基于調(diào)控大數(shù)據(jù)的電網(wǎng)態(tài)勢感知技術(shù)研究

劉 雷，劉 洋，楊大春，劉國瑞

（國網(wǎng)山西省電力公司，太原 030000）

采用大數(shù)據(jù)挖掘的思想，對海量調(diào)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)進行提取、分析、處理后采用數(shù)據(jù)挖掘方法去分析，整合各類歷史及實時數(shù)據(jù)，為調(diào)度工作提供態(tài)勢感知能力，為電網(wǎng)調(diào)度員提供電網(wǎng)在不同狀態(tài)下的最優(yōu)決策，提高供電的可靠性。

1 研究現(xiàn)狀

目前電力大數(shù)據(jù)的研究還在理論研究階段，將其應(yīng)用于實際電網(wǎng)運行中并指導(dǎo)實踐的成果較少。2013年3月，《中國電力大數(shù)據(jù)發(fā)展白皮書》的發(fā)布標志著我國電力大數(shù)據(jù)研究的開端。白皮書主要探討了我國電力大數(shù)據(jù)的發(fā)展背景，提出電力大數(shù)據(jù)的定義與特征，指出電力大數(shù)據(jù)的關(guān)鍵技術(shù)，分析電力大數(shù)據(jù)的應(yīng)用前景。電力大數(shù)據(jù)將促進電力行業(yè)的能源變革進程的快速發(fā)展，成為實現(xiàn)能源綠色可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)。

目前的研究主要集中在電力大數(shù)據(jù)的關(guān)鍵技術(shù)研究和應(yīng)用場景分析研究，將電網(wǎng)業(yè)務(wù)和大數(shù)據(jù)技術(shù)相結(jié)合的實例分析比較少，因此在電力系統(tǒng)中的實際應(yīng)用較少。

電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)中產(chǎn)生的大數(shù)據(jù)具有典型大數(shù)據(jù)的特征，有效獲取大數(shù)據(jù)中的潛在知識對電力系統(tǒng)規(guī)劃、運行等有重大意義。因此，電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)大數(shù)據(jù)尤其對電網(wǎng)可靠、穩(wěn)定、安全運行至關(guān)重要的海量告警信息而言，必將為電網(wǎng)風(fēng)險預(yù)警和管控領(lǐng)域帶來新的機遇與解決方案。

2 態(tài)勢感知技術(shù)的設(shè)計理念

通過電網(wǎng)運行的海量數(shù)據(jù)獲知設(shè)備運行狀況，實現(xiàn)對電力系統(tǒng)運行的全過程狀態(tài)監(jiān)測，保障電力系統(tǒng)的穩(wěn)定、可靠運行。

一是設(shè)備監(jiān)視實現(xiàn)沉浸式感知，全景互動展示變電站、電廠設(shè)備的物理分布情況及運行狀態(tài)，實現(xiàn)全網(wǎng)設(shè)備的立體化監(jiān)視、可視化解剖、全視角狀態(tài)模擬、路徑漫游體驗等功能，徹底改變了目前的二維圖形、文字報文式監(jiān)視模式；

二是多維海量數(shù)據(jù)全過程應(yīng)用，對大電網(wǎng)調(diào)控運行數(shù)據(jù)進行深化挖掘，進行多維度、多元化分析，輔助調(diào)控人員對監(jiān)控信息進行事前風(fēng)險預(yù)警、事中趨勢分析、異常處置及事后分析評估；

三是實現(xiàn)故障線路快速定位，通過與智能電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)實時聯(lián)動，甄別故障線路是否在“三跨”區(qū)段，提高故障處理的針對性。

經(jīng)測算，項目實施后，可有效減少設(shè)備停運時間和檢修次數(shù)，降低運維人員現(xiàn)場出動頻次，降低“三跨”線路故障對高鐵、公路的影響，防止發(fā)生因“三跨”線路故障而導(dǎo)致的較大公共安全和電網(wǎng)安全事件。

3 主要技術(shù)手段

3.1 實現(xiàn)虛擬到站巡視

通過運用MR技術(shù)（Mix Reality，混合現(xiàn)實技術(shù)），將物理實體與各類信息融合在一起，產(chǎn)生身臨其境的實景環(huán)境，將設(shè)備虛擬模型與設(shè)備物理參數(shù)、智能電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)、輸變電在線監(jiān)測，在線安全分析等實時數(shù)據(jù)動態(tài)關(guān)聯(lián)，提高調(diào)控員對現(xiàn)場環(huán)境的感知度。

3.2 有效防范和化解電網(wǎng)運行風(fēng)險

通過大規(guī)模并行處理、電網(wǎng)數(shù)據(jù)挖掘、云平臺計算等大數(shù)據(jù)技術(shù)，以設(shè)備監(jiān)控四遙信息、二次設(shè)備在線監(jiān)測數(shù)據(jù)等電網(wǎng)實時運行信息為基礎(chǔ)，匯聚設(shè)備臺賬、歷史缺陷、狀態(tài)檢修周期、各類規(guī)程要求等基礎(chǔ)管理數(shù)據(jù)和工業(yè)視頻、氣象系統(tǒng)、在線安全分析等技術(shù)支持系統(tǒng)輔助信息等多維海量數(shù)據(jù)，由計算機對海量數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計對比解析，得出客觀結(jié)果，輔助調(diào)控人員快速決策。

3.3 實現(xiàn)故障坐標精準定位

以海量數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，運用態(tài)勢感知技術(shù)特有的安全風(fēng)險識別能力，通過與智能電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)聯(lián)動，從全局視角提升對安全威脅的發(fā)現(xiàn)識別、理解分析、響應(yīng)處置能力。

4 技術(shù)可預(yù)見成效及市場前景

一是減少設(shè)備停運時間和檢修次數(shù)。通過電網(wǎng)運行設(shè)備的海量數(shù)據(jù)態(tài)勢感知，結(jié)合設(shè)備歷史故障數(shù)據(jù)及臺賬缺陷信息，在線診斷設(shè)備健康狀況。例如：通過運行態(tài)勢感知XX站500千伏XXI線5073-1刀閘SF6氣室漏氣接近閉鎖值，檢修人員及時到站進行了帶電補氣，有效減少了設(shè)備停運時間。經(jīng)測算，減少主網(wǎng)設(shè)備停運時間共計約120小時，年平均減少設(shè)備檢修次數(shù)約3次。

二是降低運維人員現(xiàn)場出動頻次。在無人或少人值守的站點，通過態(tài)勢感知診斷技術(shù)對全網(wǎng)設(shè)備進行精益化巡視。經(jīng)測算，在惡劣天氣下，運維人員出動特巡次數(shù)預(yù)計由10次下降至3次；重大活動保電期間，運維人員到站特巡次數(shù)預(yù)計由15次下降至5次。

三是降低“三跨”線路故障對高鐵、公路的影響；重點監(jiān)視“三跨”線路，避免線路在“三跨”點發(fā)生倒塔、斷線、絕緣子掉串等事故。經(jīng)測算，年均減少線路故障后查線公里數(shù)約300公里。

5 結(jié)束語

本文提出的基于調(diào)控大數(shù)據(jù)的電網(wǎng)態(tài)勢感知技術(shù)在理論上能夠?qū)崿F(xiàn)電網(wǎng)大數(shù)據(jù)與虛擬現(xiàn)實技術(shù)的有效融合，為電網(wǎng)風(fēng)險預(yù)警提供一定的決策依據(jù)，能夠提高電網(wǎng)風(fēng)險管控能力，有助于電網(wǎng)可靠、安全和穩(wěn)定運行。但是，由于目前的大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用在調(diào)控系統(tǒng)還在理論研究階段，本文提出的基于大數(shù)據(jù)的態(tài)勢感知技術(shù)存在進一步優(yōu)化和完善的潛力。