基于大數(shù)據(jù)的中低壓配網(wǎng)運維平臺的研究

張志軍 胡長悅 劉杰 潘明杰 徐昊天

【摘要】? ? 在進行電網(wǎng)管理工作時，要著重開展運維管理，從中低壓配網(wǎng)運營平臺的應用角度來說，要針對故障區(qū)域，進行有效維護，跟蹤記錄工作狀態(tài)，及時進行故障處理，要建立具有良好工作能力的大數(shù)據(jù)運營平臺，首先，能夠提升電力管理部門的工作水平，另外，可以實現(xiàn)電網(wǎng)資源的合理分配，提升服務水平，進行部門資源的優(yōu)化管理，也有利于提升電力部門的服務質(zhì)量。

【關鍵詞】? ? 大數(shù)據(jù)? ? 中低壓配網(wǎng)? ? 運維平臺? ? 研究

一、大數(shù)據(jù)分析的中低壓配網(wǎng)故障的重要意義

伴隨分布式發(fā)電系統(tǒng)的大范圍應用，電力系統(tǒng)的工作水平逐步提升，在進行中低壓配網(wǎng)運營管理工作是為了進行分支線路的管理工作，提升運營管理的精確性，要進行針對化的管理。比如，進行D5000電網(wǎng)系統(tǒng)的自動化管理工作時，可以采用主線閉合的高程“三遙”遙控，根據(jù)技術要求，提升工作效率，應用數(shù)據(jù)平臺內(nèi)的遠程遙控資料，進行電網(wǎng)調(diào)度工作。盡管中低壓配電調(diào)控數(shù)據(jù)在不斷增加部分數(shù)據(jù)，只能依靠人工解析應用效率不高，在這樣情況下，要應用大數(shù)據(jù)技術和云計算技術，進行高效化的管理和分析，盡可能提升中低壓配電網(wǎng)絡調(diào)控效率，減少人工誤差，提升運算結果的精準性。

比如，要進行電網(wǎng)調(diào)動系統(tǒng)的自動化升級，提升電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)的工作能力，尋找具有探究價值的信息資料，進行中低壓配電網(wǎng)絡的故障檢測，能解決這些問題，就有效緩解了DAS系統(tǒng)現(xiàn)有的矛盾問題，投入有限的資金，提升電力系統(tǒng)的應用水平，提升工作效果，提升電網(wǎng)系統(tǒng)的供電水平，提升供電網(wǎng)絡的服務效率。從供電企業(yè)的角度來說，這是可以應用的技術手段。總體來說，在電力能源行業(yè)利用大數(shù)據(jù)技術進行電網(wǎng)故障的合理監(jiān)測，有非常重要的應用意義。

二、中低壓配網(wǎng)運維平臺的技術分析

2.1數(shù)據(jù)歸集技術

中低壓配電網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)內(nèi)容較為復雜，存在多種類型的數(shù)據(jù)信息，系統(tǒng)從外部資源中獲取數(shù)據(jù)，進行數(shù)據(jù)的集中管理和有效篩選，通過開展多方面的技術操作，實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的集中管理，利用大數(shù)據(jù)分析技術，進行數(shù)據(jù)處理工作。數(shù)據(jù)歸集技術是非常重要的應用環(huán)節(jié)，要提取有效信息，提升數(shù)據(jù)處理的準確性，科學判斷故障問題，提升系統(tǒng)運營管理效率，減少數(shù)據(jù)誤差，提升數(shù)據(jù)利用效率，實現(xiàn)數(shù)據(jù)分析的真正意義。

2.2數(shù)據(jù)存儲技術

中低壓配網(wǎng)的大數(shù)據(jù)通常為結構化數(shù)據(jù)，但也包含圖像，音頻，視頻文本等非結構化數(shù)據(jù)。從大數(shù)據(jù)層面，可以采取分布式數(shù)據(jù)管理模式，針對結構化數(shù)據(jù)，通常采用關系型數(shù)據(jù)庫技術，不但可以儲存大規(guī)模的數(shù)據(jù)信息，還可以進行數(shù)據(jù)檢索和調(diào)取查詢。針對半結構化數(shù)據(jù)，通常采用分布式數(shù)據(jù)庫技術，該數(shù)據(jù)技術可以兼容多種類型的數(shù)據(jù)類型，可以儲存音頻，影像等非結構化信息，也可以儲存結構化數(shù)據(jù)。針對非結構化數(shù)據(jù)，通常采用分布式文件系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以提供具有擴展性的儲存服務，方面儲存文本之類的數(shù)據(jù)信息。綜合來看，數(shù)據(jù)儲存技術較為重要，是進行大數(shù)據(jù)應用的技術基礎。

2.3數(shù)據(jù)處理技術

目前階段，中低壓配網(wǎng)數(shù)據(jù)較為繁雜，要根據(jù)不同種類和不同需要，進行處理工作。針對動態(tài)性數(shù)據(jù)，采用流處理技術，可以進行動態(tài)化數(shù)據(jù)的及時處理，系統(tǒng)結構較為穩(wěn)定，工作效率較高。針對靜態(tài)性數(shù)據(jù)，可以利用批處理技術，可針對多個數(shù)據(jù)源，進行同時處理，方便操作，較為靈活。

進行多種計算機并行處理工作時，通常采用內(nèi)在處理方式，綜合利用多種處理技術，包括流技術，批技術，圖像處理技術等，這樣可以利用有效的時間，實現(xiàn)更多工作，在保證工作質(zhì)量的前提上，提升工作速度，減輕能源消耗，減少工作負擔。

2.4 數(shù)據(jù)分析技術

中低壓配網(wǎng)運維平臺，在完成所有數(shù)據(jù)的處理工作后，要進行數(shù)據(jù)的分析工作，這也是最為重要的工作環(huán)節(jié)，通常采用數(shù)據(jù)挖掘方式。數(shù)據(jù)挖掘系數(shù)分為許多種，包括統(tǒng)計方式，機器學習方式，神經(jīng)網(wǎng)絡方式和數(shù)據(jù)庫方式。進行運維平臺的管理工作時，優(yōu)先采用機器學習方式，進行數(shù)據(jù)分析工作。進行機械設備的數(shù)據(jù)更新，提升設備鑒別水平，提升電網(wǎng)數(shù)據(jù)處理效率，實現(xiàn)智能化分析工作。

三、中低壓配網(wǎng)調(diào)控管理數(shù)據(jù)的基本流程及特征

從目前來看，中低壓配網(wǎng)調(diào)控項目的技術支持是自動化數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，進行協(xié)助管理的是能量管理系統(tǒng)，共同協(xié)調(diào)管理，可以提供給工作人員更加簡化的工作流程?？梢暂o助進行中低壓配置網(wǎng)絡的監(jiān)測記錄和故障處理，提供可供實際操作的技術系統(tǒng)。

3.1自動化數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的基本流程及特征

中低壓配電網(wǎng)絡中的自動化數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，包括各類應用設備，包括開關設備，分界閉合設備，變壓器設備，需要實時進行電流和電壓的數(shù)據(jù)處理工作，利用多樣化的處理方式，接入數(shù)據(jù)網(wǎng)絡和骨干網(wǎng)絡，共同進行DAS系統(tǒng)主站的數(shù)據(jù)處理工作，為工作人員提供多方面的自動化信息，可進行遠程控制。這類數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的工作優(yōu)勢在于，在具體運行階段，可使用的范圍面積較大?？蓪崿F(xiàn)外部線路的運營管理，該線路的承載數(shù)據(jù)規(guī)模較大。其工作劣勢在于，難以維持平衡的通信狀態(tài)，精確程度有限，不能運用在非自動化的線路系統(tǒng)中。

3.2能量管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)基本流程及特征

能量管理系統(tǒng)，主要進行變電站運行數(shù)據(jù)的搜集工作，進行變電站運行狀態(tài)的信息搜尋工作，包括電流，電壓等信息，經(jīng)過串行通信系統(tǒng)和以太網(wǎng)絡管理系統(tǒng)，進行數(shù)據(jù)管理工作?？梢越o調(diào)控管理人員提供遠程遙控和遠程遙測方面的數(shù)據(jù)信息，方便進行電流數(shù)值的管理工作，每五分鐘提供一個數(shù)據(jù)信息，儲存在歷史服務器中，提升檢測效率，實現(xiàn)大范圍數(shù)據(jù)管理，為技術人員提供精準信息，方便開展后續(xù)操作。

在中低壓配電網(wǎng)絡電力調(diào)度工作的進展過程中，可以了解到能量管理系統(tǒng)的特征在于：可以匹配各種類型的配網(wǎng)線路，能夠提供較為精準的監(jiān)測數(shù)據(jù)，維護穩(wěn)定的通信狀態(tài)。其涵蓋的技術數(shù)據(jù)較為全面，可以進行全方位的探索監(jiān)測，但主要問題在于，難以掌控中低壓配網(wǎng)上的設備。進行部分支線路的監(jiān)測工作時，對于非自動化問題無法進行有效監(jiān)測，難以提升監(jiān)測效率。能量管理系統(tǒng)的歷史數(shù)據(jù)庫，能夠提供妥善保存的電流數(shù)據(jù)，提供良好的數(shù)據(jù)管理服務和數(shù)據(jù)處理服務，也可以應用在數(shù)據(jù)挖掘技術的實際操作中。

四、中低壓配網(wǎng)運維平臺的架構分析

4.1系統(tǒng)架構

中低壓配網(wǎng)運營平臺的系統(tǒng)架構，要根據(jù)配電數(shù)據(jù)的實際情況進行分層。要以云計算和大數(shù)據(jù)技術為核心內(nèi)容，展現(xiàn)開放性和包容性的特征。進行系統(tǒng)架構創(chuàng)建工作時，要根據(jù)實際情況，明確具體流程，進行主體設計工作。通常來說，包括用戶層，網(wǎng)絡傳輸層，前置端，后臺服務端等四個工作環(huán)節(jié)。

用戶層是需要故障報修者利用信息終端，比如電腦和智能手機，進行報修操作。網(wǎng)絡傳輸層是由國內(nèi)三大運營商：電信，移動，聯(lián)通，提供數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，利用基站或傳輸專線，進行數(shù)據(jù)傳輸工作。前置端則是接收數(shù)據(jù)，進行信號轉換的主要地帶，通過前置端，將數(shù)據(jù)內(nèi)容傳輸?shù)截撠煍?shù)據(jù)處理的服務器。

后臺服務器，則將數(shù)據(jù)儲存在數(shù)據(jù)庫中，利用大數(shù)據(jù)分析技術進行數(shù)據(jù)處理，最終通過信息終端，將分析結果表現(xiàn)出來，也就是判斷得出的故障地點和故障原因。

4.2 應用架構

中低壓配網(wǎng)運營平臺的整體框架分為三層，包括交互層，大數(shù)據(jù)技術平臺，技術應用層等。不同的工作系統(tǒng)包含了不同的工作數(shù)據(jù)，要進行原始記錄和數(shù)據(jù)分析，通常將原始記錄儲存在前端服務數(shù)據(jù)庫中，依靠服務器的大數(shù)據(jù)分析技術，進行數(shù)據(jù)分析工作，判斷故障問題，進行故障處理。該系統(tǒng)的應用架構較為清晰，方便開展各個環(huán)節(jié)的技術工作。

五、中低壓配網(wǎng)運維平臺的功能設計

5.1 日常監(jiān)控設計

在中低壓配電網(wǎng)絡運行過程中，可根據(jù)各方面的數(shù)據(jù)信息，進行全方位的監(jiān)控工作，了解該設備的具體運行情況。主要包括以下重要方面：電網(wǎng)承載率，供電規(guī)劃，當前階段的用戶使用數(shù)量，變壓器運行狀態(tài)，都可以通過圖形或列表的形式進行具體展現(xiàn)。電網(wǎng)維保平臺可以進行電網(wǎng)系統(tǒng)的監(jiān)控工作，也可以進行故障診斷和故障處理，包括問題上報，故障處理記錄，故障處理跟蹤，日常線路檢測等。

進行派單處理工作時，要安排技術人員到達維修網(wǎng)點進行維修管理，及時反饋故障現(xiàn)象和維修進度，顯示維修數(shù)據(jù)和維修成果。同時，展現(xiàn)具體的綜合計劃，包括電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃和未來工作方案，包括未來的線路規(guī)劃和停電通知，進行電網(wǎng)運行狀態(tài)的實時跟蹤，及時體現(xiàn)日常監(jiān)控設備的設計意義。

5.2故障診斷設計

首先，可以了解到故障診斷設計的應用原理，在于電網(wǎng)線路應用狀態(tài)的診斷，主要根據(jù)線路負載率，電流情況，電壓情況，用戶使用情況，線路老化情況來進行整體判斷。如果無法找到故障原因 要進行深入剖析，則根據(jù)結構布局，電網(wǎng)線路走向和變壓器的應用情況來進行判斷。也需要故障方提供信息，包括開戶信息，故障地點和操作行為，根據(jù)這些診斷數(shù)據(jù)采用大數(shù)據(jù)分析技術，進行故障區(qū)域的具體定位，明確故障原因。從根本上，分析電網(wǎng)系統(tǒng)的故障問題，進行智能化故障診斷。

5.3故障處理設計

完成電網(wǎng)故障診斷后，找到根本原因，安排技術人員進行維修處理。故障處理設計的主要作用，是可以明確具體故障地點，維修人員數(shù)量，維修時所需的必要裝備?？梢杂涗浘S修階段的工作進度，預估具體需要的維修時間，實現(xiàn)維修工作的與服務反饋，進行工單跟進處理和數(shù)據(jù)分析。工作情況和派工狀態(tài)可以通過信息終端顯示，派工信息也可以通過短信提醒的方式，及時提供給報修人員。也會提醒維修人員，抓緊進度，提升工作效率。

5.4 安全防護設計

要根據(jù)監(jiān)測系統(tǒng)提供的具體數(shù)據(jù)，進行大數(shù)據(jù)分析，做好風險規(guī)劃，提供良好的安全防護策略，根據(jù)線路老化狀態(tài)和能源消耗狀態(tài)，進行全面分析，及時更換老舊線路，做好頻繁故障區(qū)域的合理調(diào)整，進行部分線路的規(guī)劃整改，禁止亂拉線路的違規(guī)行為，提升電網(wǎng)系統(tǒng)的安全管理水平，實現(xiàn)高效的電網(wǎng)安全防護工作，減少安全隱患。

六、結語

總體來說，中低壓配網(wǎng)是非常重要的電力應用系統(tǒng)，隨著電力行業(yè)發(fā)展水平提升，電網(wǎng)技術范圍逐步擴大，電力結構越發(fā)復雜，要做好整體系統(tǒng)的協(xié)調(diào)管理，才能提升整個系統(tǒng)的工作效率。中低壓配網(wǎng)是電力網(wǎng)絡的最后工作環(huán)節(jié)，和電力服務質(zhì)量直接掛鉤，因此，在進行故障分析工作時，要重點關注提升工作力度。

參? 考? 文? 獻

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