大數(shù)據(jù)技術(shù)中的分布式存儲(chǔ)技術(shù)、并行計(jì)算技術(shù)。結(jié)合現(xiàn)有的應(yīng)用模塊的分析、評(píng)價(jià)要求，選取了大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)、指標(biāo)預(yù)測(cè)技術(shù)，通過這些技術(shù)保證了電壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)分析的實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性，符合智能電網(wǎng)建設(shè)的要求。

2.分布式存儲(chǔ)技術(shù)

在大規(guī)模智能電網(wǎng)中各類供電設(shè)備數(shù)量眾多、分布范圍極廣，這造成了所采集的數(shù)據(jù)量多而繁雜的問題，面對(duì)這些海量、動(dòng)態(tài)、分布式且多源異構(gòu)的信息，傳統(tǒng)的集中式數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式使數(shù)據(jù)庫成為訪問瓶頸，嚴(yán)重限制了數(shù)據(jù)的訪問與處理速度，很難實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的實(shí)時(shí)性和可靠性，而且各服務(wù)器之間大量數(shù)據(jù)的頻繁交換，占用了大量的網(wǎng)絡(luò)資源。因此，尋找一種適合于大規(guī)模智能電網(wǎng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模型和存儲(chǔ)方法成為必然。

3.并行計(jì)算技術(shù)

采用集群、分布式處理、任務(wù)調(diào)度等策略實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)采集管理。采取內(nèi)存計(jì)算技術(shù)，在內(nèi)存中駐留各類服務(wù)和節(jié)點(diǎn)所需訪問的參數(shù)數(shù)據(jù)，大部分業(yè)務(wù)對(duì)歷史數(shù)據(jù)庫的訪問轉(zhuǎn)為對(duì)內(nèi)存的訪問，減少數(shù)據(jù)庫壓力，提高性能。采用多機(jī)集群以及多線程并行計(jì)算等實(shí)現(xiàn)高效的數(shù)據(jù)計(jì)算處理，從而保障了電壓監(jiān)測(cè)的實(shí)時(shí)性和高效性。

4.挖掘數(shù)據(jù)

設(shè)定低電壓監(jiān)測(cè)規(guī)則，將臺(tái)區(qū)運(yùn)行數(shù)據(jù)、電能表信息、計(jì)量點(diǎn)信息、線路信息、用電客戶信息等資源進(jìn)行整合，打破信息孤島；對(duì)臺(tái)區(qū)電壓、電流、負(fù)荷、容量、用戶數(shù)量、電壓質(zhì)量投訴等進(jìn)行深入挖掘，分析和解讀電壓偏差及累計(jì)時(shí)長、發(fā)生時(shí)段、發(fā)生頻繁程度、周期性變化特征等，探尋臺(tái)區(qū)低電壓分布規(guī)律和發(fā)生原因，形成低電壓臺(tái)區(qū)清冊(cè)，為開展電壓異常治理提供有效支撐。

二、大數(shù)據(jù)技術(shù)在配電網(wǎng)低電壓監(jiān)測(cè)中的優(yōu)勢(shì)

1. 數(shù)據(jù)支撐情況較好

在應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)，對(duì)配電網(wǎng)低電壓監(jiān)測(cè)的應(yīng)用背景分析時(shí)，為了能夠提高檢測(cè)質(zhì)量，需要保障數(shù)據(jù)支撐情況較好，第一，配電網(wǎng)是由信息采集系統(tǒng)、生產(chǎn)實(shí)時(shí)管控系統(tǒng)、檢測(cè)系統(tǒng)三個(gè)部分組成的，其能夠?qū)ψ儔浩鞯碾娏鳌㈦妷?、時(shí)間、線路等方面進(jìn)行監(jiān)控，使技術(shù)人員能夠及時(shí)了解電壓運(yùn)行情況，進(jìn)而能夠及時(shí)調(diào)整運(yùn)行穩(wěn)定性。第二，為了能夠?qū)ε潆娋W(wǎng)進(jìn)行低電壓檢測(cè)，需要先保障技術(shù)人員能夠了解大量的數(shù)據(jù)信息，為大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用提供依據(jù)。

2.數(shù)據(jù)分析處理技術(shù)較強(qiáng)

應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)在配電網(wǎng)低電壓監(jiān)測(cè)時(shí)，能夠保障數(shù)據(jù)分析處理技術(shù)較強(qiáng)，第一，大數(shù)據(jù)技術(shù)具有快速、靈活等方面的特點(diǎn)，繼而在對(duì)配電網(wǎng)進(jìn)行低電壓檢測(cè)時(shí)，能夠?qū)⑴潆娋W(wǎng)低電壓進(jìn)行診斷，使數(shù)據(jù)具有精益化的特點(diǎn)，為之后的大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用提供保障。第二，由于配電網(wǎng)的數(shù)據(jù)在不斷的變化，進(jìn)而產(chǎn)生的數(shù)據(jù)具有量大的特點(diǎn)，為了能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)化的展示出來，需要其具有較好的數(shù)據(jù)分析處理能力。

3.整改流程較為完善

應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)在配電網(wǎng)低電壓監(jiān)測(cè)時(shí)，需要保證整改流程較為完善，具體可以通過以下兩個(gè)方面來了解，第一，在處理配電網(wǎng)低電壓的問題時(shí)，不僅需要找出出現(xiàn)這一問題的原因，還需要制定完善的整改方法，改善其中存在的問題提高整改質(zhì)量。第二，為了能夠進(jìn)一步提高整改質(zhì)量，需要形成發(fā)現(xiàn)問題、總結(jié)問題、改進(jìn)問題循環(huán)系統(tǒng)，保障整改流程較為完善，進(jìn)一步提高整改質(zhì)量。

三、基于配用電大數(shù)據(jù)的供電電壓分析對(duì)策

1.變電站 10 kV 母線電壓分析

變電站 10 kV 母線電壓分析重點(diǎn)關(guān)注主變壓器的運(yùn)行檔位、主變壓器的有載/無載、（容性/感性）無功補(bǔ)償率、無功補(bǔ)償裝置可用/投運(yùn)率、AVC 等因素。當(dāng) 10 kV 母線電壓不合格時(shí)，需充分利用調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)、生產(chǎn)管理系統(tǒng)的相關(guān)數(shù)據(jù)開展問題分。變電站 10 kV 母線電壓異常分析所需數(shù)據(jù)。通過對(duì)以上數(shù)據(jù)的分析，可初步定位導(dǎo)致變電站 10 kV 母線電壓合格率低的可能原因：主變壓器運(yùn)行檔位不合理；主變壓器為無載調(diào)壓變壓器，其電壓調(diào)控能力相對(duì)較弱；容性和感性無功補(bǔ)償裝置配置不合理；變電站并聯(lián)無功補(bǔ)償率不合理；變電站無功補(bǔ)償裝置利用率較低；變電站不具備 AVC 功能，其電壓調(diào)控能力相對(duì)較弱。

2.10 kV 線路電壓分析

10 kV 線路電壓分析重點(diǎn)關(guān)注 10 kV 線路供電半徑、10 kV 線路線 徑、10 kV 線 路 重 載 或過載、10 kV線路無功補(bǔ)償率、10 kV 線路無功補(bǔ)償裝置利用率等因素。當(dāng) 10 k V 線路電壓異常時(shí)，需充分利用生產(chǎn)管理系統(tǒng)、計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)的相關(guān)數(shù)據(jù)開展問題分析工作。10 k V 線路電壓異常分析所需數(shù)據(jù)。

通過對(duì)以上數(shù)據(jù)的分析，可定位導(dǎo)致 10 kV 線路電壓合格率低的可能原因：10 k V 線路供電半徑不滿足規(guī)劃導(dǎo)則要求；10 kV 線路線徑不滿足規(guī)劃導(dǎo)則要求；10 kV 線路重載或過載；10 kV 線路無功補(bǔ)償裝置配置不合理；10 kV 線路無功補(bǔ)償裝置利用率低。

3.配電臺(tái)區(qū)電壓分析

配電變壓器電壓分析重點(diǎn)關(guān)注配電變壓器分接頭檔位設(shè)置、配電變壓器重載或過載、低壓無功補(bǔ)償率、無功補(bǔ)償裝置利用率、三相負(fù)荷不平衡等因素配電變壓器低壓側(cè)電壓異常時(shí)，可充分利用生產(chǎn)管理系統(tǒng)、計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)的相關(guān)數(shù)據(jù)開展問題分析工作。低壓線路電壓分析重點(diǎn)關(guān)注低壓線路供電半徑、低壓線路線徑等因素。當(dāng)?shù)蛪河脩綦妷寒惓r(shí)，可充分利用生產(chǎn)管理系統(tǒng)、電壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)、營銷系統(tǒng)的相關(guān)數(shù)據(jù)開展問題分析工作。配電臺(tái)區(qū)電壓異常分析所需數(shù)據(jù)。通過對(duì)以上數(shù)據(jù)的分析，可定位導(dǎo)致配電臺(tái)區(qū)電壓合格率低的可能原因：配電變壓器分接頭檔位設(shè)置不合理；配電變壓器重載或過載；低壓無功補(bǔ)償裝置配置不合理；低壓無功補(bǔ)償裝置利用率低；三相負(fù)荷不平衡；低壓線路供電半徑過大；低壓線路線徑較小。

結(jié)束語：

隨著電壓負(fù)荷問題的不斷推進(jìn)，維護(hù)用電穩(wěn)定性成為電力企業(yè)工作的重點(diǎn)，在配電網(wǎng)電壓監(jiān)測(cè)的過程中，為了能夠進(jìn)一步提高檢測(cè)質(zhì)量，需要合理應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)，并建設(shè)電壓監(jiān)測(cè)模型、分析平臺(tái)等，進(jìn)一步了解電壓運(yùn)行情況，另外，為了能夠提高事故處理效率，可以建立分級(jí)預(yù)警法，使技術(shù)人員能夠快速選擇處理方法，達(dá)到保障電壓穩(wěn)定性的效果。

參考文獻(xiàn)

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[2]譚志斐.供電電壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)策略分析[J].農(nóng)村電工，2017，25（10）：37-38.

（作者單位：浙江華云電力工程設(shè)計(jì)咨詢有限公司）