智能配電網(wǎng)綜合數(shù)據(jù)平臺(tái)的設(shè)計(jì)研究

秦楠

摘要：配電網(wǎng)智能化建設(shè)以提高供電可靠性、改善供電質(zhì)量、提升電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)效率和滿足客戶需求為目的。配電網(wǎng)智能化建設(shè)與改造不可或缺的是綜合數(shù)據(jù)平臺(tái)的應(yīng)用，以綜合數(shù)據(jù)平臺(tái)為基礎(chǔ)，依據(jù)本地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、設(shè)備現(xiàn)狀、負(fù)荷水平以及不同區(qū)域供電可靠性的實(shí)際需求進(jìn)行配電網(wǎng)智能化建設(shè)和改造。該文從智能配電網(wǎng)管理需求、綜合數(shù)據(jù)平臺(tái)應(yīng)用、智能配電網(wǎng)綜合數(shù)據(jù)平臺(tái)設(shè)計(jì)等方面介紹了智能配電網(wǎng)綜合數(shù)據(jù)平臺(tái)的構(gòu)建和應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：智能配電網(wǎng)；綜合數(shù)據(jù)平臺(tái)；數(shù)據(jù)采集；數(shù)據(jù)分析

中圖分類號(hào)：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2016）02-0158-03

配電網(wǎng)智能化建設(shè)以提高供電可靠性、改善供電質(zhì)量、提升電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)效率和滿足客戶需求為目的。配電網(wǎng)智能化建設(shè)與改造不可或缺的是綜合數(shù)據(jù)平臺(tái)的應(yīng)用，以綜合數(shù)據(jù)平臺(tái)為基礎(chǔ)，依據(jù)本地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、設(shè)備現(xiàn)狀、負(fù)荷水平以及不同區(qū)域供電可靠性的實(shí)際需求進(jìn)行配電網(wǎng)智能化建設(shè)和改造。

1 智能配電網(wǎng)管理需求

各地供電公司智能配電網(wǎng)的管理標(biāo)準(zhǔn)指示配電網(wǎng)在管理層需要達(dá)到的標(biāo)準(zhǔn)。配電網(wǎng)的管理標(biāo)準(zhǔn)包括：配電網(wǎng)中設(shè)備標(biāo)識(shí)的管理和維護(hù)、配電網(wǎng)基本信息資料、供電公司管轄的配電網(wǎng)綜合管理工作等內(nèi)容。智能配電網(wǎng)構(gòu)建與改造必須考慮智能配電、智能用電方面的發(fā)展需要。

1.1智能配電網(wǎng)構(gòu)建

智能配電網(wǎng)的構(gòu)建，除了包括傳統(tǒng)配電網(wǎng)中的電纜、變壓器、隔離開關(guān)等設(shè)備，還包括配電網(wǎng)智能化改造或建設(shè)的通信網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)處理平臺(tái)。智能配電網(wǎng)的設(shè)置應(yīng)符合下列標(biāo)準(zhǔn)：

配電變壓器的設(shè)置必須符合城鄉(xiāng)發(fā)展規(guī)劃、電網(wǎng)建設(shè)規(guī)劃、技術(shù)改造的要求，滿足配電變壓器管轄用戶近期對(duì)電力的需要，適當(dāng)考慮中遠(yuǎn)期電力的需要，設(shè)置在低壓負(fù)荷的中心，縮短低壓供電的半徑，降低低壓線路的損耗，保證電壓質(zhì)量，爭(zhēng)取最好的經(jīng)濟(jì)效益。智能配電網(wǎng)中各設(shè)備的選型必須符合國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、電力行業(yè)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)程，以及技術(shù)裝備先進(jìn)、環(huán)境配置合理的要求。

智能配電網(wǎng)中變壓器的配置應(yīng)按“小容量、密布點(diǎn)、短半徑”的原則，即可以滿足供用電可靠、安全、運(yùn)行靈活、經(jīng)濟(jì)、管理方便的要求，又可以適當(dāng)留有余地。室內(nèi)安裝的變壓器必須根據(jù)負(fù)荷的需求選擇：室內(nèi)變壓器單臺(tái)的容量不能超 800KVA。桿架式或臺(tái)式、戶外安裝的變壓器根據(jù)負(fù)荷需求選擇：?jiǎn)闻_(tái)容量一般不超過(guò)400KVA。

智能配電網(wǎng)中的無(wú)功補(bǔ)償裝置遵循分層分區(qū)、周邊平衡的原則。智能配電網(wǎng)安裝無(wú)功自動(dòng)補(bǔ)償裝置時(shí)，要求：在低壓側(cè)母線上安裝，容量按變壓器容量 30%～40%設(shè)置；以電壓為條件，依照無(wú)功要求分類自動(dòng)進(jìn)行投切；采用復(fù)合投切的方式；選擇適當(dāng)?shù)淖儔浩鞣纸宇^，以免電壓過(guò)高，電容器不能運(yùn)行。

智能配電網(wǎng)下各級(jí)分支箱必須外觀完整，上鎖，分支箱中的帶電器件要用絕緣材料封包，公開的場(chǎng)地，如進(jìn)行落地安裝配電箱，要用雙重的絕緣措施；金屬箱體必須采用外殼接地。配電網(wǎng)的表計(jì)量裝置安裝齊全，采用具有遠(yuǎn)程監(jiān)控和采集功能的電能計(jì)量表，電能計(jì)量準(zhǔn)確，密封施封要完備，配電網(wǎng)的一般停送電故障處理需要不影響計(jì)量表的準(zhǔn)確計(jì)量。智能配電網(wǎng)設(shè)備應(yīng)設(shè)備標(biāo)識(shí)清楚，并采取智能防盜措施，例如：線路導(dǎo)線、設(shè)施安防，電纜井蓋安防和變壓器安防等。

1.2智能配電網(wǎng)各項(xiàng)指標(biāo)的管理

根據(jù)配電網(wǎng)的線損情況，智能配電網(wǎng)線損管理有四個(gè)方面的管理。第一，線損率達(dá)標(biāo)的管理，線損率達(dá)標(biāo)的配電網(wǎng)有兩種情況，分別為樓宇集中用電、非集中用電管理。屬于樓宇集中用電管理，城網(wǎng)配電網(wǎng)線損率應(yīng)小于等于 8%，農(nóng)網(wǎng)、城鄉(xiāng)結(jié)合部應(yīng)小于等于10%。屬于非集中用電的，城網(wǎng)配電網(wǎng)線損率應(yīng)小于等于 10%，農(nóng)網(wǎng)、城鄉(xiāng)結(jié)合部應(yīng)小于等于12%。第二，線損率不合格配電網(wǎng)，城網(wǎng)配電網(wǎng)線損率應(yīng)小于等于 12%，農(nóng)網(wǎng)、城鄉(xiāng)結(jié)合部應(yīng)小于等于15%。第三，特高損耗配電網(wǎng)，城網(wǎng)配電網(wǎng)線損率應(yīng)小于等于 18%，農(nóng)網(wǎng)、城鄉(xiāng)結(jié)合部應(yīng)小于等于20%。第四，配電網(wǎng)的電費(fèi)回收指標(biāo)、客戶對(duì)供用電服務(wù)投訴數(shù)量等指標(biāo)的管理，也屬于智能配電網(wǎng)指標(biāo)的管理。

1.3智能配電網(wǎng)指標(biāo)考核

智能配電網(wǎng)指標(biāo)考核包括責(zé)任人考核、配電網(wǎng)線損率考核、電費(fèi)回收率考核、配電網(wǎng)電價(jià)執(zhí)行情況考核、配電網(wǎng)優(yōu)質(zhì)服務(wù)情況考核等。責(zé)任人考核內(nèi)容包括：業(yè)務(wù)變更導(dǎo)致電力營(yíng)銷系統(tǒng)中標(biāo)識(shí)、資料、信息發(fā)生變更時(shí)，必須明確變更內(nèi)容的維護(hù)責(zé)任人員、完成時(shí)限、責(zé)任追究；負(fù)責(zé)維護(hù)配電網(wǎng)設(shè)備標(biāo)識(shí)的崗位名稱、部門名稱。電費(fèi)回收率考核結(jié)果應(yīng)提供給電力營(yíng)銷部門寫出分析報(bào)告。配電網(wǎng)是否是優(yōu)質(zhì)服務(wù)情況考核，用戶可以通過(guò)對(duì)配電網(wǎng)服務(wù)進(jìn)行評(píng)價(jià)，根據(jù)評(píng)價(jià)考核配電網(wǎng)是否屬于優(yōu)質(zhì)服務(wù)。

2綜合數(shù)據(jù)平臺(tái)的應(yīng)用

2.1 綜合數(shù)據(jù)平臺(tái)的定義

綜合數(shù)據(jù)平臺(tái)提供供電公司配電網(wǎng)的數(shù)據(jù)整合。針對(duì)原本分散、類型與結(jié)構(gòu)不一致的數(shù)據(jù)中存在的質(zhì)量問題和規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)問題進(jìn)行清洗整理，按照標(biāo)準(zhǔn)的模式存儲(chǔ)在ODS（操作型數(shù)據(jù)存儲(chǔ)）和數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)中。

綜合數(shù)據(jù)平臺(tái)就是一個(gè)在某一特定領(lǐng)域內(nèi)，運(yùn)用大量數(shù)據(jù)提取并分析的計(jì)算機(jī)程序系統(tǒng)。綜合數(shù)據(jù)平臺(tái)可以為行業(yè)專家提供計(jì)算機(jī)模型的基本數(shù)據(jù)，進(jìn)而來(lái)處理現(xiàn)實(shí)世界中需要專家做出分析的復(fù)雜多樣化問題，并得出和行業(yè)專家相似的結(jié)論。

2.2 綜合數(shù)據(jù)平臺(tái)的特點(diǎn)

綜合數(shù)據(jù)平臺(tái)包括：基礎(chǔ)數(shù)據(jù)平臺(tái)、查詢統(tǒng)計(jì)、預(yù)警監(jiān)控、數(shù)據(jù)分析。

基礎(chǔ)數(shù)據(jù)平臺(tái)提供智能配電網(wǎng)的數(shù)據(jù)整合，構(gòu)成包括ODS、數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)、在線歷史庫(kù)和電子檔案庫(kù)等的數(shù)據(jù)分析基礎(chǔ)環(huán)境。查詢統(tǒng)計(jì)包括具有調(diào)取數(shù)據(jù)、錄入數(shù)據(jù)、組合運(yùn)算、查詢顯示等基本功能，還可以進(jìn)行通用和特殊報(bào)表的設(shè)計(jì)、發(fā)布、生成填報(bào)和修改、訂閱和顯示輸出以及打印歸檔。預(yù)警監(jiān)控包括按照一定的業(yè)務(wù)口徑定義業(yè)務(wù)預(yù)警指標(biāo)，系統(tǒng)對(duì)這些預(yù)警指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)異常時(shí)系統(tǒng)做出相應(yīng)的操作和處理，功能包括預(yù)警監(jiān)控信息的生成、查詢、發(fā)送、處理、追蹤反饋、結(jié)果干預(yù)等。數(shù)據(jù)分析包括根據(jù)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)平臺(tái)提供的數(shù)據(jù)，配電網(wǎng)數(shù)據(jù)與量化指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比，并根據(jù)各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行配電網(wǎng)運(yùn)行預(yù)測(cè)和配電網(wǎng)能力的估算。

3智能配電網(wǎng)綜合數(shù)據(jù)平臺(tái)的設(shè)計(jì)

國(guó)家電網(wǎng)公司提出：“堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)建設(shè)是一項(xiàng)高度復(fù)雜的系統(tǒng)工程，包括發(fā)電、輸電、變電、配電、用電、調(diào)度六個(gè)環(huán)節(jié)以及支撐各個(gè)環(huán)節(jié)的通信信息平臺(tái)?！蓖瑫r(shí)，指出智能配電網(wǎng)建設(shè)與改造的原則，其中一個(gè)原則：智能配電網(wǎng)構(gòu)建要以配電調(diào)度和配電網(wǎng)生產(chǎn)指揮為主，實(shí)現(xiàn)對(duì)配電網(wǎng)在智能配電網(wǎng)的綜合數(shù)據(jù)平臺(tái)應(yīng)用中，匯總哪些方面的數(shù)據(jù)是至關(guān)重要的。

智能配電網(wǎng)構(gòu)建需要智能化的電氣設(shè)備，更需要精心的管理和策劃。智能化配電網(wǎng)電氣設(shè)備包括：諧波治理設(shè)備、無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備、智能型變壓器等設(shè)備，為智能配電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集提供良好的硬件基礎(chǔ)；精心的管理和策劃網(wǎng)絡(luò)通信和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，配置一個(gè)數(shù)據(jù)應(yīng)用平臺(tái)，最大限度地挖掘這個(gè)優(yōu)質(zhì)配置的電網(wǎng)內(nèi)部潛力。

在電網(wǎng)設(shè)備配置方面，將低電壓線路、變壓器和用電客戶的要求協(xié)調(diào)考慮，在配電網(wǎng)各方面進(jìn)行智能改造；在電力工作管理方面，兼顧營(yíng)銷管理和生產(chǎn)管理兩方面的要求。智能配電網(wǎng)改造可以按照智能配電網(wǎng)設(shè)備巡檢、正常運(yùn)行、設(shè)備操作、事故智能化分析四個(gè)層面來(lái)進(jìn)行綜合數(shù)據(jù)平臺(tái)的設(shè)計(jì)。智能配電網(wǎng)的構(gòu)建應(yīng)考慮可擴(kuò)展條件，以便能夠接入更多未來(lái)發(fā)展需要的智能設(shè)備，而不必再進(jìn)行二次建設(shè)。

3.1 設(shè)備巡檢數(shù)據(jù)平臺(tái)

配電網(wǎng)中的設(shè)備巡檢工作包括：常規(guī)巡檢、全面巡檢、夜間巡檢、特殊情況巡檢。智能配電網(wǎng)的設(shè)備巡檢數(shù)據(jù)平臺(tái)設(shè)計(jì)的功能包括；常規(guī)巡檢智能化工具數(shù)據(jù)采集記錄，用于記錄變形、變色、污穢、腐蝕、火花等現(xiàn)象；智能化巡檢工具的使用，例如：智能測(cè)溫儀可以把巡檢的設(shè)備溫度數(shù)據(jù)收集到數(shù)據(jù)平臺(tái)供后期分析；智能巡檢儀可以提示值班員巡檢設(shè)備的順序和位置，避免漏巡檢的發(fā)生；智能夜間巡檢設(shè)備，引導(dǎo)值班員進(jìn)行夜巡，防止出現(xiàn)安全事故或巡檢不到位的情況。

3.2 智能配電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)平臺(tái)

配電網(wǎng)各個(gè)設(shè)備正常運(yùn)行期間，值班員要按運(yùn)行規(guī)程，在主控室中的各種控制屏幕上監(jiān)視各種儀表的視數(shù)、監(jiān)視各個(gè)開關(guān)狀態(tài)的指示情況、監(jiān)視配電站一次設(shè)備、二次設(shè)備的運(yùn)行情況、監(jiān)視電網(wǎng)潮流分布狀況。

智能配電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)平臺(tái)的設(shè)計(jì)要考慮兩方面功能：第一，在設(shè)備正常運(yùn)行時(shí)候，值班員下達(dá)運(yùn)行監(jiān)視指令，智能配電站智能化完成設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)的記錄，如出現(xiàn)異常及時(shí)報(bào)警，并給出處理建議；第二，在配電站各種儀表、各個(gè)開關(guān)、一次設(shè)備、二次設(shè)備等適當(dāng)位置安裝數(shù)據(jù)采集裝置，將數(shù)據(jù)采集到運(yùn)行數(shù)據(jù)平臺(tái)，進(jìn)行進(jìn)一步的分析處理等工作。

智能配電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)平臺(tái)設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)包括：線路電壓電流數(shù)據(jù)、絕緣設(shè)置情況、標(biāo)識(shí)牌設(shè)置情況、線路有功和無(wú)功功率情況、配電網(wǎng)潮流情況、母線頻率和電壓情況、變壓器功率因數(shù)、電容投切狀況等。各種數(shù)據(jù)根據(jù)一定的時(shí)間間隔，通過(guò)數(shù)據(jù)平臺(tái)收集并整理。

3.3 設(shè)備操作數(shù)據(jù)平臺(tái)

配電網(wǎng)的設(shè)備操作包括：電氣設(shè)備倒閘操作、停電拉閘操作等，其中最為常見的操作是倒閘操作。以單母線停電檢修操作方案為例，首先進(jìn)行模擬操作，依次將電容器、電抗器、主變壓器低壓斷路器轉(zhuǎn)換為冷備用狀態(tài)，再停電母線電壓互感器，最后接地。這一系列操作需要操作人員反復(fù)誦記，增加操作人員的工作量。設(shè)備操作數(shù)據(jù)平臺(tái)的設(shè)計(jì)包括各種電器設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)操作過(guò)程，為操作人員提供操作規(guī)程參考，提供智能答疑，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)設(shè)備操作規(guī)程智能化提示。

設(shè)備操作數(shù)據(jù)平臺(tái)的設(shè)計(jì)還包括：在各個(gè)設(shè)備操作機(jī)構(gòu)上進(jìn)行智能化改造，設(shè)備操作時(shí)進(jìn)行智能化引導(dǎo)，防止誤操作。

3.4 事故智能分析數(shù)據(jù)平臺(tái)

配件網(wǎng)的事故處理需要工程技術(shù)人員有一定的事故處理經(jīng)驗(yàn)，并按照相關(guān)規(guī)定、技術(shù)規(guī)范進(jìn)行事故分析。智能配電網(wǎng)的事故智能分析數(shù)據(jù)平臺(tái)的功能設(shè)計(jì)包括：輔助工程人員判斷事故原因，逐一排除人身傷亡、大面積停電、設(shè)備運(yùn)行事故，分析事故發(fā)生前后各運(yùn)行數(shù)據(jù)情況；為事故分析專家系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)依據(jù)，輔助工程人員盡快處理事故。

3.5 綜合數(shù)據(jù)平臺(tái)

綜合數(shù)據(jù)平臺(tái)，是配電網(wǎng)綜合數(shù)據(jù)匯總并分析的數(shù)據(jù)平臺(tái)，該平臺(tái)可以為管理層提供決策依據(jù)。

綜合數(shù)據(jù)平臺(tái)具備的功能包括：判斷配電網(wǎng)的線損等級(jí)，根據(jù)配電網(wǎng)線損指標(biāo)，判斷配電網(wǎng)的線損等級(jí)；判斷配電網(wǎng)綜合指標(biāo)，根據(jù)配電網(wǎng)指標(biāo)考核包括責(zé)任部門考核、配電網(wǎng)線損率考核、電費(fèi)回收率考核、配電網(wǎng)電價(jià)執(zhí)行情況考核、配電網(wǎng)優(yōu)質(zhì)服務(wù)情況考核，判斷配電網(wǎng)綜合指標(biāo)。

4 總結(jié)

配電網(wǎng)智能化建設(shè)以提高供電可靠性、改善供電質(zhì)量、提升電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)效率和滿足客戶需求為目的。配電網(wǎng)智能化建設(shè)與改造不可或缺的是綜合數(shù)據(jù)平臺(tái)的應(yīng)用，以綜合數(shù)據(jù)平臺(tái)為基礎(chǔ)，依據(jù)本地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、設(shè)備現(xiàn)狀、負(fù)荷水平以及不同區(qū)域供電可靠性的實(shí)際需求進(jìn)行配電網(wǎng)智能化建設(shè)和改造。本文從智能配電網(wǎng)管理需求、綜合數(shù)據(jù)平臺(tái)應(yīng)用、智能配電網(wǎng)綜合數(shù)據(jù)平臺(tái)設(shè)計(jì)等方面介紹了智能配電網(wǎng)綜合數(shù)據(jù)平臺(tái)的構(gòu)建和應(yīng)用。

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