面向電力調(diào)度大數(shù)據(jù)下的智能分析技術(shù)

陸超欣

摘 要：智能電網(wǎng)需要具備全景狀態(tài)數(shù)據(jù)，針對電網(wǎng)在運行與檢修過程中所呈現(xiàn)出的多態(tài)數(shù)據(jù)、海量異構(gòu)情況，也就是需要對電力調(diào)度大數(shù)據(jù)進行嚴格分析，在面對錯誤數(shù)據(jù)時做好精準定位，這也成為當前人們關(guān)注的重點。在電力調(diào)度大數(shù)據(jù)下采用智能分析技術(shù)，可以對SCADA量測所發(fā)生的錯誤數(shù)據(jù)做好精準定位，并且通過實踐方式可以對該方法所具備的準確性做出驗證，以此為大數(shù)據(jù)應用提供重要參考。

關(guān)鍵詞：電力調(diào)度;大數(shù)據(jù);智能分析;有效措施

引言

目前來看，隨著社會進步飛快與電力行業(yè)高速發(fā)展，各界對于電網(wǎng)所具備的智能化情況提出更高要求，希望電力系統(tǒng)在采集數(shù)據(jù)過程中保證精準度，因為數(shù)據(jù)量增長幅度極快，是否能夠擁有精準的數(shù)據(jù)信息，也決定了電力系統(tǒng)在運行過程中的可靠性與安全性，同時數(shù)據(jù)質(zhì)量顯得尤為重要。因為通信通道干擾、意外災害頻繁發(fā)生等情況，就會導致大電網(wǎng)數(shù)據(jù)在傳輸過程中仍然會出現(xiàn)較多的問題，該情況的出現(xiàn)，對于系統(tǒng)安全運行與電網(wǎng)實時計算造成負面影響，因此我們需要從實際情況出發(fā)，對其進行精準的辨識與檢測。

一、智能電力調(diào)度平臺

調(diào)度系統(tǒng)在工作中最主要的任務就是要保證在極短的時間內(nèi)對數(shù)據(jù)信息進行處理，以此可以保證數(shù)據(jù)安全、經(jīng)濟、穩(wěn)定運行下去。目前國內(nèi)電網(wǎng)面臨急速擴張的趨勢，在電力系統(tǒng)中，調(diào)度系統(tǒng)有著最高的數(shù)字化程度，但是也面臨極大困難。在電網(wǎng)調(diào)度大數(shù)據(jù)下，智能系統(tǒng)的運用，實現(xiàn)了網(wǎng)絡化通信功能、細化處理服務、整合與控制功能、自動協(xié)調(diào)功能，并且為人們提供將自動化與信息化結(jié)合在一起的調(diào)度平臺，主要情況如下圖1所示：

在圖一中筆者展示出智能調(diào)度平臺主要結(jié)構(gòu)，通過觀察可知，該系統(tǒng)將大數(shù)據(jù)技術(shù)、人工智能等多種先進技術(shù)融入其中，利用高端技術(shù)可以對電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)與服務進行決策、分析、建模等，并且對于所得到的模型做出優(yōu)化。從平臺最優(yōu)決策入手可以發(fā)現(xiàn)其具備現(xiàn)代性、前瞻性、穩(wěn)定性、適應性等諸多優(yōu)點，以此可以保證國內(nèi)電網(wǎng)朝著綠色、安全方向發(fā)展。在圖一中所展示的內(nèi)容就是根據(jù)業(yè)務實際情況對于系統(tǒng)做出整合，在智能電網(wǎng)調(diào)度平臺中由兩個部分組成，一個是軟件應用平臺，另一個則是基礎(chǔ)服務平臺?；A(chǔ)服務平臺在運行過程中會為人們提供底層服務支持，包括數(shù)據(jù)維護、安全管理、數(shù)據(jù)庫建立、總線、管理系統(tǒng)等。軟件應用平臺包括四個模塊，分別是安全應用、計劃應用、調(diào)度應用、監(jiān)控應用。每個平臺中都會包含數(shù)個相關(guān)應用。在監(jiān)控應用平臺中會涉及到電力穩(wěn)定性分析、電力調(diào)度決策、電力監(jiān)控等。利用應用平臺可以對電網(wǎng)進行全程的分析與監(jiān)控，所以監(jiān)控應用平臺被稱作智能電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)平臺。調(diào)度應用平臺也包括內(nèi)部管理、電力運行、電力管理等幾個方面。該平臺可以對與電網(wǎng)相關(guān)信息做出分析與整理，在計劃應用平臺中也包括項目申報應用與負荷預測應用等。該模塊將智能分析作為其中的支撐，協(xié)調(diào)多個平臺功能。安全應用平臺在應用中為計劃應用平臺保駕護航，為其提供安全支撐，同時也提供技術(shù)支持。與傳統(tǒng)的電網(wǎng)調(diào)度平臺相比，智能分析技術(shù)的應用可以對數(shù)據(jù)做出精準預測，因此有著更加靈活調(diào)度資源與廣泛資源控制，為人們提供更加開放平臺。

二、大數(shù)據(jù)核心技術(shù)

大數(shù)據(jù)關(guān)鍵技術(shù)通常包括大數(shù)據(jù)應用與展現(xiàn)、大數(shù)據(jù)挖掘與分析、大數(shù)據(jù)管理與儲存、大數(shù)據(jù)提前處理、大數(shù)據(jù)信息采集等多個方面。大數(shù)據(jù)采集技術(shù)主要是利用社交網(wǎng)絡交互數(shù)據(jù)、傳感器數(shù)據(jù)、RFID射頻數(shù)據(jù)、移動互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)等多個方法來獲得非結(jié)構(gòu)化、半結(jié)構(gòu)化、結(jié)構(gòu)化的大量數(shù)據(jù)。在大數(shù)據(jù)預處理時需要對已經(jīng)接收到的信息做好清洗、抽取、辨析等多項工作。大數(shù)據(jù)管理與存儲技術(shù)就是通過讀取與快速存儲數(shù)據(jù)，利用非關(guān)系型數(shù)據(jù)方式來對非結(jié)構(gòu)化、半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)做出管理。大數(shù)據(jù)挖掘與分析技術(shù)則是從模糊的、有噪聲的、不完全的、大量的、隨機的數(shù)據(jù)提取一些隱蔽信息，但是這些信息卻有著極高的價值。大數(shù)據(jù)應用與展現(xiàn)也包括數(shù)據(jù)分析、結(jié)果顯示、歷史數(shù)據(jù)查看等，以此可以保證復雜化數(shù)據(jù)信息朝著清晰與透明方向發(fā)展，并且采用直觀的方式展示數(shù)據(jù)，最終可以幫助人們理解數(shù)據(jù)且提高數(shù)據(jù)所具備的價值。

三、電力調(diào)度大數(shù)據(jù)下的智能分析技術(shù)

為了解決在傳統(tǒng)方式下采用人工排查方式導致電網(wǎng)量測缺乏較高準確率且工作效率極為低下問題，在這時我們需要將智能分析技術(shù)加入其中。根據(jù)多項數(shù)據(jù)可以建立與其對應的潮流轉(zhuǎn)移方程，著重分析出設備量測與網(wǎng)絡拓撲變化之間內(nèi)在聯(lián)系，考慮到場站狀態(tài)水平、多端口下功率平衡、節(jié)點功率平衡、潮流轉(zhuǎn)移等不同約束條件，隨后通過研究得出將錯誤數(shù)組合與不同類型量測同時并立的定位模式[1]。

（一）轉(zhuǎn)移潮流算法

在電力調(diào)度中可以將大數(shù)據(jù)分成三種類型，主要包括下述幾種：一是電力企業(yè)管理過程中的各項數(shù)據(jù)，二是電力企業(yè)在營銷中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，包括用戶情況、售電量、電價交易等，三是設備檢查與電網(wǎng)運行各項數(shù)據(jù)信息。在電網(wǎng)運行與監(jiān)測設備過程中，利用SCADA數(shù)據(jù)可以作為其中重要指標，數(shù)據(jù)質(zhì)量也能對運行監(jiān)視與電網(wǎng)實時計算起到至關(guān)重要作用，所以在這個狀態(tài)下針對SCAD數(shù)據(jù)深入分析，有著極高價值。SCADA數(shù)據(jù)會根據(jù)一定的頻率不斷更新，因為時間間斷會展現(xiàn)出的數(shù)據(jù)差，在這時就能直接反映出網(wǎng)絡變化信息，也就是可以及時的為人們提供網(wǎng)絡拓撲變化與功率變化所帶來的轉(zhuǎn)移潮流，其中也包括錯誤量測。因此就要求必須對上個時刻估算情況，直接反映網(wǎng)絡的實際狀態(tài)，保證數(shù)據(jù)錯誤與拓撲錯誤得到辨識。在具體應用過程中，需要工作人員保證在進行維護后，所獲得狀態(tài)可以滿足相關(guān)要求。所以可以反映出網(wǎng)絡實況的狀態(tài) [2]。

（二）狀態(tài)估計智能分析原理

一是根據(jù)狀態(tài)估計對數(shù)據(jù)斷面、基態(tài)斷面進行轉(zhuǎn)移潮流分析，在這時必須先定位出數(shù)據(jù)斷面質(zhì)量相差的多個廠站。二是對于每個廠站逐個的進行母線功率平衡情況分析。三是對于目前平衡的廠站，可以直接跳過，隨后進入到下個廠站做出分析。如果母線功率存在不平衡情況，則需要不斷檢查元件中一些有用功率的平衡問題，包括主變壓器有功功率平衡、雙回線路功率差值、線路首末功率平衡、線路變壓器功率平衡等。四是分別的檢查變壓器檔位、分接頭類型是否正確。五是如果所有的設備功率都處于平衡狀態(tài)，同時廠內(nèi)中的每個遙測點都是正常的，那么就需要檢查隔離開關(guān)遙信變位、并聯(lián)電容電抗器相關(guān)斷路器、母線斷路器分離情況[3]。

狀態(tài)估計智能分析流程如下圖2所示：

在今年的五月下旬，某日十點到十一點的時候，某地區(qū)電力企業(yè)對某電網(wǎng)實際情況進行實時監(jiān)測，在十點十一分與十點三十六分別的發(fā)現(xiàn)監(jiān)測到的數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常，隨后該程序會對異常情況進行自動分析。在十點十一分的時候，A站狀態(tài)指標從原來的百分之百下降到百分之八十九，500KV母線不平衡情況是384MW，對于該情況進行仔細分析后可知，A站中的二號變壓器三側(cè)繞組不平衡情況為380MW，隨后找到錯誤量測[4]。將歷史大數(shù)據(jù)與高壓側(cè)有功功率進行對比可以發(fā)現(xiàn)，可以對的問題做好精準定位，A站的當前斷面數(shù)據(jù)與歷史數(shù)據(jù)進行對比后結(jié)果如下表1所示：

母線功率不平衡情況主要是因為線路變壓器存在不平衡，隨后需要對線路變壓器平衡情況做出進一步分析，可以找到發(fā)生問題根源。變壓器繞組功率平衡詳情見表2：

在十點三十六分時系統(tǒng)也提醒出現(xiàn)異常情況，某電廠狀態(tài)指標從原來的百分之百下降到百分之七十二，系統(tǒng)對于母線線路變壓器功率平衡進行分析后并沒有發(fā)現(xiàn)異常，這就說明該電廠的遙測數(shù)據(jù)處于正常狀態(tài)，需要采用拓撲分析方法，具體如下圖3所示：

對拓撲進行分析后可以看出，在電廠一號機的拓撲處于孤島狀態(tài)，因此需要對斷路器遙感情況做出詳細分析，以此發(fā)現(xiàn)斷路器801發(fā)生遙信變位，這就導致一號機與電廠3A出現(xiàn)計算最終數(shù)據(jù)為零，通過數(shù)據(jù)分析可得到各個短路遙信情況。

利用該實例可知，在電力調(diào)度大數(shù)據(jù)下采用智能分析技術(shù)，可以及時掌握遙信狀態(tài)跳變、準確且實時的定位電網(wǎng)運行遙信，為工作人員解決問題提供便利手段。

四、結(jié)束語

綜上所述，在面向電力調(diào)度大數(shù)據(jù)下，采用智能分析方法，可以對電網(wǎng)SCADA數(shù)據(jù)進行實時分析，從根本角度解決人工在核實測量過程中出現(xiàn)高成本、低效率問題，并且為人們參與自動化調(diào)試提供必要工具，從實踐中可知，該方法可以幫助自動化工作人員快速的發(fā)現(xiàn)與解決故障，并且提供SCADA錯誤測量定位情況。

參考文獻：

[1]句榮濱，王巍，孫暢岑，關(guān)瀟濛，王志宏.基于電力調(diào)度大數(shù)據(jù)的狀態(tài)估計智能分析技術(shù)[J].東北電力技術(shù)，2020，41（03）：1-4.

[2]吳奔. 基于流計算的調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)監(jiān)測平臺的研究與實現(xiàn)[D].中國科學院大學（中國科學院沈陽計算技術(shù)研究所），2018.

[3]薛飛.電網(wǎng)安全穩(wěn)定特性分析的調(diào)度運行大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)研究[J].寧夏電力，2019（01）：2.

[4]吳勁松，李舒濤，趙德寧，李光泰，張學昶.第一屆中國電力行業(yè)數(shù)據(jù)中心高峰論壇會議綜述[J].南方能源建設，2018，5（S1）：267-274.