基于大數(shù)據(jù)的配網(wǎng)運行監(jiān)測研究

董思宇

摘要：作為貫徹實施國家電網(wǎng)公司“兩個管理提升”工程的一項重要舉措，按照國網(wǎng)河北省電力公司總體規(guī)劃部署，供電公司在全市范圍內(nèi)全面建設(shè)農(nóng)村配電網(wǎng)運行監(jiān)測系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：配網(wǎng)運行;大數(shù)據(jù);全量監(jiān)測

引言

隨著智能電網(wǎng)建設(shè)和信息技術(shù)的快速發(fā)展，智能電表得到了大面積的廣泛應(yīng)用，積累并正在產(chǎn)生大量的生產(chǎn)、經(jīng)營業(yè)務(wù)明細(xì)數(shù)據(jù)，為電力大數(shù)據(jù)應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。但受專業(yè)條塊管理影響，智能電表采集的海量數(shù)據(jù)未能實現(xiàn)跨部門的有效應(yīng)用。配網(wǎng)是供電企業(yè)進行電能供應(yīng)的最末端，供電質(zhì)量直接影響到用戶的生產(chǎn)生活。利用先進的信息化技術(shù)保證配電網(wǎng)運行的安全性、經(jīng)濟性，提高供電服務(wù)質(zhì)量、同時依據(jù)實際情況對配網(wǎng)進行長期合理的規(guī)劃便顯得尤為重要。目前配網(wǎng)電能質(zhì)量監(jiān)測采取的方式是抽樣監(jiān)測，存在樣本失真問題;配網(wǎng)運行監(jiān)測缺乏在線數(shù)據(jù)支撐，10kV線路和臺區(qū)公變等配網(wǎng)設(shè)備存在的重過載卡口、輕空載低效、功率因數(shù)低、三相負(fù)載不平衡、重復(fù)停電等異動未及時監(jiān)測;配網(wǎng)資產(chǎn)運行效率未得到重視，配網(wǎng)建設(shè)與改造決策缺乏在線明細(xì)數(shù)據(jù)支撐。

1配電網(wǎng)運行監(jiān)測系統(tǒng)特點

一是有效提高生產(chǎn)效率，降低安全風(fēng)險功能。配電變壓器的負(fù)荷測試是供電所低壓線路運行維護的一項非常重要的工作，由于配變安裝分散，給負(fù)荷的實時測試帶來了很大困難，特別在晚高峰負(fù)荷測試時，對現(xiàn)場測試的工作人員構(gòu)成安全威脅，而且數(shù)據(jù)不及時，不準(zhǔn)確，完成一個測試周期往往耗費大量的人力、財力、物力和時間。該系統(tǒng)的運用實現(xiàn)了對所有公變臺區(qū)的實時監(jiān)控，數(shù)據(jù)全面、真實、準(zhǔn)確、及時，極大地提高了生產(chǎn)效率，降低了安全風(fēng)險。二是提高供電可靠性、降低設(shè)備故障率的功能。通過系統(tǒng)對配電變壓器的的實時、在線、連續(xù)監(jiān)測，準(zhǔn)確找出高峰負(fù)荷時段，針對性地采取相應(yīng)的措施，對可能發(fā)生的事故提前做出防范措施，變被動為主動，有效地提高了供電可靠性，降低了設(shè)備故障率。減少了因過負(fù)荷引發(fā)的設(shè)備故障、二次保險熔斷、開關(guān)過負(fù)荷跳閘。三是提高電壓質(zhì)量，降低線路損耗的功能。通過系統(tǒng)對配電變壓器的三相電流監(jiān)測，及時掌握三相負(fù)荷的不平衡度，管理人員用系統(tǒng)指導(dǎo)臺區(qū)負(fù)片電工及時調(diào)整負(fù)荷，同時在系統(tǒng)中監(jiān)控負(fù)荷調(diào)整情況，避免了以前人為操作可能造成的疏漏。四是提高管理部門的分析決策能力。通過對農(nóng)村配電網(wǎng)設(shè)備運行工況綜合分析，為農(nóng)村配電網(wǎng)的技改工程提供可靠的依據(jù)，實現(xiàn)了企業(yè)的精益化管理。

2大數(shù)據(jù)全量監(jiān)測基礎(chǔ)

2.1從抽樣到全量的數(shù)據(jù)思維

與傳統(tǒng)大數(shù)據(jù)特點相比大數(shù)據(jù)有三大特點：相關(guān)關(guān)系比因果關(guān)系更重要，要全體不要抽樣，要效率不要精確。大數(shù)據(jù)思維，首先要重視數(shù)據(jù)全面性，而非隨機抽樣性。傳統(tǒng)的調(diào)查方式都是抽樣的，抽取有限的樣本進行統(tǒng)計，從而得出整體的趨勢來，之所以選擇抽樣而不是統(tǒng)計全部數(shù)據(jù)，只有一個原因，那就是在技術(shù)條件有限情況下全部數(shù)據(jù)的數(shù)量太多，根本沒法操作。抽樣的核心原則就是隨機性，不隨機就不能反映整體趨勢性。抽樣隨機性的道理雖淺顯，但在實際操作中樣本選取做到隨機很難。數(shù)據(jù)儲存技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、流式計算處理等技術(shù)的迅猛發(fā)展，為大數(shù)據(jù)時代的到來準(zhǔn)備了物質(zhì)基礎(chǔ)。技術(shù)瓶頸的突破，使基于明細(xì)、實時、全量的大數(shù)據(jù)應(yīng)用成為可能。

2.2“量價費損”在線監(jiān)測構(gòu)建企業(yè)

大數(shù)據(jù)庫互聯(lián)網(wǎng)以及智能電表的廣泛應(yīng)用為電力大數(shù)據(jù)的采集帶來的新手段，云計算、海量數(shù)據(jù)處理技術(shù)為處理大數(shù)據(jù)帶來了新方法。對全部數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，其結(jié)果當(dāng)然會更加準(zhǔn)確?！傲績r費損”在線監(jiān)測正是在這個大的時代背景下，針對大數(shù)據(jù)管理特點，開展了公共數(shù)據(jù)交換模型SG-CIM拓展、海量數(shù)據(jù)管理、動態(tài)建模、平臺集成一體化等數(shù)據(jù)集成共享、數(shù)據(jù)分析挖掘的關(guān)鍵技術(shù)研究，實現(xiàn)營銷、用采、調(diào)度TMR等不同部門不同系統(tǒng)數(shù)據(jù)的有序集成，構(gòu)建了基于明細(xì)數(shù)據(jù)的企業(yè)級統(tǒng)一、開放、共享平臺?！傲績r費損”在線監(jiān)測應(yīng)用管理平臺依托公司數(shù)據(jù)中心建設(shè)成果，盤活智能電能表海量明細(xì)數(shù)據(jù)，完成對營銷、生產(chǎn)、調(diào)度等專業(yè)多系統(tǒng)數(shù)據(jù)的融合和挖掘。實現(xiàn)對覆蓋“發(fā)購供售”全過程的線損、電量、電價和電費等重要經(jīng)營指標(biāo)的在線監(jiān)測和分析;為各級領(lǐng)導(dǎo)及相關(guān)業(yè)務(wù)部門的管理活動與決策提供有力的數(shù)據(jù)支撐。通過數(shù)據(jù)中心海量數(shù)據(jù)平臺的利用，實現(xiàn)發(fā)策、交易、營銷、運監(jiān)等多部門對關(guān)口計量數(shù)據(jù)應(yīng)用的共享。從發(fā)策線損管理、營銷用電稽查、配網(wǎng)生產(chǎn)運行等不同專業(yè)視角進行數(shù)據(jù)資產(chǎn)價值挖掘。

3配網(wǎng)運行監(jiān)測技術(shù)實現(xiàn)方法

3.1數(shù)據(jù)共享融合技術(shù)方案

基于“量價費損”在線監(jiān)測的配網(wǎng)運行監(jiān)測是基于電力營銷、調(diào)度等領(lǐng)域的海量大數(shù)據(jù)進行挖掘分析的監(jiān)測類應(yīng)用，其核心是采用“大數(shù)據(jù)”處理技術(shù)，打造穩(wěn)定、安全的長鏈條數(shù)據(jù)集成通道，收集用電信息采集系統(tǒng)、營銷業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)、TMR系統(tǒng)等業(yè)務(wù)系統(tǒng)的明細(xì)數(shù)據(jù)和檔案數(shù)據(jù)，分別接入海量數(shù)據(jù)平臺和結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)平臺進行存儲，利用海量數(shù)據(jù)平臺的列存儲特性、大數(shù)據(jù)壓縮的能力，存儲時標(biāo)數(shù)據(jù)歷史明細(xì);在存儲層上搭建并行處理架構(gòu)，部署計算服務(wù)，建立流式計算機制，將所有基于時標(biāo)數(shù)據(jù)的計算（包括96點及日頻度數(shù)據(jù)計算）全部置于計算服務(wù)上執(zhí)行，服務(wù)程序通過海量平臺的JUAPI標(biāo)準(zhǔn)化接口批量讀取明細(xì)數(shù)據(jù)，多線程并行計算后再將結(jié)果批量寫入到結(jié)構(gòu)化平臺的數(shù)據(jù)庫中，解決了海量大數(shù)據(jù)高速計算問題;通過二次計算、數(shù)據(jù)驗證等技術(shù)手段，提升計算結(jié)果的準(zhǔn)確性。此外，以SG-CIM共享數(shù)據(jù)模型為基礎(chǔ)進行擴展，建立了統(tǒng)一的數(shù)據(jù)接入標(biāo)準(zhǔn)，保障了數(shù)據(jù)在傳輸、存儲、計算、展現(xiàn)各環(huán)節(jié)的一致性。

3.2平臺工具集成（SPSS，TABLEAU）

數(shù)據(jù)裝配問題：代碼與名稱匹配問題，數(shù)據(jù)組合問題。原有系統(tǒng)生成的數(shù)據(jù)結(jié)果與工具所要求的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)不一定匹配，需要原系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)傳輸?shù)炔襟E。需要數(shù)據(jù)庫維護人員完成;如需自動化連接，需要視具體要求做接口開發(fā)。數(shù)據(jù)分組：同比、環(huán)比分析需要額外對數(shù)據(jù)進行組裝。數(shù)據(jù)分揀：指定合適數(shù)據(jù)范圍才能得到有效結(jié)果。

結(jié)語

電力企業(yè)提升核心競爭力，應(yīng)主動擁抱電網(wǎng)大數(shù)據(jù)，形成一種數(shù)據(jù)思維。基于這種新的數(shù)據(jù)思維方式在對大數(shù)據(jù)全量監(jiān)測理論深入剖析的基礎(chǔ)上，以配網(wǎng)運行監(jiān)測為典型應(yīng)用場景進行了探索實踐，提出配網(wǎng)運行全量、在線監(jiān)測方法，研究了配網(wǎng)運行監(jiān)測實現(xiàn)技術(shù)，構(gòu)建了配網(wǎng)運行監(jiān)測功能架構(gòu)及綜合關(guān)聯(lián)分析模型，提供了配網(wǎng)運行監(jiān)測以及配網(wǎng)改造評價的新思路。

參考文獻

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