基于數(shù)據(jù)庫(kù)分析的配網(wǎng)運(yùn)行管理平臺(tái)設(shè)計(jì)

施德州

摘 要：隨著電網(wǎng)的大力發(fā)展，智能設(shè)備不斷運(yùn)用在配電網(wǎng)中，對(duì)人員的操作和認(rèn)知會(huì)有極大的挑戰(zhàn)，在電網(wǎng)的生產(chǎn)運(yùn)行中會(huì)產(chǎn)生大量監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，本文對(duì)配電網(wǎng)產(chǎn)生的大數(shù)據(jù)進(jìn)行分類(lèi)分析，對(duì)配網(wǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)的建立進(jìn)行介紹，基于改進(jìn)OLTP建立配電網(wǎng)大數(shù)據(jù)平臺(tái)，對(duì)配電網(wǎng)完善發(fā)展，建立配網(wǎng)安全運(yùn)行預(yù)警信息管理平臺(tái)，提高電網(wǎng)安全運(yùn)行水平。

關(guān)鍵詞：智能電網(wǎng) 配電網(wǎng) 數(shù)據(jù)庫(kù)

中圖分類(lèi)號(hào)：TM72 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2018）10（c）-00-03

在傳統(tǒng)電力系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)中，對(duì)于出現(xiàn)的故障搶修工作，只能做到事后應(yīng)對(duì)，并不能做到事前合理預(yù)警。隨著智能電網(wǎng)的大力發(fā)展和普及，電網(wǎng)的規(guī)模在進(jìn)一步擴(kuò)大，電網(wǎng)在運(yùn)行和維護(hù)中出現(xiàn)的故障類(lèi)型在增加，對(duì)運(yùn)行維護(hù)工作的要求也就越來(lái)越高。在國(guó)家營(yíng)造良好營(yíng)商環(huán)境的大背景下，如何將傳統(tǒng)電網(wǎng)中的事后處理轉(zhuǎn)變到利用數(shù)據(jù)分析的事前預(yù)警，已經(jīng)是國(guó)內(nèi)外的研究重點(diǎn)。本文研究的主要工作是在傳統(tǒng)的電網(wǎng)運(yùn)行維護(hù)的基礎(chǔ)上建立故障預(yù)警輔助決策系統(tǒng)，在新設(shè)備新形勢(shì)下的電網(wǎng)中，可以提高電網(wǎng)的運(yùn)行效率，保證國(guó)民經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定高速發(fā)展。

1 配電網(wǎng)大數(shù)據(jù)介紹

1.1 配電網(wǎng)數(shù)據(jù)特點(diǎn)

配電網(wǎng)是電力系統(tǒng)的重要組成部分，是直接連接用戶的系統(tǒng)，用戶繁多，接線復(fù)雜，運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)龐雜，在生產(chǎn)生活中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)有以下特點(diǎn)：（1）隨著用戶的增長(zhǎng)幾乎呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)；（2）數(shù)據(jù)格式根據(jù)配網(wǎng)使用的系統(tǒng)有所不同，單位尺度、功能效應(yīng)差別較大；（3）數(shù)據(jù)采集傳輸過(guò)程中的管理環(huán)節(jié)不充分，造成數(shù)據(jù)的偏差；（4）電動(dòng)汽車(chē)和新能源的接入導(dǎo)致電網(wǎng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)多樣性增加；（5）除生產(chǎn)部門(mén)外同政府部門(mén)如交通、氣象、規(guī)劃等數(shù)據(jù)有密切關(guān)系。

1.2 配電網(wǎng)數(shù)據(jù)分類(lèi)

配電網(wǎng)數(shù)據(jù)主要分為生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)數(shù)據(jù)和非生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)數(shù)據(jù)。

（1）生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)：包括調(diào)度、運(yùn)檢、營(yíng)銷(xiāo)在日常生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，包括生產(chǎn)管理系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)、調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)、配電自動(dòng)化等系統(tǒng)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，如圖1所示，雖然各個(gè)部門(mén)之間使用的管理系統(tǒng)不一致，但其組成的統(tǒng)一整體在電力系統(tǒng)的正常運(yùn)營(yíng)的過(guò)程中都密不可分，缺一不可。

（2）非生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)數(shù)據(jù)：非生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)數(shù)據(jù)通常包括國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展數(shù)據(jù)、交通的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，氣溫、光照、溫度、濕度等氣象數(shù)據(jù)等，非生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)類(lèi)數(shù)據(jù)在配電搶修、電網(wǎng)規(guī)劃、電力建設(shè)等方面有著重要的影響，對(duì)配電網(wǎng)的正常運(yùn)行及發(fā)展也有著舉足輕重的作用。

2 配網(wǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)項(xiàng)目設(shè)計(jì)

生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)類(lèi)數(shù)據(jù)和非生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)類(lèi)數(shù)據(jù)在配電網(wǎng)中都有著舉足輕重的作用，同樣也易于獲得，將上述數(shù)據(jù)集成到配網(wǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)中，對(duì)于配電網(wǎng)的數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)就有了如下要求。

（1）數(shù)據(jù)分類(lèi)和空間設(shè)計(jì)管理。

數(shù)據(jù)庫(kù)的分類(lèi)和空間設(shè)計(jì)管理是配電網(wǎng)數(shù)據(jù)管理平臺(tái)的基礎(chǔ)所在，全面的分層和統(tǒng)一的格式空間才能使得數(shù)據(jù)在運(yùn)行管理評(píng)價(jià)中高效有用，如地圖數(shù)字化，線路地圖化等基礎(chǔ)參數(shù)的處理需要統(tǒng)一的格式和單位，對(duì)于統(tǒng)一分類(lèi)的數(shù)據(jù)，如地理信息如果特征值不同其所需要進(jìn)行的數(shù)據(jù)分層也就不同。

（2）生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)類(lèi)數(shù)據(jù)和非生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)類(lèi)數(shù)據(jù)評(píng)價(jià)。

對(duì)于采集到的數(shù)據(jù)的有效性以需要在歸類(lèi)數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)就進(jìn)行有效地評(píng)價(jià)，從而保證后續(xù)數(shù)據(jù)處理的過(guò)程中有效正確。

（3）數(shù)據(jù)化同實(shí)物關(guān)系分類(lèi)。

配電網(wǎng)采集的數(shù)據(jù)需要同相應(yīng)的實(shí)物進(jìn)行有效連接通過(guò)其相對(duì)應(yīng)的信息分配到不同的層類(lèi)，并于相應(yīng)的實(shí)物圖片，進(jìn)行有效統(tǒng)計(jì)。

（4）數(shù)據(jù)間的關(guān)聯(lián)分析

配電網(wǎng)中采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行初步的關(guān)聯(lián)分析，對(duì)數(shù)據(jù)有助于數(shù)據(jù)的分類(lèi)的同時(shí)找到數(shù)據(jù)的聯(lián)系，通過(guò)數(shù)據(jù)間的關(guān)聯(lián)分析進(jìn)行數(shù)據(jù)分類(lèi)，得到分層的初步體系。

3 基于數(shù)據(jù)庫(kù)管理的配電網(wǎng)運(yùn)行管理平臺(tái)搭建

配電網(wǎng)數(shù)據(jù)集成中存在大量專(zhuān)業(yè)數(shù)據(jù)，為有效組織和管理這些數(shù)據(jù)，采用圖2所示的流程示意圖對(duì)其進(jìn)行數(shù)據(jù)分類(lèi)管理，保證數(shù)據(jù)的統(tǒng)一性的同時(shí)也要保證數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)性，在處理歷史數(shù)據(jù)的同時(shí)保證數(shù)據(jù)的更新。

配電網(wǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)主要以專(zhuān)業(yè)數(shù)據(jù)為主，以地理信息（GIS）系統(tǒng)為輔，其流程的本質(zhì)是數(shù)據(jù)信息集成技術(shù)，建立數(shù)據(jù)的倉(cāng)庫(kù)模型，在用傳統(tǒng)的OLTP系統(tǒng)管理配網(wǎng)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，對(duì)數(shù)據(jù)表格進(jìn)行規(guī)范化處理，使得數(shù)據(jù)的新增、刪除、修改等操作流暢，可以使作業(yè)人員快速定位所需要的數(shù)據(jù)，提高運(yùn)行效率。

在智能電網(wǎng)廣泛運(yùn)用的現(xiàn)在，采用改進(jìn)OLTP方法的電網(wǎng)信息能量流相對(duì)于傳統(tǒng)電網(wǎng)有著更多樣的更高效的雙向流動(dòng)和互動(dòng)，也就對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行水平和運(yùn)行效率有極大的提升。

4 配網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

本文對(duì)配電網(wǎng)電能質(zhì)量采集數(shù)據(jù)的過(guò)程利用上述步驟建立設(shè)計(jì)過(guò)程如圖3所示。

數(shù)據(jù)采集方面，硬件端有多臺(tái)終端保證通信的可靠性和數(shù)據(jù)的兼容性，DTU和RTU之間可互相轉(zhuǎn)換，共同維護(hù)；軟件端有DataNode、InfoNode、PQDIF、SCADA、PQView、ARCGIS10、ERDASIMAGINE9、ENV4、MySQL，軟件構(gòu)架及數(shù)據(jù)如圖4所示。

配網(wǎng)運(yùn)行管理平臺(tái)處理流程如下。

（1）數(shù)據(jù)預(yù)處理。

（2）數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)分析。

（3）數(shù)據(jù)聚類(lèi)分析。

（4）電能質(zhì)量運(yùn)行水平分析。

（5）得出結(jié)論采取應(yīng)對(duì)措施。

5 結(jié)語(yǔ)

本文結(jié)合智能配電網(wǎng)系統(tǒng)中數(shù)據(jù)龐雜的特點(diǎn)，根據(jù)傳統(tǒng)OLTP處理數(shù)據(jù)的模式，提出一種新穎數(shù)據(jù)管理平臺(tái)，并構(gòu)建整體流程，基于GIS建立的數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)在電網(wǎng)運(yùn)行效率會(huì)越來(lái)越高，所用軟件以及硬件系統(tǒng)有效地使不同數(shù)據(jù)之間的存儲(chǔ)和運(yùn)行的效率得到提高，使得電網(wǎng)的可靠性得到提高，隨著電網(wǎng)的發(fā)展和數(shù)據(jù)庫(kù)的充實(shí)，在未來(lái)電網(wǎng)的發(fā)展中，該平臺(tái)的作用將會(huì)得到大力發(fā)展和改善，具有巨大價(jià)值和潛力。

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