基于數(shù)據(jù)治理的臺區(qū)線損率改善方法研究

楊 玲 伍展輝 于 杰 徐直睿 張利陽

（1.國網(wǎng)四川省電力公司涼山供電公司 2.西安興匯電力科技有限公司）

0 引言

隨著我國電力市場的快速發(fā)展和電力需求量的不斷增長，臺區(qū)電網(wǎng)的線路規(guī)模逐年擴大。然而，臺區(qū)線路的線損率問題卻一直困擾著電力企業(yè)，不僅會浪費大量電力資源，影響電網(wǎng)的穩(wěn)定運行，還會嚴重影響電力企業(yè)的經(jīng)濟效益。因此，如何有效地提高臺區(qū)線路的能效，降低線損率，成為了電力企業(yè)必須面對的重要問題。在這種背景下，數(shù)據(jù)治理作為一種新興的管理方法，可以幫助電力企業(yè)更好地管理、維護和利用數(shù)據(jù)資源，提高數(shù)據(jù)質(zhì)量和價值。因此，將數(shù)據(jù)治理的方法應用到臺區(qū)線損率的改善中，可以有效地提高數(shù)據(jù)質(zhì)量和可信度，從而更加精確地分析線路故障及電能質(zhì)量問題，并采取切實有效的措施解決問題，提高線路能效和降低線損率。本研究的背景和意義就在于此，旨在探討如何基于數(shù)據(jù)治理的方法來改善臺區(qū)線損率問題，提高電力企業(yè)的經(jīng)濟效益和社會效益。

基于數(shù)據(jù)治理的臺區(qū)線損率改善方法研究是當前國內(nèi)外能源領域的熱門研究方向之一。近年來，國內(nèi)外學者們在此領域開展了大量的研究工作，取得了顯著的成果。在國內(nèi)，中國電力科學研究院、華電科技研究院等機構(gòu)開展了相關研究，提出了基于GIS技術(shù)的線損率評估方法；而國家電網(wǎng)公司也在此方向上積極探索和實踐，采用先進的數(shù)據(jù)采集、分析和管理系統(tǒng)，優(yōu)化線路規(guī)劃和配變?nèi)萘颗渲?，取得了顯著的成效［1］。在國外，美國、歐洲等發(fā)達地區(qū)也在進行類似的研究，探索了基于智能電網(wǎng)的線損率管理方法，采用大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)手段，提高了能源效率和電網(wǎng)穩(wěn)定性。總的來說，基于數(shù)據(jù)治理的臺區(qū)線損率改善方法在國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀良好，不斷有新的理論、技術(shù)涌現(xiàn)。

基于數(shù)據(jù)治理的臺區(qū)線損率改善方法研究，主要內(nèi)容是通過采集、整理和分析電力系統(tǒng)的大量數(shù)據(jù)，識別和解決臺區(qū)線路的線損率問題，提高電力系統(tǒng)的能源效率和運行穩(wěn)定性。具體研究方法包括以下幾個方面：

（1）數(shù)據(jù)采集：通過智能電表、傳感器、遙測等技術(shù)手段，采集電力系統(tǒng)的相關數(shù)據(jù)，包括電量、電壓、電流、溫度等指標，并將數(shù)據(jù)存儲到數(shù)據(jù)庫中［2］。

（2）數(shù)據(jù)處理：利用數(shù)據(jù)挖掘、機器學習等技術(shù)，對采集到的數(shù)據(jù)進行處理和分析，發(fā)現(xiàn)線路故障、電能盜竊等問題，識別臺區(qū)線路拖欠電費等問題。

（3）數(shù)據(jù)可視化：通過數(shù)據(jù)可視化技術(shù)，將處理后的數(shù)據(jù)以圖表、報表等方式展示，方便電力系統(tǒng)管理人員了解臺區(qū)線路的運行情況和線損率等問題，以便及時采取措施。

（4）線損率預測：利用歷史數(shù)據(jù)和機器學習算法，預測未來的臺區(qū)線損率，并給出改善方案，以提高臺區(qū)線路的效率和運行穩(wěn)定性。

1 臺區(qū)線損率

1.1 臺區(qū)線損率的概念

臺區(qū)線損率是指電力系統(tǒng)中從變電站到供電用戶終端的輸配電線路、變壓器、配電設備等在輸電、變電、配電過程中，由于電阻、電感等原因?qū)е碌碾娔軗p失的比率［3］。臺區(qū)線損率是一個重要的電力指標，其值直接影響著電力系統(tǒng)的運行效率和經(jīng)濟效益，因此降低臺區(qū)線損率是電力系統(tǒng)運行和改善的重要任務之一。通過基于數(shù)據(jù)治理的方法進行臺區(qū)線損率改善，能夠有效地提高電力系統(tǒng)運行的效率，降低能耗，減少環(huán)境污染，并為電力系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展打下堅實的基礎。

1.2 臺區(qū)線損率的計算方法

臺區(qū)線損率計算方法是電力系統(tǒng)中評價電能損耗的重要指標之一，其計算方法為：線損率＝［（供電所電量－用戶用電量）／供電所電量］×100%。其中，供電所電量是指電力系統(tǒng)在供電所處所量測的用電量，用戶用電量是指電力系統(tǒng)出售的電力量減去電力系統(tǒng)監(jiān)控到的用戶實際用電量［4］。

1.3 臺區(qū)線損率的影響因素

臺區(qū)線損率是電力系統(tǒng)中衡量電能損失的關鍵指標之一，其影響因素較多，主要包括以下要素：

（1）電阻和電感：輸配電線路、變壓器、配電設備等在輸電、變電、配電過程中的電阻和電感等因素，對臺區(qū)線損率影響較大。

（2）用電負荷：用電負荷大小直接影響電力系統(tǒng)的供需平衡，用電負荷的增加會導致電壓降低、線路電流增加等現(xiàn)象，從而增加臺區(qū)線損率。

（3）線路長度：線路長度對線路電壓、電流的大小影響較大，電力系統(tǒng)中長線路損失較大，同樣會導致臺區(qū)線損率的升高。

（4）供電電壓：供電電壓的高低直接影響著電能的傳輸效率，供電電壓過高或過低，均會導致臺區(qū)線損率的增加。

（5）用戶用電行為：用戶用電行為對臺區(qū)線損率影響也很大，例如電器品質(zhì)、使用時間、使用數(shù)量等方面，都能對電力系統(tǒng)的供應效率產(chǎn)生影響。

2 數(shù)據(jù)治理

2.1 數(shù)據(jù)治理的概念

數(shù)據(jù)治理是一種基于數(shù)據(jù)管理和分析的方法，它能幫助企業(yè)有效地掌控數(shù)據(jù)，保證數(shù)據(jù)的質(zhì)量、準確性和一致性。在數(shù)據(jù)治理的過程中，企業(yè)需要建立數(shù)據(jù)治理、數(shù)據(jù)生命周期管理、數(shù)據(jù)安全和合規(guī)性等方面的管理機制，以便更好地管理數(shù)據(jù)資產(chǎn)，提高數(shù)據(jù)利用價值，同時有效降低數(shù)據(jù)風險［5］。在臺區(qū)線損率改善的過程中，通過建立合適的數(shù)據(jù)治理機制，能夠更好地掌握數(shù)據(jù)質(zhì)量情況，確保數(shù)據(jù)的準確性和一致性，從而有效降低線損率，提高能源利用效率。

2.2 數(shù)據(jù)治理的目的和意義

數(shù)據(jù)治理的意義在于，臺區(qū)線損率改善需要涉及大量的數(shù)據(jù)處理和分析，如果數(shù)據(jù)質(zhì)量不高或者數(shù)據(jù)處理效率低下，將會影響改善方法的實際效果和企業(yè)的效益。而通過數(shù)據(jù)治理機制，能夠更好地管理和利用數(shù)據(jù)，提高數(shù)據(jù)準確性和一致性，同時降低相關風險，從而保證臺區(qū)線損率改善方法的有效性和可持續(xù)性。此外，數(shù)據(jù)治理還能為企業(yè)提供更廣闊的數(shù)據(jù)應用和創(chuàng)新空間，促進企業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型和融合發(fā)展，提升企業(yè)的競爭力和市場地位［6］。因此，在臺區(qū)線損率改善的過程中，數(shù)據(jù)治理具有重要的意義，是實現(xiàn)該目標不可或缺的一環(huán)。

2.3 數(shù)據(jù)治理的方法和流程

數(shù)據(jù)治理的方法和流程主要包括以下幾個步驟：

（1）數(shù)據(jù)資產(chǎn)識別：明確企業(yè)所擁有的數(shù)據(jù)資產(chǎn)，包括數(shù)據(jù)類型、數(shù)據(jù)來源、數(shù)據(jù)存儲位置等方面的信息。

（2）數(shù)據(jù)質(zhì)量管理：建立相應的數(shù)據(jù)質(zhì)量管理機制，包括數(shù)據(jù)質(zhì)量評估、數(shù)據(jù)清洗、數(shù)據(jù)同步等方面的管理措施，以保證數(shù)據(jù)的準確性和一致性。

（3）數(shù)據(jù)安全和合規(guī)性管理：建立相應的數(shù)據(jù)安全和合規(guī)性管理機制，包括數(shù)據(jù)安全防范、訪問控制、合規(guī)性檢查等方面的措施，以保護數(shù)據(jù)的安全性和合規(guī)性。

（4）數(shù)據(jù)共享和開放：建立數(shù)據(jù)共享和開放機制，包括數(shù)據(jù)開放標準、共享協(xié)議、數(shù)據(jù)訪問權(quán)限等方面的安排，以促進數(shù)據(jù)的共享和應用。

（5）數(shù)據(jù)治理監(jiān)控：建立數(shù)據(jù)治理監(jiān)控機制，包括數(shù)據(jù)質(zhì)量監(jiān)控、數(shù)據(jù)安全監(jiān)控、數(shù)據(jù)共享情況監(jiān)控等方面的管理措施［7］，以及時發(fā)現(xiàn)和解決數(shù)據(jù)治理方面的問題。

3 基于數(shù)據(jù)治理的臺區(qū)線損率改善方法

3.1 數(shù)據(jù)收集和清洗

在數(shù)據(jù)收集方面，可以采用線上與線下相結(jié)合的方法，利用現(xiàn)有的電能計量和電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)，對線路進行實時監(jiān)測，收集對應的數(shù)據(jù)；同時，也可以通過網(wǎng)絡爬蟲、數(shù)據(jù)交換等技術(shù)手段，獲取相關的臺區(qū)基礎數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)、天氣數(shù)據(jù)、負荷數(shù)據(jù)等，以支持數(shù)據(jù)分析［8］。在數(shù)據(jù)清洗方面，則需要借助數(shù)據(jù)挖掘和清洗工具，對收集到的數(shù)據(jù)進行預處理、異常檢測、缺失值填補等操作，確保數(shù)據(jù)的準確性和完整性。具體而言，可以采用以下幾種措施：

（1）采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實現(xiàn)對線路的實時遠程監(jiān)測，避免人工干預和監(jiān)測不全的問題；

（2）建立臺區(qū)數(shù)據(jù)中心，整合臺區(qū)內(nèi)部的各類數(shù)據(jù)，為后續(xù)的數(shù)據(jù)分析提供便利；

（3）制定數(shù)據(jù)清洗標準和流程，對數(shù)據(jù)清洗進行規(guī)范化和標準化操作；

（4）建立數(shù)據(jù)質(zhì)量監(jiān)控體系，對數(shù)據(jù)質(zhì)量進行監(jiān)控和管控，保證數(shù)據(jù)的準確性和完整性；

（5）引入人工智能和機器學習技術(shù)，對數(shù)據(jù)進行自動化的清洗和處理，提高數(shù)據(jù)處理效率和準確性。

3.2 數(shù)據(jù)分析和建模

通過對數(shù)據(jù)進行深入分析和建模，可以發(fā)現(xiàn)潛在的線損問題和原因，為改善線損率提供科學依據(jù)。但是，數(shù)據(jù)分析和建模也面臨著數(shù)據(jù)量大、數(shù)據(jù)種類多、模型復雜等挑戰(zhàn)，需要采用合理的優(yōu)化措施。具體而言，可以采用以下幾種措施：

（1）采用數(shù)據(jù)挖掘和機器學習算法，對數(shù)據(jù)進行分析和建模，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)中的規(guī)律和異常點，提煉有效特征，降低分析和建模的難度。

（2）實現(xiàn)算法的自動化和并行化，避免人為干預和錯誤，提高分析和建模的準確性。

（3）建立多維度、多層次的數(shù)據(jù)分析和建?？蚣?，將不同維度的數(shù)據(jù)集成起來，對復雜問題進行系統(tǒng)性分析和建模。

（4）引入深度學習算法，對大規(guī)模的復雜數(shù)據(jù)進行分析和建模，挖掘數(shù)據(jù)中的規(guī)律和知識。

（5）制定評價指標和模型選擇標準，對不同模型和算法進行評估和選擇，確保分析和建模的準確性和可靠性。

3.3 模型優(yōu)化和驗證

通過對模型進行優(yōu)化和驗證，可以發(fā)現(xiàn)模型中存在的問題和不足，并對模型進行改善，能夠提高模型的準確性和可靠性，避免過度擬合和過度簡化的問題，有效提高改善臺區(qū)線損率的決策效果。具體而言，可以采用以下幾種措施：

（1）采用交叉驗證和留出法等多種驗證方法，對模型進行評價和選擇，避免模型過度擬合和過度簡化的問題。

（2）對數(shù)據(jù)進行預處理和特征選擇，降低數(shù)據(jù)的噪聲和冗余，提高模型的準確性。

（3）引入多個模型對比分析，對模型的優(yōu)缺點進行評估，選擇最佳模型進行優(yōu)化。

（4）對模型的參數(shù)進行優(yōu)化和調(diào)整，提高模型的擬合能力和泛化能力。

（5）采用集成學習和模型融合的方法，結(jié)合多個模型的結(jié)果進行預測，提高模型的準確性和可靠性。

4 結(jié)束語

綜上所述，基于數(shù)據(jù)治理的臺區(qū)線損率改善方法可以有效地幫助電力企業(yè)降低臺區(qū)線損率，提高電網(wǎng)運行效率和能源利用率。通過建立臺區(qū)線路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，對臺區(qū)電壓、電流、負載等數(shù)據(jù)進行實時監(jiān)測和采集，實現(xiàn)故障和異常的快速處理。同時，采用數(shù)據(jù)分析和建模技術(shù)，對線路運行情況進行深入分析，找出影響線路安全穩(wěn)定運行的根本原因，并采用回歸分析作為模型建立的方法，逐步剔除不顯著的變量，建立一個精準的預測模型?？偟膩碚f，基于數(shù)據(jù)治理的臺區(qū)線損率改善方法能夠幫助電力公司通過數(shù)據(jù)分析和管理，找出問題，優(yōu)化管理措施，提高供電質(zhì)量，進一步降低臺區(qū)線損率，促進電力企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。