基于大數據技術的配電網運行可靠性研究

邱繼業(yè)

摘 要：現代社會，電力不可或缺，應用于日常生活中的方方面面，為人們帶來極大的便利。但是，我國用電需求極大，配電網必須具有較好的穩(wěn)定性和可靠性。我國部分地區(qū)配電網系統(tǒng)不規(guī)范，運行受阻，導致配網供電設備不穩(wěn)定，引發(fā)一系列用電安全事故，存在較大的安全隱患。大數據時代，智能電網建設步入新階段，用電采集和在線監(jiān)控系統(tǒng)應運而生。配電網工作人員必須具備熟練的技術，通過數據分析挖掘用戶的真實需求，合理進行能量優(yōu)化和狀態(tài)評估，制定相應的實施方案，改善配電網系統(tǒng)運行情況?？傊?，大數據技術的應用對于配電網的運行可靠性具有至關重要的作用。

關鍵詞：大數據技術;配電網運行;可靠性

中圖分類號：TM732 文獻標識碼：A 文章編號：1003-5168（2019）32-0033-03

Operation Reliability of Distribution Network under

Large-data Technical Support

QIU Jiye

（Guangdong Jieyang Jiexi Power Supply Bureau Co.， Ltd， Jieyang Guangdong 515400）

Abstract： In modern society， electricity is indispensable. It is used in all aspects of daily life and brings great convenience to people. However， China has a huge demand for electricity， and the distribution network must have good stability and reliability. In some areas of China， the distribution network system is not standardized and its operation is blocked， which leads to the instability of the power supply equipment of the distribution network， leading to a series of power safety accidents， and there are major safety risks. In the era of big data， the construction of smart grids has entered a new stage， and electricity collection and online monitoring systems have emerged at the historic moment. The distribution network staff must have skilled technology to mine users' real needs through data analysis， reasonably conduct energy optimization and condition assessment， and formulate corresponding implementation plans to improve the operation of the distribution network system. In short， the application of big data technology is of vital importance to the operational reliability of the distribution network.

Keywords： big data technology;distribution network operation;reliability

大數據集合了比較全面的信息，大數據技術能夠快速分析普通配電方式存在的問題，而智能電網的運行則需要獲取實時數據，即在電網運行過程中，需要對管理、調度以及維修整個運行流程中的數據進行監(jiān)測和分析[1]。近年來，配電網規(guī)模不斷擴大，配電網也不斷趨于智能化，同時各類配電管理系統(tǒng)傳輸和應用的數據也大量增長，其中不僅包含配電系統(tǒng)的內部運行、調度、檢修等相關業(yè)務信息，還包含大量社會類數據，通過有效分析數據，人們可以完善配電網運行方式，提高分析精準度，提升用戶用電的安全性和滿意度。

1 電力運行管理調度的重要性

電力在生活中的應用隨處可見，如煮飯、照明等，均需要電力的支持。電力作為一種能源，為了保證電力供需關系的平衡，人們需要做好電力調度運行工作。大數據技術能夠分析和評估用戶用電過程中出現的故障和負荷點等，從而優(yōu)化用戶用電配置，為制定完善的電力運行管理體系提供參考依據。

2 主動配電網中的大數據和特點

2.1 主動配電網中的大數據

為了對充放電狀態(tài)進行診斷，主動配電網使用高頻的采樣信息，頻率達到200kHz。主動配電網配備有儲備設施等特殊設備，能夠提高采樣頻率，高采樣率設備大量分布，大大提升了數據量[2]。

隨著電動汽車充電設備和儲能設備等分布式電源的增多，數據采集點日漸增多，而常規(guī)調度的系統(tǒng)化函數已有十多萬個采集點，配用電數據中心預計達到百萬或千萬級別，監(jiān)測設備直接將這些設備信息傳到數據中心，和大電網進行數據交換，從而實行配電網的自動運行，并對供電區(qū)域的設施實行進行全方位監(jiān)測。

主動配電網在光伏、風能等分布式電源運行時產生大量豐富的信息，這些信息對控制和優(yōu)化策略等提供了重要的參考價值，而風機、光伏的儲能預測需要很多以往的相關數據，并且需要進行相關數據挖掘和周期性學習，分布式能源和儲能設施的選址均需要進行精確的地理分析和天氣分析，因此主動配電網對數據的需求非常大[3]。

主動配電網為了精確獲得用戶和電網互動產生的大量數據，部署了海量的具有雙向通信功能的智能手表，這些手表為電力公司提供了大量用電信息。據統(tǒng)計，美國太平洋天然氣電力公司每個月僅用900萬只智能手表就獲取了3TB的數據，而且隨著主動配電網的發(fā)展，這個數字還在不斷增長。

2.2 主動配電網中大數據的特點

規(guī)模大、類型多、價值密度低以及變化快是主動配電網中大數據最典型的特征。一是數據規(guī)模龐大，國網北京市電力公司僅5個小區(qū)就有353個智能手表采集點，包含頻率、電壓、電流等12 000個參數。一天就可以收集34GB的信息，可謂是非常巨大的一個數字。二是從數據分類角度來講，數據類型也非常多，包含狀態(tài)運行信息和視頻監(jiān)控、照片、檢修記錄文檔信息等，此外還有電流、電壓、電量等電氣量信息。三是通過對變壓器、分布式電源的長期監(jiān)測，人們發(fā)現，只有很少一部分的片段反饋出設備的非正常運行信息是有效信息，價值密度較低。四是分布式電源不穩(wěn)定，加上負荷波動性較大，會影響主動配電網的運營信息，產生的數據隨時都在發(fā)生變化，想要有效利用這些變化“神速”的數據，還有待研究。

除了以上4個典型特征之外，大數據還具備高精準度的特點，而這些高質量的數據對于分析結果也起到決定性作用。在主動配電網中，數據要求越來越高，需要將數據壞值清除掉，更好地保證電網大數據的準確性。

3 大數據處理技術

分布式計算技術、內存計算技術、流計算技術都屬于數據處理技術，其中包含電力云、電力數據中心資源虛擬化等。隨著近年來電力數據的大量增長，電力企業(yè)不斷更新數據處理技術，從而提高軟硬件資源的質量，促使電力大數據的發(fā)展更加穩(wěn)定，擁有更加強大的數據處理能力。

谷歌公司提出的云計算技術最為典型，大數據具有數量大和分布式的特點，傳統(tǒng)技術無法處理大量數據，而云計算技術正好彌補了傳統(tǒng)技術的缺陷，它具備海量的儲存空間，并實現儲存與分析的共同進行。

4 數據分析技術

在智能技術的應用中，數據挖掘、人工學習、人工神經網絡、支持向量和決策樹等都是典型的數據分析技術，而這些技術不管是在安全分析還是能源預測、實施運行方面目前均缺乏實踐運用驗證。例如，電力系統(tǒng)的負荷檢測往往需要大量歷史數據來進行聚類，再將類似的日訓練模型篩選出來;變壓器的故障檢測診斷需要工作人員利用向量機結合狀態(tài)，分析出可靠的故障檢測結果。

如今，計算機的超強運算能力不是人工可以比擬的，大數據技術可直接進行運算，具有計算快、結果精準的特點，為相關技術管理人員的決策和后期實施提供了精準的參考依據。隨著我國經濟和科學技術的不斷發(fā)展，電力行業(yè)越發(fā)完善，配電網絡中的各項數據信息呈直線上升狀態(tài)，如設備的運行數據、管理數據以及用戶數據等。這也加大了電力數據采集篩選工作者的難度，大數據技術能夠做到24h不間斷地檢測、分析及采集各項信息，并優(yōu)化整合，簡化了相關工作人員的工作流程，并提高了配電網運行效率。

5 電力配網運行中影響可靠性的因素

影響配電網運行可靠性的因素繁多復雜，主要有以下幾個因素。一是檢修工作量大，過程漫長。檢修任務量大，需要花費大量時間，同時檢修期間需要對設備進行優(yōu)化調整，但是配電網未能根據區(qū)域、具體環(huán)境、用電情況做出差異性選擇，出現不適應情況。二是配電網變化快，動態(tài)實時性較強，常規(guī)模式下通過定期檢修和搶修進行維護，但無法規(guī)避配電網系統(tǒng)不穩(wěn)定等問題。

配電網供電的可靠性直接影響到供電企業(yè)的社會以及經濟效益，若配電網可靠性過低，將導致大部分配電設施系統(tǒng)不穩(wěn)定，直接威脅用戶的生命安全。如何有效提高電力配網運行的可靠性，是目前電力企業(yè)高度關注的問題[4]。

6 影響可靠性因素分析

配電網運行復雜，如果某區(qū)域發(fā)生故障，會導致整條線路出現問題，影響范圍較大。目前，配電網的自動化水平較低，很容易出現突發(fā)事件，處理需要耗費大量時間，使得停電時間延長。另外，現在數據采集和加工等技術不成熟，也將直接影響整個系統(tǒng)的運行。

7 基于大數據技術的運行可靠性提升措施

可靠性提高的前提是完善電網設備方案、優(yōu)化各項數據系統(tǒng)，并加快配電網自動化改造，可用更加先進的設備替換陳舊設備，對終端的安裝狀態(tài)進行監(jiān)測，完善數據采集系統(tǒng)，從而實施系統(tǒng)運行的自動化。相關工作人員要對故障區(qū)進行快速判斷、隔離，從而減少故障區(qū)域和停電時間，保證非故障區(qū)域的供電正常穩(wěn)定。

大數據技術通過動態(tài)監(jiān)測、智能分析、高效并發(fā)等有效解決了配電網運行管理中存在的復雜性問題，促進配電網運行安全穩(wěn)定，幫助相關人員更好地掌握配電網運行規(guī)律，采用科學的措施對影響可靠性的相關因素進行預防。為保證電力設備的正常運行，人們需要加大電力設備維護檢修力度，完善電力檢修計劃，促進電力設備能夠長期穩(wěn)定運行[5]。確保整個規(guī)劃的科學合理性是基礎，人們需要對配電網制度進行完善和優(yōu)化，通過所在地的不同情況，對電力負荷情況進行判斷，同時結合城市發(fā)展情況進行分配和完善。

8 結語

隨著時代的進步，電力系統(tǒng)日漸發(fā)展完善。大數據時代，大數據技術的有效運用，將為電力發(fā)展帶來質的飛躍。當前，人們要不斷提升配電網運行的可靠性，對整個結構進行優(yōu)化，同時引入先進技術，不斷提高設備檢測質量和數據采集水平。由于影響運行可靠性的因素較多，在預估運行可靠性中變數眾多，因此相關工作人員在評估運行可靠性的過程中要全面、細致地對相關因素進行排查分析，提出合理的調控方案，為配電網的可持續(xù)發(fā)展提供有力支持。同時，要合理運用配電網大數據，從繁多的信息中挖掘出有效、真實的數據，為業(yè)務發(fā)展提供參考依據。

參考文獻：

[1]李凌煜.大數據技術在企業(yè)會計數據分析中的應用[J].經濟研究導刊，2018（8）：176-177.

[2]劉學軍，俞偉，何颋，等.基于大數據的配電網運行狀態(tài)評估與預警[J].浙江電力，2017（12）：75-80.

[3]劉光輝.大數據技術在主動配電網中的應用研究[J].自動化與儀器儀表，2017（8）：197-198.

[4]刁柏青，楊爽，李哲.基于大數據分析的故障搶修人機可靠性評價[J].經濟研究導刊，2017（28）：132-134.

[5]姜有泉，湯亞芳，黃良，等.智能配電網無線通信系統(tǒng)可靠性研究[J].貴州電力技術，2017（12）：52-55.