基于電力大數(shù)據(jù)平臺(tái)的電網(wǎng)理論線損計(jì)算與降損管理探究

朱凌霄　譚向東　袁普中　周炎黃　和麗星

摘要：本文以云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司麗江電網(wǎng)的線損管理工作為研究對(duì)象，建立基于電力大數(shù)據(jù)平臺(tái)及云計(jì)算技術(shù)的電網(wǎng)降損綜合分析系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)理論線損實(shí)時(shí)在線計(jì)算，統(tǒng)計(jì)線損與理論線損實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)比對(duì)、電網(wǎng)規(guī)劃模擬改造與降損優(yōu)化、電力客戶線損分?jǐn)傆?jì)算等功能，為智能電網(wǎng)時(shí)代的線損計(jì)算分析管理提供了新的思路。

關(guān)鍵詞：電力大數(shù)據(jù)平臺(tái);理論線損計(jì)算;降損管理

中圖分類號(hào)：TM714 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2019）03-0051-02

1 研究背景

在以往的理論線損計(jì)算及降損分析工作中，基本依靠人工收集電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)來(lái)形成相應(yīng)數(shù)據(jù)模板，之后借助理論計(jì)算軟件完成線路相關(guān)計(jì)算，然后用人工手段分析得到結(jié)果。這其中會(huì)存在著下列幾方面問(wèn)題：

1.1 理論線損計(jì)算結(jié)果準(zhǔn)確度問(wèn)題

由于理論線損計(jì)算工作量巨大，需要耗費(fèi)大量人力、時(shí)間成本，目前南方電網(wǎng)公司各供電局理論線損計(jì)算工作均為一至兩年開(kāi)展一次，理論線損計(jì)算值參考意義不足。同時(shí)，各供電企業(yè)基層部門(mén)，在每次開(kāi)展理論線損工作時(shí)，人員都會(huì)出現(xiàn)變化，接手的人員對(duì)于理論線損軟件計(jì)算原理以及過(guò)程熟悉程度較低，加之理論線損計(jì)算工作量龐大，造成最終理論線損計(jì)算值準(zhǔn)確度較低。

1.2 理論線損工作量問(wèn)題

現(xiàn)今理論線損的計(jì)算軟件雖然能夠?qū)⑦\(yùn)行參數(shù)作為數(shù)據(jù)模版形式進(jìn)行導(dǎo)入，線路圖紙可以通過(guò)HY2000系統(tǒng)進(jìn)行轉(zhuǎn)化處理。然而HY2000系統(tǒng)因GIS系統(tǒng)、計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)、營(yíng)銷系統(tǒng)不存在統(tǒng)一性接口，理論計(jì)算線路的圖紙、電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)依舊需要人工錄入，人工錄入數(shù)據(jù)的工作量能夠占到理論線損計(jì)算總體工作量的60%。

1.3 軟件功能問(wèn)題

現(xiàn)今使用的理論線損計(jì)算系統(tǒng)功能較為單一，在降損優(yōu)化以及線損分析功能上較為薄弱的。在統(tǒng)計(jì)線損與理論線損比對(duì)、線路線損計(jì)算以及電網(wǎng)模擬改造、線損實(shí)時(shí)監(jiān)控等工作僅可根據(jù)理論線損計(jì)算結(jié)果通過(guò)人工開(kāi)展評(píng)估研究。

2017年云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司率先開(kāi)展大數(shù)據(jù)平臺(tái)的建立工作，將GIS系統(tǒng)、營(yíng)銷系統(tǒng)、計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)、調(diào)度SCADA系統(tǒng)等電力自動(dòng)化系統(tǒng)數(shù)據(jù)集為一體，我們獲取的電力參數(shù)越來(lái)越多，各種數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)所采集的海量實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，傳統(tǒng)的研究方法已不能滿足這些實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的分析及管理功能，這就成為了云計(jì)算與實(shí)時(shí)線損分析結(jié)合的必然。

2 基于電力大數(shù)據(jù)平臺(tái)的降損分析系統(tǒng)功能介紹

2.1 理論線損的在線計(jì)算

基于電力大數(shù)據(jù)平臺(tái)收集理論線損需要的線路基礎(chǔ)數(shù)據(jù)（裝置技術(shù)參數(shù)與拓?fù)溥B接關(guān)系）和電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)信息（比如：電流、電壓以及關(guān)口電量）實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的理論線損計(jì)算，根據(jù)時(shí)間接電對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行儲(chǔ)存，便于開(kāi)展調(diào)取研究工作。其中功能包括：查詢線損結(jié)果、數(shù)據(jù)信息維護(hù)以及在線的理論線損計(jì)算等功能。

2.2 線損的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)工作

根據(jù)電力大數(shù)據(jù)平臺(tái)中獲取的統(tǒng)計(jì)線損實(shí)際值與理論線損計(jì)算值進(jìn)行實(shí)時(shí)比對(duì)，獲取線損異常設(shè)備的情況，縮小線損異常范圍，對(duì)線損異常設(shè)備進(jìn)行精確分析，降低線損異常率。同時(shí)開(kāi)展對(duì)變電站母線電量不平衡率，主網(wǎng)網(wǎng)損等指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)控。所監(jiān)測(cè)的異常信息數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)上報(bào)，并傳輸給相應(yīng)工作人員，使得工作人員可以迅速處理異常情況。

2.3 線路線損計(jì)算以及模擬改造

實(shí)現(xiàn)線路網(wǎng)架構(gòu)造的線路模擬改造工作。例如，線路走向、導(dǎo)線型號(hào)、變壓器型等進(jìn)行調(diào)節(jié)，將調(diào)節(jié)結(jié)果作為一種方案進(jìn)行保存。適用于各種的改造方案，且以改造方案為基礎(chǔ)開(kāi)展模擬運(yùn)行數(shù)據(jù)的錄入，完成模擬理論計(jì)算工作。模擬方案可以隨時(shí)進(jìn)行切換，這樣方案之間的比較更加便捷。其主要功能包含：改造方案的評(píng)估比較、運(yùn)行數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)、線路走向模擬以及改造方案的管理。

2.4 降損優(yōu)化以及線損分析

選用網(wǎng)架構(gòu)造、用電量以及運(yùn)行荷載之類數(shù)據(jù)視作分類評(píng)估的具體根據(jù)，進(jìn)行臺(tái)區(qū)、饋線的分類工作。根據(jù)分類結(jié)果對(duì)線損有效區(qū)間進(jìn)行研究，將其視作評(píng)估基線，進(jìn)而對(duì)全部臺(tái)區(qū)與饋線線損展開(kāi)評(píng)估，依照臺(tái)區(qū)、饋線的無(wú)損電量以及線損狀況展開(kāi)交叉式分析。綜合臺(tái)區(qū)、饋線的線損分布狀況（表?yè)p、變壓器鐵損、變壓器銅損以及線路耗損）與技術(shù)線損的影響因素（導(dǎo)線線徑、配變?nèi)萘?、運(yùn)行形式以及供電半徑）對(duì)降損空間展開(kāi)研究，從而為降損工作提供有效根據(jù)。

3 基于電力大數(shù)據(jù)平臺(tái)的降損分析系統(tǒng)部署介紹

系統(tǒng)平臺(tái)采用集中部署方式，基于負(fù)載均衡組件對(duì)外提供服務(wù)接口，實(shí)現(xiàn)平臺(tái)的高可靠性、高可擴(kuò)展性。在供電局層面部署應(yīng)用服務(wù)器、計(jì)算服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，各縣級(jí)供電企業(yè)通過(guò)訪問(wèn)集中的應(yīng)用服務(wù)器，進(jìn)行降損綜合分析與應(yīng)用。如圖1所示。

該系統(tǒng)的集成分析，電力大數(shù)據(jù)平臺(tái)的集成要求，應(yīng)當(dāng)從電力大數(shù)據(jù)平臺(tái)之中獲取關(guān)于綜合線損和理論線損的下列數(shù)據(jù)信息：

3.1 裝置臺(tái)帳信息

裝置臺(tái)賬信息以及裝置技術(shù)參數(shù)。（開(kāi)關(guān)投切情況、導(dǎo)線技術(shù)參數(shù)以及變壓器技術(shù)參數(shù)）。其數(shù)據(jù)主要來(lái)自安全生產(chǎn)管理系統(tǒng)。

3.2 沿布圖及拓?fù)湫畔?/p>

線路沿布圖信息及拓?fù)溥B接信息，拓?fù)溥B接關(guān)系信息及開(kāi)關(guān)站的內(nèi)部接線圖。其數(shù)據(jù)主要來(lái)自GIS系統(tǒng)和營(yíng)銷系統(tǒng)。

3.3 運(yùn)行信息數(shù)據(jù)

變電站主變高中低壓側(cè)、出線側(cè)電流、電壓、電量等計(jì)量數(shù)據(jù)信息。低壓臺(tái)區(qū)關(guān)口計(jì)量數(shù)據(jù)，低壓用戶的計(jì)量數(shù)據(jù)。其數(shù)據(jù)主要來(lái)自計(jì)量四合一系統(tǒng)與電力營(yíng)銷系統(tǒng)。

4 基于電力大數(shù)據(jù)平臺(tái)的降損分析系統(tǒng)的意義

利用基于電力大數(shù)據(jù)平臺(tái)的電網(wǎng)理論線損計(jì)算與降損綜合分析系統(tǒng)，為電網(wǎng)企業(yè)廣大從事線損管理的人員提供了一套新的管理系統(tǒng)，可基于大數(shù)據(jù)平臺(tái)獲取電網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程中的各類數(shù)據(jù)，并實(shí)時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，提供及時(shí)有效的降損措施。其實(shí)際意義與功能歸納為以下幾個(gè)方面：（1）提升管理效益?！盎陔娏Υ髷?shù)據(jù)平臺(tái)的電網(wǎng)理論線損計(jì)算與降損管理系統(tǒng)”項(xiàng)目建設(shè)完成后，能夠?qū)崿F(xiàn)電網(wǎng)實(shí)時(shí)理論線損計(jì)算，線損異常實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，異常分析，線路模擬改造與線損計(jì)算，為各供電單位各層級(jí)的線損精益化管理提供統(tǒng)一、規(guī)范、準(zhǔn)確、自動(dòng)化的理論線損計(jì)算與分析工具，為公司各供電單位管理線損提供有力支撐。（2）提升經(jīng)濟(jì)效益。該系統(tǒng)開(kāi)發(fā)建設(shè)完成后，為電網(wǎng)企業(yè)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)理論線損計(jì)算，通過(guò)與統(tǒng)計(jì)線損實(shí)時(shí)比對(duì)并發(fā)現(xiàn)線損異常，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致線損異常的原因，從而提供解決線損異常的辦法和思路。同時(shí)，通過(guò)線路模擬改造與線損計(jì)算，實(shí)現(xiàn)多方案的比較，分析出最優(yōu)的線路改造方案，對(duì)電網(wǎng)規(guī)劃工作進(jìn)行有效支撐，提升經(jīng)濟(jì)效益。（3）提升社會(huì)效益分析。通過(guò)降損綜合分析與應(yīng)用項(xiàng)目的建設(shè)，確保電力臺(tái)賬數(shù)據(jù)質(zhì)量的提升，提高了供電的穩(wěn)定性，保障了廣大用電用戶的利益。同時(shí)也在很大程度上能夠提高基層業(yè)務(wù)處理效率，提高用戶滿意度。

5 結(jié)語(yǔ)

基于電力大數(shù)據(jù)平臺(tái)的線損計(jì)算以及降損管理是必要且有效的，屬于未來(lái)電網(wǎng)線損管理的發(fā)展趨勢(shì)，同時(shí)滿足企業(yè)的管理需求。能否利用好基于大數(shù)據(jù)平臺(tái)的線損分析技術(shù)將成為線損管理工作的決勝因素。在信息采集技術(shù)日益發(fā)展的過(guò)程中，基于大數(shù)據(jù)平臺(tái)的線損管理模式應(yīng)該得到大力推廣，為電網(wǎng)發(fā)展做出更多貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

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Research on Power Line Theoretical Line Loss Calculation and Loss Management Based on Power Big Data Platform

ZHU Ling-xiao，TAN Xiang-dong，YUAN Pu-zhong，ZHOU Yan-huang，HE li-xing

（Yunnan Power Grid Co.， Ltd. Lijiang Power Supply Bureau，Lijiang Yunnan? 674100）

Abstract：This paper takes the line loss management of Lijiang Power Grid of Yunnan Power Grid Co.， Ltd. as the research object， and establishes a comprehensive analysis system of power grid loss reduction based on power big data platform and cloud computing technology to realize real-time online calculation of theoretical line loss， statistical line loss and The theoretical line loss real-time monitoring comparison， power grid planning simulation transformation and loss reduction optimization， power customer line loss sharing calculation and other functions provide new ideas for line loss calculation analysis management in the smart grid era.

Key words：power big data platform; theoretical line loss calculation; loss management