基于大數(shù)據(jù)背景的電力調(diào)度數(shù)據(jù)智能估計(jì)技術(shù)研究

葛來(lái)福 張貝 陳智華

摘要：隨著經(jīng)濟(jì)和信息技術(shù)的快速發(fā)展，電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)經(jīng)過(guò)多年的運(yùn)行，積累了豐富的運(yùn)行數(shù)據(jù)，包括各種量測(cè)數(shù)據(jù)、告警數(shù)據(jù)、故障與運(yùn)行事件數(shù)據(jù)、電量數(shù)據(jù)及計(jì)劃預(yù)測(cè)類(lèi)數(shù)據(jù)，但業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)都是獨(dú)立存在于OCS、OMS、EMS等系統(tǒng)中，形成了信息孤島。隨著互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)分析的發(fā)展，“數(shù)據(jù)中臺(tái)”的概念被提出，即采用數(shù)據(jù)的分層與水平解耦，將數(shù)據(jù)運(yùn)營(yíng)和產(chǎn)品能力從前臺(tái)進(jìn)行剝離，成立獨(dú)立的數(shù)據(jù)中臺(tái)，解決煙囪式數(shù)據(jù)架構(gòu)體系的問(wèn)題。本文針對(duì)電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)，基于“數(shù)據(jù)中臺(tái)”的理念，提出了一種電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)中臺(tái)建設(shè)方法。

關(guān)鍵詞：電力調(diào)度;調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng);數(shù)據(jù)中臺(tái)

引言

電網(wǎng)常規(guī)運(yùn)行、檢修運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的大量電路狀態(tài)重構(gòu)和全角度覆蓋的運(yùn)行工況，即電力調(diào)度大數(shù)據(jù)，進(jìn)行電路運(yùn)行狀態(tài)的分析和電路各類(lèi)故障的精準(zhǔn)定位。基于轉(zhuǎn)移潮流策略和電力調(diào)度大數(shù)據(jù)的狀態(tài)智能估計(jì)技術(shù)。

1電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)數(shù)據(jù)管理存在的問(wèn)題

1）數(shù)據(jù)規(guī)模方面。電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)包括主網(wǎng)、配網(wǎng)和用戶(hù)側(cè)的數(shù)據(jù)，日增數(shù)據(jù)規(guī)?？蛇_(dá)2萬(wàn)億條。2）數(shù)據(jù)處理方面。傳統(tǒng)數(shù)據(jù)分析以指標(biāo)統(tǒng)計(jì)為主，較少深入挖掘數(shù)據(jù)規(guī)律，采用的技術(shù)手段難以處理海量、復(fù)雜、關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)，導(dǎo)致“數(shù)據(jù)睡眠”。3）數(shù)據(jù)應(yīng)用方面。如何充分利用數(shù)據(jù)資源為電網(wǎng)運(yùn)行、規(guī)劃、管理提供輔助決策，成為亟待解決的問(wèn)題。

2電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)中臺(tái)架構(gòu)

2.1二維可視化技術(shù)應(yīng)用

在智能調(diào)度大數(shù)據(jù)可視化技術(shù)應(yīng)用時(shí)，二維可視化主要表現(xiàn)在如下幾點(diǎn)：其一，動(dòng)態(tài)潮流法。潮流作為電力調(diào)度運(yùn)行中常見(jiàn)情況，動(dòng)態(tài)潮流的可視化不僅能夠?qū)⒊绷髯兓闆r實(shí)時(shí)展現(xiàn)，還能夠根據(jù)潮流數(shù)量、流動(dòng)速度確定負(fù)荷情況，同時(shí)，還能夠通過(guò)限額、裕度直觀掌握潮流改變大小與改變方向。所以，在電力智能化調(diào)度中，應(yīng)用可視化技術(shù)，提高了數(shù)據(jù)信息直觀性，為調(diào)度行為提供了便利。其二，單品圖法。在二維可視化技術(shù)中，單品圖法應(yīng)用包含如下幾點(diǎn)：1）有助于調(diào)度人員快速尋找單品圖法下最大數(shù)據(jù)，對(duì)其所處區(qū)域做好顏色填充工作，并有效標(biāo)準(zhǔn)最大數(shù)據(jù)位置情況。2）通過(guò)系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行過(guò)程與最大數(shù)據(jù)，確定扇形區(qū)域。3）通過(guò)電力系統(tǒng)運(yùn)行情況，選擇規(guī)定顏色，填充扇形區(qū)域，直觀呈現(xiàn)電力調(diào)度數(shù)據(jù)信息。其三，等值線法。該方法能夠?qū)㈦娏φ{(diào)度不同類(lèi)型數(shù)據(jù)直觀呈現(xiàn)，如：線路負(fù)載率、變壓器負(fù)載率、節(jié)點(diǎn)電壓，以此促進(jìn)調(diào)度人員準(zhǔn)確及時(shí)掌握智能電網(wǎng)運(yùn)行情況，提高電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定性。

2.2可靠性評(píng)價(jià)方法

針對(duì)復(fù)雜電力系統(tǒng)的多指標(biāo)體系，需要根據(jù)指標(biāo)的重要程度進(jìn)行賦權(quán)，從而對(duì)電力系統(tǒng)調(diào)度進(jìn)行評(píng)價(jià)。在綜合評(píng)價(jià)的方法中，主要包括主觀賦權(quán)和客觀賦權(quán)兩種方法。主觀賦權(quán)主要依靠經(jīng)驗(yàn)決策，分別有專(zhuān)家法、層次法以及評(píng)價(jià)法，這類(lèi)評(píng)價(jià)方法主觀性成分占了多數(shù)，更多依賴(lài)于專(zhuān)家等人員的工作經(jīng)驗(yàn)，因此其評(píng)價(jià)結(jié)果不夠客觀?？陀^賦權(quán)主要是采用數(shù)理統(tǒng)計(jì)的方法，將各參數(shù)數(shù)值化，通過(guò)目標(biāo)優(yōu)化、概率算法等，得到不同指標(biāo)參數(shù)的差異性和有效信息量，進(jìn)而確定不同指標(biāo)的權(quán)重，但這種方法又不能綜合考慮指標(biāo)的應(yīng)用價(jià)值。為了衡量電力調(diào)度系統(tǒng)的穩(wěn)定性，需要綜合考慮其歷史數(shù)據(jù)，結(jié)合大數(shù)據(jù)技術(shù)，對(duì)電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行深入挖掘，獲得電網(wǎng)調(diào)度的各項(xiàng)信息，根據(jù)數(shù)據(jù)挖掘結(jié)果對(duì)系統(tǒng)可靠性進(jìn)行評(píng)估。熵權(quán)法來(lái)源于信息論，無(wú)論理論基礎(chǔ)還是應(yīng)用前景，都有不錯(cuò)的參考價(jià)值，可被應(yīng)用于電力調(diào)度系統(tǒng)的穩(wěn)定性評(píng)價(jià)。

2.3監(jiān)測(cè)預(yù)警精度

為了進(jìn)一步驗(yàn)證文中方法的有效性，對(duì)采用文中方法的電力調(diào)度系統(tǒng)監(jiān)測(cè)預(yù)警結(jié)果與實(shí)際測(cè)試的電力調(diào)度系統(tǒng)監(jiān)測(cè)預(yù)警結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，采用文中方法的電力調(diào)度系統(tǒng)監(jiān)測(cè)預(yù)警結(jié)果與實(shí)際測(cè)試的電力調(diào)度系統(tǒng)監(jiān)測(cè)預(yù)警結(jié)果相差較小，誤差基本控制在0.002mm以?xún)?nèi)，說(shuō)明文中方法的電力調(diào)度系統(tǒng)監(jiān)測(cè)預(yù)警精度較高，對(duì)異常數(shù)據(jù)溢出控制能力較好。

2.4電力調(diào)度智能估計(jì)原理

（1）采用智能狀態(tài)估計(jì)技術(shù)對(duì)基態(tài)數(shù)據(jù)切面和當(dāng)前時(shí)刻數(shù)據(jù)切面實(shí)現(xiàn)對(duì)轉(zhuǎn)移潮流分布情況的分析，首先對(duì)當(dāng)前時(shí)刻數(shù)據(jù)切面質(zhì)量不滿(mǎn)足要求的幾個(gè)區(qū)域進(jìn)行準(zhǔn)確的定位。（2）對(duì)進(jìn)行準(zhǔn)確定位的幾個(gè)區(qū)域依次進(jìn)行母線功率平衡分析。（3）倘若對(duì)某區(qū)域的狀態(tài)進(jìn)行分析，得出母線功率處于平衡狀態(tài)的結(jié)論后，則跳過(guò)該區(qū)域?qū)ο聜€(gè)區(qū)域進(jìn)行母線功率平衡分析。如果得到母線處于不平衡狀態(tài)的信息，則進(jìn)一步深入分析每個(gè)元件的功率平衡狀態(tài)，具體包括線路變壓器的功率平衡性分析、線路首尾段的功率平衡性分析、雙回線路的功率差異性分析以及主變壓器的有功功率平衡性分析等。（4）對(duì)變壓器的分接頭狀態(tài)進(jìn)行檢查，確認(rèn)具體的類(lèi)型以及所配置的檔位是否正確。（5）假設(shè)全部設(shè)備均處于功率平衡狀態(tài)，區(qū)域內(nèi)的多個(gè)數(shù)據(jù)遙測(cè)點(diǎn)均無(wú)異常，則對(duì)母線側(cè)斷路器的合閘狀態(tài)進(jìn)行檢查。對(duì)并聯(lián)實(shí)現(xiàn)無(wú)功補(bǔ)償功能的電容器和電抗器的投切狀態(tài)進(jìn)行檢查，并檢查相關(guān)隔離開(kāi)關(guān)和斷路器的遙信位置變化情況。

2.5調(diào)度經(jīng)濟(jì)運(yùn)行數(shù)據(jù)智能管家

調(diào)度經(jīng)濟(jì)運(yùn)行數(shù)據(jù)智能管家系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)電運(yùn)行數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、分析和應(yīng)用，包含數(shù)據(jù)輸入、數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)應(yīng)用三方面功能。（1）數(shù)據(jù)輸入：具備從節(jié)調(diào)系統(tǒng)或OMS系統(tǒng)、OCS系統(tǒng)導(dǎo)入負(fù)荷數(shù)據(jù)、機(jī)組檢修數(shù)據(jù)等功能;可人工導(dǎo)入機(jī)組電量、裝機(jī)容量等原始數(shù)據(jù)表單。（2）數(shù)據(jù)管理：具備基于給定規(guī)則，從輸入數(shù)據(jù)中提取信息并形成電廠電量數(shù)據(jù)的功能，并可實(shí)現(xiàn)對(duì)電廠參數(shù)、電量數(shù)據(jù)、裝機(jī)容量數(shù)據(jù)、負(fù)荷數(shù)據(jù)、檢修數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，形成基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)。（3）數(shù)據(jù)應(yīng)用：對(duì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行智能化統(tǒng)計(jì)及分析，具體包括電量與利用小時(shí)數(shù)、統(tǒng)調(diào)電量與負(fù)荷信息的匯總統(tǒng)計(jì)，節(jié)能效益測(cè)算，購(gòu)電成本分析等功能。

3結(jié)語(yǔ)

電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)的雙平面改造工程可提升電力系統(tǒng)各廠站至各調(diào)度機(jī)構(gòu)電力生產(chǎn)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃院桶踩?。因此采用量化表征和模糊監(jiān)測(cè)方法進(jìn)行電力調(diào)度系統(tǒng)的異常數(shù)據(jù)溢出控制，通過(guò)確定權(quán)限閾值，設(shè)置電力調(diào)度系統(tǒng)監(jiān)測(cè)預(yù)警等級(jí)，從而構(gòu)建電力調(diào)度系統(tǒng)監(jiān)測(cè)預(yù)警模型。

參考文獻(xiàn)

[1]朱旭，楊軍，李高俊杰，等.計(jì)及虛擬儲(chǔ)能系統(tǒng)的區(qū)域綜合能源系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度策略[J].電力建設(shè)，2020，41（8）：99-110.

[2]崔楊，周慧娟，仲悟之.考慮火電調(diào)峰主動(dòng)性與需求響應(yīng)的含儲(chǔ)能電力系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度[J].高電壓技術(shù)，2020，7：1-12.

[3]朱瑩瑩.電力調(diào)度監(jiān)控運(yùn)行可靠性及解決對(duì)策[J].通訊世界，2018（3）：240-241.