基于大數(shù)據(jù)的配電自動化系統(tǒng)應(yīng)用研究

傅文進 曹保山 呂東 馮杰波

[摘? ? 要 ]隨著科學(xué)技術(shù)的逐漸發(fā)展，大數(shù)據(jù)技術(shù)理論與配電自動化系統(tǒng)的結(jié)合是當(dāng)前社會智能化電網(wǎng)的基本需求。簡單介紹大數(shù)據(jù)的概念，并且對配電自動化系統(tǒng)的實際現(xiàn)狀進行分析研究。主要從功能、網(wǎng)絡(luò)以及數(shù)據(jù)架構(gòu)方面進行簡要分析，并對其做出總結(jié)，進而提高配電系統(tǒng)整體智能化水平，增強電力公司的供電服務(wù)質(zhì)量以及整體經(jīng)濟效益。

[關(guān)鍵詞]大數(shù)據(jù)技術(shù);配電;自動化系統(tǒng);應(yīng)用;研究分析

[中圖分類號]TM727.1 [文獻標志碼]A [文章編號]2095–6487（2020）08–000–03

Research on Application of Distribution Automation System Based on Big Data

Fu Wen-jin， Cao Bao-shan， Lü Dong， Feng Jie-bo

[Abstract]With the gradual development of science and technology， the combination of big data technology theory and distribution automation system is the basic demand of the current social intelligent power grid. Briefly introduce the concept of big data， and analyze and study the actual status of the distribution automation system. It mainly analyzes and summarizes the functions， networks， and data architectures， so as to improve the overall intelligence level of the power distribution system， and enhance the power supply service quality and overall economic benefits of the power company.

[Keywords]big data technology; power distribution; automation system; application; research analysis

1 簡要概述

最近幾年來大數(shù)據(jù)技術(shù)得到了人們的廣泛關(guān)注，大數(shù)據(jù)技術(shù)是指對復(fù)雜、大量的數(shù)據(jù)信息進行研究分析，并且運用最為準確、有效以及迅速的方法提取該數(shù)據(jù)中的有效信息的一種技術(shù)手段。大數(shù)據(jù)技術(shù)最初應(yīng)用于金融領(lǐng)域、物流行業(yè)以及互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等，隨和時代的不斷發(fā)展，信息技術(shù)有了顯著提升，該技術(shù)便逐漸延伸至電力能源等方面。

配電網(wǎng)本身結(jié)構(gòu)組織比較復(fù)雜，且涉及的技術(shù)范圍較為廣泛，其中主要包括3個方面。

（1）在電子行業(yè)、通信行業(yè)、電力行業(yè)以及軟件行業(yè)等領(lǐng)域中，因為對于技術(shù)性以及專業(yè)性的標準較高，需要高素質(zhì)、高水平的維護人員對其進行管理控制，此外，因為涉及的專業(yè)領(lǐng)域不同，所以在人才的配置方面，必須要具備多方面不同專業(yè)技能以及專業(yè)知識的人才投入到該工作中。

（2）配電自動化的供電設(shè)備因為制造商比較多的緣故，在對供電設(shè)備進行采購招標的時候沒有統(tǒng)一標準，購買不同廠家中的機械設(shè)備，不管是從技術(shù)標準與規(guī)范上，還是從實際操作工程與維護中都存在較大的差異。

（3）配電網(wǎng)自動化包含許多子系統(tǒng)，如配電張主站、信息終端以及通信網(wǎng)絡(luò)等，因此在實際管理以及維護工作中需要涉及許多不同部門。

2 配電自動化系統(tǒng)的實際現(xiàn)狀研究

在當(dāng)前社會中，供電企業(yè)的配電自動化系統(tǒng)大多數(shù)應(yīng)用的是南瑞科技OPEN-3200主站系統(tǒng)，與之前的配電系統(tǒng)進行比較，該配電自動化主站系統(tǒng)的功能增加了許多，在實際使用過程中更加高效便捷一些，如區(qū)域一體化、自動化以及信息交互等功能。當(dāng)前電網(wǎng)中應(yīng)用最為廣泛的配電自動化系統(tǒng)常見問題主要有3個。

（1）因為網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架基本上已經(jīng)完善成熟，已經(jīng)不允許進行整體的大調(diào)整，但是與此同時各個配套系統(tǒng)交互還存在一定的缺陷，信息化的整體程度在一定程度上還有繼續(xù)深挖改善的空間，所以仍然需要投入大量的人力物力不斷對其進行針對性的提升，相對而言，當(dāng)前大多數(shù)的配電線路在都處在“盲調(diào)”的狀態(tài)。

（2）各個系統(tǒng)之間的信息數(shù)據(jù)流通存在問題，信息數(shù)據(jù)流通的不順暢會影響各個系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)性和聯(lián)動性，所以，具體工作實踐中發(fā)現(xiàn)在數(shù)據(jù)信息的挖掘方面以及分析提取方面還存在一定的欠缺，有相當(dāng)一段的進步空間需要相關(guān)專業(yè)人員進行不斷的完善及改革創(chuàng)新。

（3）當(dāng)前配電自動化技術(shù)的應(yīng)用還不夠深化，深度的技術(shù)運用才會使配電自動化系統(tǒng)愈發(fā)的成熟且高效，而普遍上來看，國內(nèi)的大多數(shù)配電自動化系統(tǒng)依舊處在初步推廣的階段。有一些配電網(wǎng)絡(luò)整體結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的城市中，由于多區(qū)塊多功能的立體化結(jié)合是一個龐大而又不斷產(chǎn)生新問題的過程，所以其配電自動化系統(tǒng)始終還沒有成功地連成一片，導(dǎo)致目前還沒有形成規(guī)模性的系統(tǒng)管理效應(yīng)，因此當(dāng)前配電自動化系統(tǒng)的高級運用存在支撐力不足的情況。

3 大數(shù)據(jù)技術(shù)基礎(chǔ)上的配電自動化系統(tǒng)研究

3.1 大數(shù)據(jù)技術(shù)在配電網(wǎng)運行中的作用

從相關(guān)數(shù)據(jù)資料中可以看出，目前配電網(wǎng)在實際運行的過程中主要存在的問題可以分為四大類。

（1）配電網(wǎng)中的電壓質(zhì)量存在雜亂無章的問題，且該電壓波動頻繁，特別是長配電線路，這類配電網(wǎng)問題低于高端精工的產(chǎn)業(yè)具有較大的不良影響。

（2）三相不平衡度指標不合格加大了變壓器以及線路消耗，對于電動機的負荷安全與穩(wěn)定運行有很大的影響，并且該問題對于供電企業(yè)的供電質(zhì)量造成影響，進而逐漸形成一個惡性循環(huán)。

（3）配電網(wǎng)的供電水平不夠穩(wěn)定，整體狀態(tài)雜亂無章。配電網(wǎng)在實際運行的過程中對于供電安全性的標準逐漸增高，必須要達到符合安全與高質(zhì)量的供電服務(wù)。在實際工作中，配電網(wǎng)的供電水平存在地區(qū)差異，較為發(fā)達的城市中配電網(wǎng)供電服務(wù)較為可靠安全，而較為落后的城市地區(qū)中配電網(wǎng)并不是十分可靠。并且配電網(wǎng)的常規(guī)供電服務(wù)可靠性是在配電網(wǎng)長時間運行的情況下依照可靠指標進行的統(tǒng)計分析，需要應(yīng)用的統(tǒng)計時間比較長，這是一種結(jié)果導(dǎo)向的手段，該方法決定其無法直接應(yīng)用于配電網(wǎng)實際運行的短期安全性評估以及調(diào)度控制。

（4）配電網(wǎng)整體運行的方式比較單一與固定，抵御風(fēng)險的實際能力未知。配電網(wǎng)運行方式的靈活性能夠直接影響到網(wǎng)絡(luò)抗干擾的實際效果，目前國內(nèi)常見的配電自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。當(dāng)前國內(nèi)的配電網(wǎng)連接模式主要有3種;①單輻射饋線;②手拉手環(huán)網(wǎng)接線;③多點聯(lián)絡(luò)接線，其需要達到閉環(huán)設(shè)計開環(huán)運行的基礎(chǔ)。

根據(jù)理論研究，配電負荷中存在許多供電路徑，不過配電網(wǎng)常常運用固定方式進行實際運行。網(wǎng)絡(luò)在受到干擾或者出現(xiàn)故障問題的情況下，配電網(wǎng)運行的方式可以調(diào)換的可行性以及及時性展現(xiàn)了配電網(wǎng)持續(xù)供電的整體能力。人們需要關(guān)注的是，隨著逐漸增多的新能源運用到配電網(wǎng)中，分布式電源的間歇波動與潮流的雙向流動給配電網(wǎng)的實際運行帶來了更大的挑戰(zhàn)，同時也是對配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的挑戰(zhàn)，如圖1所示。

3.2 數(shù)據(jù)構(gòu)架

大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上的配電自動化系統(tǒng)中建立的數(shù)據(jù)模型構(gòu)成主要有5個。

（1）基礎(chǔ)數(shù)據(jù)層。

（2）數(shù)據(jù)預(yù)處理層。

（3）數(shù)據(jù)存儲分析。

（4）數(shù)據(jù)挖掘分析。

（5）業(yè)務(wù)應(yīng)用等。

其中基礎(chǔ)數(shù)據(jù)層主要是包括電網(wǎng)網(wǎng)架數(shù)據(jù)、用電信息采集數(shù)據(jù)、配電GIS數(shù)據(jù)以及電網(wǎng)運行數(shù)據(jù)等，它的主要作用就是為上層數(shù)據(jù)的分析打下基礎(chǔ)，提供最基本的數(shù)據(jù)信息來源。而數(shù)據(jù)預(yù)處理層的主要組成主要包括數(shù)據(jù)去重、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)合并以及插值擬合，它的主要作用就是為層次較低的國家電網(wǎng)用電數(shù)據(jù)信息進行分析以及預(yù)處理工作，進而達到數(shù)據(jù)合并、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換以及數(shù)據(jù)去重的效果。數(shù)據(jù)存儲分析層主要包括三部分;①型數(shù)據(jù)庫;②云平臺集中中心;③分布式文件庫，數(shù)據(jù)存儲分析層主要是用于大數(shù)據(jù)的存放，對于大數(shù)據(jù)處理有著一定的支撐效果。

3.3 驅(qū)動力

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和突破創(chuàng)新，關(guān)于智能配用電的相關(guān)技術(shù)有了很大的進步，各電力企業(yè)也已經(jīng)建立了許多智能電表以及用戶用電信息采集系統(tǒng)，為平常的電力開展及保障工作提供了許多便利之處，獲得了切切實實的新型體驗。此外，還有停電管理系統(tǒng)、電能質(zhì)量檢測系統(tǒng)以及配電自動化系統(tǒng)等，這些配電系統(tǒng)的運用能夠立體化地完善配電自動化系統(tǒng)，豐富其結(jié)構(gòu)組成的同時產(chǎn)生許多異構(gòu)數(shù)據(jù)，為將來配電自動化系統(tǒng)的革新和升級提供了有力的技術(shù)數(shù)據(jù)保障。

大數(shù)據(jù)技術(shù)涵蓋的范圍包括大數(shù)據(jù)分析與大數(shù)據(jù)處理，具體實際中體現(xiàn)在計算機技術(shù)和數(shù)據(jù)挖掘等方面。積極深入地學(xué)習(xí)和運用大數(shù)據(jù)技術(shù)，能使配電自動化系統(tǒng)的大數(shù)據(jù)處理、大數(shù)據(jù)儲存以及大數(shù)據(jù)分析等全面地高效地成為可能。因此，在現(xiàn)有配電系統(tǒng)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上進一步應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)，深入研究大數(shù)據(jù)技術(shù)的作用與價值，應(yīng)用于智能配電技術(shù)的進步與發(fā)展，對將來我國供配電領(lǐng)域的發(fā)展有著積極的推動作用。

4 電氣自動化控制在供配電系統(tǒng)中的運用方式

4.1 遠程計量檢測供配電系統(tǒng)

供配電系統(tǒng)在目前的實際應(yīng)用中仍然會存在人工抄表的檢測方式，這種方式存在人力資源投入頗大并且工作效率比較低的問題，導(dǎo)致常常有一些發(fā)生誤差的現(xiàn)象出現(xiàn)。那么，對于技術(shù)手段創(chuàng)新之后，應(yīng)用電氣自動化技術(shù)投入到配電自動化系統(tǒng)的建設(shè)當(dāng)中，運用電腦相關(guān)技術(shù)對其進行遠程計量檢測，能夠防止一些人工抄表過程中的誤差對數(shù)據(jù)信息的精準性造成的干擾，不僅提高了供配電系統(tǒng)工作的準確性以及高效性，而且在很大程度上減少了人力資源的投入，同時又能保證系統(tǒng)更加先進且高效。

4.2 檢測供配電系統(tǒng)中的電能質(zhì)量

將電氣自動化技術(shù)更深入投入到實際運用中，不僅能夠?qū)┡潆娤到y(tǒng)中的電能質(zhì)量進行實際檢測，確保電能質(zhì)量始終符合使用標準，而且還能夠應(yīng)用電腦分析供配電系統(tǒng)的運行狀態(tài)，避免一些常見問題的發(fā)生，做到防患于未然。如以往實際工作中經(jīng)常發(fā)生的電能線路產(chǎn)生故障的問題，那么運用新的電氣自動化技術(shù)后故障線路就會通過電腦定位傳輸信號，然后系統(tǒng)就會進行自動斷電并且發(fā)出信號示警，這樣及時的防治相結(jié)合的手段能夠最大限度地確保電能傳送的質(zhì)量以及安全穩(wěn)定。

5 結(jié)束語

總之，配電自動化系統(tǒng)進一步建設(shè)的目的，主要就是為了確保用戶供電的可靠性、穩(wěn)定性以及安全性。在進行實際供電的過程中，應(yīng)該對其進行有效、合理的規(guī)劃，專業(yè)人員應(yīng)該結(jié)合配電自動化系統(tǒng)中的實際情況與前沿的專業(yè)知識，不斷的提高專業(yè)水平。要想在將來擁有一套健全高效的配電自動化系統(tǒng)，切不可因循守舊，要針對舊手段舊知識不斷進行改革更新，這樣才能提升供電的可靠性，確保電力系統(tǒng)的可持性發(fā)展，為千家萬戶提供穩(wěn)定可靠的電能保障，更能為我國的可持續(xù)發(fā)展奠定堅實的基礎(chǔ)。

參考文獻

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