基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的配電網(wǎng)運行可靠性研究

李竺運

摘要：現(xiàn)代社會生產(chǎn)生活對電能需求量明顯提高，一定程度上推動了電力供應(yīng)系統(tǒng)的建設(shè)。雖然國內(nèi)電力系統(tǒng)鋪設(shè)里程與供電系統(tǒng)技術(shù)能力明顯改善，但在配電網(wǎng)管理中仍面臨較大挑戰(zhàn)。伴隨現(xiàn)代信息技術(shù)發(fā)展速度的加快，大數(shù)據(jù)技術(shù)在各領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用且趨于成熟。所以，要想不斷提高配電系統(tǒng)運行的可靠性，必須充分利用大數(shù)據(jù)技術(shù)開展管理工作?？梢?，深入研究并分析基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的配電網(wǎng)運行可靠性提升路徑具有一定的現(xiàn)實意義。

關(guān)鍵詞：大數(shù)據(jù)技術(shù);配電網(wǎng)運行;可靠性

大數(shù)據(jù)集合了比較全面的信息，大數(shù)據(jù)技術(shù)能夠快速分析普通配電方式存在的問題，而智能電網(wǎng)的運行則需要獲取實時數(shù)據(jù)，即在電網(wǎng)運行過程中，需要對管理、調(diào)度以及維修整個運行流程中的數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測和分析。近年來，配電網(wǎng)規(guī)模不斷擴大，配電網(wǎng)也不斷趨于智能化，同時各類配電管理系統(tǒng)傳輸和應(yīng)用的數(shù)據(jù)也大量增長，其中不僅包含配電系統(tǒng)的內(nèi)部運行、調(diào)度、檢修等相關(guān)業(yè)務(wù)信息，還包含大量社會類數(shù)據(jù)，通過有效分析數(shù)據(jù)，人們可以完善配電網(wǎng)運行方式，提高分析精準(zhǔn)度，提升用戶用電的安全性和滿意度。

1大數(shù)據(jù)技術(shù)對配電網(wǎng)運行可靠性的影響

隨著時代的發(fā)展和社會的進(jìn)步，各行各業(yè)的發(fā)展都呈現(xiàn)出了勃勃生機，隨之而來的就是工作事務(wù)的增加。在當(dāng)今競爭激烈的時代背景之下，人們對工作的要求已經(jīng)不再僅僅滿足于機械化地完成工作，更重要的是要講究在相同的時間內(nèi)工作的質(zhì)量，追求工作效率。在這種工作需求之下，大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用而生。大數(shù)據(jù)技術(shù)主要是針對各行各業(yè)工作過程中的信息和報表做詳細(xì)且有條理的分類整理，并進(jìn)行全天候地監(jiān)控和分析。人工設(shè)定程序之后，機械化設(shè)備的實時監(jiān)控，可以保障企業(yè)運營的安全性，可以及時地發(fā)現(xiàn)問題，在提高了工作效率的同時為國家的經(jīng)濟發(fā)展貢獻(xiàn)了力量?，F(xiàn)代社會是一個能源社會，企業(yè)和工廠的運營生產(chǎn)和人們的日常生活都離不開各種能源。隨著時代的發(fā)展，人們對能源的質(zhì)量要求也越來越高。以前為了保證提供的能源的質(zhì)量，評估人員往往會比較平均數(shù)、中位數(shù)等等數(shù)據(jù)，但這些數(shù)據(jù)只是一個模糊的界限，并不能詳細(xì)地對整體數(shù)據(jù)的優(yōu)劣性做出具體的分析。大數(shù)據(jù)技術(shù)作為數(shù)據(jù)分析的專業(yè)性技術(shù)，可以采集配電網(wǎng)管理中的關(guān)鍵數(shù)據(jù)，反應(yīng)整體能源的質(zhì)量。并且可以對配電網(wǎng)管理中的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、收集、分析、預(yù)測，減少電能的生產(chǎn)過程中出現(xiàn)突發(fā)情況，進(jìn)一步提高電能的質(zhì)量。

2基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的配電網(wǎng)運行可靠性提升路徑

2.1對于配電網(wǎng)進(jìn)行全面的優(yōu)化設(shè)計

在大數(shù)據(jù)技術(shù)下配電網(wǎng)的優(yōu)化可以更加的科學(xué)和合理。設(shè)計圖紙可以參照大數(shù)據(jù)技術(shù)下的數(shù)據(jù)分析，這樣可以在一定程度上避免由于設(shè)計方面的問題造成的電力輸送之中的安全隱患。大數(shù)據(jù)技術(shù)可以讓整個的配電網(wǎng)實現(xiàn)自動化方面的改造，在實際的使用期間配電網(wǎng)的設(shè)備是非常重要的。對于一些與現(xiàn)代化的配電設(shè)備不適應(yīng)的部件需要提前進(jìn)行更換，而這個是否適用的標(biāo)準(zhǔn)判斷就需要有大數(shù)據(jù)的技術(shù)方面的支持，還有就是對于配電網(wǎng)的后期的檢修還有檢測以及一些日常的維護(hù)都要依靠大數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)來進(jìn)行設(shè)置。

2.2關(guān)于可靠性的配電網(wǎng)系統(tǒng)評測指標(biāo)構(gòu)建

大數(shù)據(jù)技術(shù)在配電網(wǎng)之中是非常重要的，建議一個科學(xué)合理的配電網(wǎng)評測指標(biāo)也是行之有效的評測辦法。配電網(wǎng)的運行是關(guān)系到人們生活生產(chǎn)的重要設(shè)備。要想讓配電網(wǎng)科學(xué)合理的運行就需要構(gòu)建一套行之有效的運行的指標(biāo)體系。這樣才能知道配電網(wǎng)的各個子系統(tǒng)的實際的運行的情況。在指標(biāo)體系之中既能反映線路的過載情況、節(jié)點電壓超限等運行約束違限的情況，也要能反映電壓安全裕度、潮流安全裕度等情況;既要能夠全面地描述修通整體可靠性，又能夠反映關(guān)鍵元件、關(guān)鍵節(jié)點、關(guān)鍵區(qū)域、關(guān)鍵環(huán)節(jié)的可靠性;能夠反映短期可靠性，也要能評估長期可靠性。

2.3以主成分分法為依據(jù)的主要指標(biāo)提取

運行可靠性指標(biāo)機制涵括了大量指標(biāo)變量，且建模和計算均相對復(fù)雜，加之不同指標(biāo)間有大量冗余信息，逐一分析會增加冗余工作量。其中，主成分分析屬于多元統(tǒng)計分析法，主要作用是簡化對象模型，提取主要信息，盡量降低變量維度。開展主成分分析，主要是利用方差或者是離差平方和等計算不同指標(biāo)信息大小，刪除重復(fù)指標(biāo)等，提取相關(guān)性不明顯同時涵蓋大量原信息的指標(biāo)。隨后，系統(tǒng)化篩選影響系統(tǒng)運行可靠性的薄弱環(huán)節(jié)、關(guān)鍵性元件以及區(qū)域等，不斷縮小評估范圍。第一，標(biāo)準(zhǔn)化的評估指標(biāo)。一般情況下，不同的運行可行性指標(biāo)量綱存在差異且分布不同，要求針對指標(biāo)參數(shù)實施標(biāo)準(zhǔn)處理。為此，應(yīng)以配電大數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)獲取不同指標(biāo)分布函數(shù)，針對不同指標(biāo)變量展開正態(tài)分布的標(biāo)準(zhǔn)處理，進(jìn)而轉(zhuǎn)變成正態(tài)分布變量。第二，相關(guān)矩陣構(gòu)建與特征值計算。所謂的變量間存在的相關(guān)關(guān)系，具體指的是已知某變量亦或是一組變量，可對另一變量數(shù)值加以確定，亦或是明確變化規(guī)律。一般情況下，在統(tǒng)計學(xué)中會借助Pearson相關(guān)系數(shù)度量兩隨機變量間存在的相關(guān)性程度。第三，主成分的確定。根據(jù)以上計算數(shù)值，確定第n個指標(biāo)變量方差貢獻(xiàn)率與累計方差貢獻(xiàn)率。第四，確定主要評估指標(biāo)。

2.4依托并行關(guān)系挖掘主要影響因素

在配電網(wǎng)實際運行期間，對其可靠性產(chǎn)生影響的因素很多，很難構(gòu)建準(zhǔn)確性較高的預(yù)測模型，且速度精度易受到限制。在這種情況下選擇使用關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘法，在配電網(wǎng)異構(gòu)多源數(shù)據(jù)中挖掘主要的影響因素，為輸入預(yù)測模型提供幫助，盡量降低輸入維度，不斷加快預(yù)測速度。在關(guān)聯(lián)規(guī)則中，各樣本均可用T代表，而n個事務(wù)即可構(gòu)成數(shù)據(jù)庫，用D表示。需要注意，各事務(wù)均通過多屬性確定，并被稱作“項”。多個項所構(gòu)建的集合就是“項集”，其中各子集事務(wù)均為一項集。對于最小支持度閥值和最小置信度閥值而言，用戶應(yīng)結(jié)合實際需求做出定義。強規(guī)則即支持度和置信度都不低于最小閥值規(guī)則，最終獲得對配電網(wǎng)運行可靠性產(chǎn)生影響的因素。

2.5訓(xùn)練人工神經(jīng)預(yù)測模型

所謂的運行可靠性預(yù)測，具體指參考?xì)v史與配電實時大數(shù)據(jù)信息，對后續(xù)特定時間段內(nèi)的可行性指標(biāo)參數(shù)的推測過程。一般情況下，預(yù)測方法主要有人工智能方法和傳統(tǒng)方法2種。其中，傳統(tǒng)方法是依托回歸分析方法，而人工智能方法則涵蓋了深度學(xué)習(xí)與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等多種方法。在配電系統(tǒng)運行可靠性指標(biāo)數(shù)值方面，通常需參考運行期間記錄的統(tǒng)計數(shù)據(jù)信息內(nèi)容，對無法構(gòu)建精確性解析模型的情況做出科學(xué)化預(yù)測?？蓪崟r獲得的數(shù)據(jù)信息主要影響因素數(shù)據(jù)當(dāng)做輸入人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中的主要內(nèi)容，進(jìn)而對特定時間段后的可靠性指標(biāo)數(shù)值實施必要預(yù)測。選擇各預(yù)測時間計算相應(yīng)的指標(biāo)，進(jìn)而獲取相對時限類的指標(biāo)，并在不同場合中應(yīng)用。

3結(jié)語

隨著時代的進(jìn)步，電力系統(tǒng)日漸發(fā)展完善。大數(shù)據(jù)時代，大數(shù)據(jù)技術(shù)的有效運用，將為電力發(fā)展帶來質(zhì)的飛躍。當(dāng)前，人們要不斷提升配電網(wǎng)運行的可靠性，對整個結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，同時引入先進(jìn)技術(shù)，不斷提高設(shè)備檢測質(zhì)量和數(shù)據(jù)采集水平。由于影響運行可靠性的因素較多，在預(yù)估運行可靠性中變數(shù)眾多，因此相關(guān)工作人員在評估運行可靠性的過程中要全面、細(xì)致地對相關(guān)因素進(jìn)行排查分析，提出合理的調(diào)控方案，為配電網(wǎng)的可持續(xù)發(fā)展提供有力支持。同時，要合理運用配電網(wǎng)大數(shù)據(jù)，從繁多的信息中挖掘出有效、真實的數(shù)據(jù)，為業(yè)務(wù)發(fā)展提供參考依據(jù)。

參考文獻(xiàn)

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