基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的配電網(wǎng)運(yùn)行可靠性研究

林語(yǔ)桐

（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司肇慶供電局，廣東 肇慶 526000）

0 引 言

運(yùn)用大數(shù)據(jù)技術(shù)全面分析配電網(wǎng)的精確投資、配電運(yùn)行、維護(hù)檢修等，提高配電網(wǎng)的供電可靠性、供電服務(wù)質(zhì)量以及運(yùn)行效率。通過(guò)分析充分挖掘設(shè)備運(yùn)營(yíng)、設(shè)備投資、供電服務(wù)等關(guān)鍵業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)價(jià)值，明確業(yè)務(wù)推廣的薄弱環(huán)節(jié)，定位企業(yè)管理的薄弱點(diǎn)，為配電網(wǎng)的高質(zhì)量發(fā)展提供保障。同時(shí)，在對(duì)庫(kù)存數(shù)據(jù)進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上構(gòu)建業(yè)務(wù)評(píng)估系統(tǒng)，對(duì)故障概率和設(shè)備運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行預(yù)測(cè)，從而提高配電網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)控的實(shí)際水平，為分銷網(wǎng)絡(luò)的精細(xì)化管理和規(guī)劃提供數(shù)據(jù)支持，促進(jìn)分銷網(wǎng)絡(luò)的高質(zhì)量發(fā)展。

1 基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的配電網(wǎng)運(yùn)行

數(shù)據(jù)中心配電系統(tǒng)是一個(gè)龐大的系統(tǒng)，端部配電影響著整個(gè)數(shù)據(jù)中心IT關(guān)鍵設(shè)備供電的連續(xù)性，利用智能終端配電確保能源大數(shù)據(jù)中心的穩(wěn)定運(yùn)行已經(jīng)成為電網(wǎng)管理的重點(diǎn)。對(duì)于終端配電，要及時(shí)掌握基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備的實(shí)時(shí)電力信息，為管理人員處理故障提供參考，提高運(yùn)維效率。通過(guò)對(duì)配電系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)，運(yùn)維人員無(wú)須到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)即可對(duì)設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程通電、斷電、重啟等操作，確保系統(tǒng)24 h安全運(yùn)行[1]。

基于大數(shù)據(jù)技術(shù)能夠確保電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，充分挖掘電力需求側(cè)響應(yīng)能力，控制負(fù)載系統(tǒng)調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的智能調(diào)度。積極推進(jìn)電力系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的數(shù)字化、智能化升級(jí)改造，加強(qiáng)電網(wǎng)的靈活精細(xì)化控制，促進(jìn)源網(wǎng)互聯(lián)、充電儲(chǔ)能的多源協(xié)調(diào)，提高電網(wǎng)和各類電源的綜合利用效率。通過(guò)充分應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)，滿足大規(guī)模分布式電源廣泛接入和高效運(yùn)行的要求，從而加快集輸站和配套電網(wǎng)項(xiàng)目建設(shè)。增加變電站之間的負(fù)荷轉(zhuǎn)移通道，在供電區(qū)域內(nèi)合理規(guī)劃城市電網(wǎng)，進(jìn)一步優(yōu)化供電區(qū)域電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，提高開(kāi)關(guān)站的供電可靠性。

配電網(wǎng)大數(shù)據(jù)挖掘與分析不僅可以充分應(yīng)用海量數(shù)據(jù)資源，而且在提高用戶滿意度、支持配電網(wǎng)規(guī)劃與運(yùn)營(yíng)、改善配電網(wǎng)信息系統(tǒng)建設(shè)以及提高外部數(shù)據(jù)利用能力等方面發(fā)揮著突出作用。通過(guò)電力企業(yè)各級(jí)開(kāi)展大數(shù)據(jù)分析應(yīng)用，為配電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展目標(biāo)提供參考。與此同時(shí)，為基層人員開(kāi)展全方位的配電網(wǎng)規(guī)劃、監(jiān)控分析運(yùn)營(yíng)提供參考，有助于提高工作效率，提升服務(wù)質(zhì)量。目前，各大電網(wǎng)公司主要依靠電力管理系統(tǒng)（Power Management System，PMS）對(duì)電網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行管理，PMS可以提供設(shè)備管理所需的大部分信息，包括設(shè)備臺(tái)賬、缺陷數(shù)據(jù)、狀態(tài)評(píng)估數(shù)據(jù)、大修測(cè)試數(shù)據(jù)以及在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)等。從加強(qiáng)對(duì)設(shè)備狀態(tài)全面控制的角度來(lái)看，PMS提供的有效信息有限，對(duì)狀態(tài)變化和風(fēng)險(xiǎn)感知的敏感性不夠，迫切需要一個(gè)具備先進(jìn)的智能診斷和輔助分析功能的管理平臺(tái)，以更好地滿足運(yùn)檢部門的工作需要[2]。

2 基于大數(shù)據(jù)技術(shù)提升配電網(wǎng)運(yùn)行可靠性的有效路徑

建設(shè)大數(shù)據(jù)配電網(wǎng)智能調(diào)度管理系統(tǒng)，綜合利用大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等新興技術(shù)推進(jìn)智能控制體系構(gòu)建，提高供電服務(wù)質(zhì)量。以滿足經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展需求為出發(fā)點(diǎn)，通過(guò)建立配電網(wǎng)智能調(diào)度管理系統(tǒng)，將基于可調(diào)的數(shù)據(jù)共享和質(zhì)量管理相結(jié)合，加強(qiáng)智能配電網(wǎng)調(diào)度控制，實(shí)現(xiàn)基于數(shù)據(jù)融合的共享配電網(wǎng)修復(fù)。深入挖掘電力客戶數(shù)據(jù)，提高供電服務(wù)能力，有針對(duì)性地改善配電網(wǎng)監(jiān)控策略，促進(jìn)配電網(wǎng)調(diào)度控制的一體化管理，使得各種業(yè)務(wù)資源得到協(xié)調(diào)優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)故障的及時(shí)搶修和客戶的高效響應(yīng)，有效提高配電網(wǎng)的運(yùn)行可靠性。

2.1 建立配電網(wǎng)智能調(diào)度管理組織體系

為了打破原有管理體系的限制，提高協(xié)同效率，積極探索大數(shù)據(jù)環(huán)境下調(diào)度控制和運(yùn)行的新型管理模式。從建立組織結(jié)構(gòu)和明確工作職責(zé)入手，協(xié)調(diào)多種資源，不斷加強(qiáng)組織體系和工作機(jī)制建設(shè)，實(shí)現(xiàn)調(diào)度控制運(yùn)行與配電網(wǎng)維修指揮服務(wù)的有效集成，促進(jìn)配電網(wǎng)調(diào)度控制運(yùn)行的規(guī)范化、專業(yè)化、精益化管理[3]。

建立有效的跨部門運(yùn)作的組織結(jié)構(gòu)，設(shè)立分銷網(wǎng)絡(luò)2級(jí)專業(yè)管理小組，由公司主管領(lǐng)導(dǎo)直接負(fù)責(zé)。配電網(wǎng)2級(jí)專業(yè)管理團(tuán)隊(duì)是整個(gè)管理系統(tǒng)的核心，全面負(fù)責(zé)公司配電網(wǎng)智能調(diào)度管理系統(tǒng)的建設(shè)與實(shí)施，統(tǒng)籌安排決策過(guò)程中重大問(wèn)題的相關(guān)資源，促進(jìn)跨部門協(xié)作、相互監(jiān)督、相互支持。建立核心業(yè)務(wù)協(xié)作的工作機(jī)制，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)融合與共享。建立地縣級(jí)調(diào)查服務(wù)一體化工作機(jī)制，提高標(biāo)準(zhǔn)化水平。建立分配信息集成的業(yè)務(wù)應(yīng)用機(jī)制，統(tǒng)一系統(tǒng)基本模式，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)圖、單線圖、地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System，GIS）圖的聯(lián)動(dòng)。充分發(fā)揮配電自動(dòng)化主站系統(tǒng)在感知配電網(wǎng)運(yùn)行信息、預(yù)控運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)、準(zhǔn)確分析故障、科學(xué)安排操作人員以及全面指標(biāo)評(píng)估等方面的作用，為配電網(wǎng)安全可靠運(yùn)行提供保障，同時(shí)為網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)改進(jìn)提供規(guī)劃依據(jù)。構(gòu)建運(yùn)行模式安排和優(yōu)化機(jī)制，促進(jìn)配電網(wǎng)運(yùn)行可靠性和經(jīng)濟(jì)性的統(tǒng)一提高。完善調(diào)度與搶修指揮協(xié)調(diào)機(jī)制，加強(qiáng)配電網(wǎng)指揮調(diào)度中心建設(shè)，促進(jìn)調(diào)度控制、搶修指揮以及現(xiàn)場(chǎng)故障處理的高度協(xié)調(diào)，采用“統(tǒng)一平臺(tái)、共同責(zé)任”的模式[4-7]。

2.2 對(duì)配網(wǎng)調(diào)度控制基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行管理

堅(jiān)持閉環(huán)管理的原則推動(dòng)數(shù)據(jù)共享，不斷提高數(shù)據(jù)應(yīng)用和統(tǒng)計(jì)分析能力，為外部調(diào)度機(jī)構(gòu)提供信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)支持，實(shí)現(xiàn)設(shè)備數(shù)據(jù)的全生命周期控制，提高調(diào)度控制水平。建立基礎(chǔ)數(shù)據(jù)維護(hù)和應(yīng)用機(jī)制，對(duì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的改進(jìn)和應(yīng)用問(wèn)題進(jìn)行協(xié)調(diào)，制定基礎(chǔ)數(shù)據(jù)整改計(jì)劃，明確基礎(chǔ)數(shù)據(jù)整改目標(biāo)和工作實(shí)施計(jì)劃。優(yōu)化分工，嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)逐一對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行審核，做到分工明確。實(shí)施過(guò)程控制，每2周召開(kāi)1次基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和設(shè)備臺(tái)賬應(yīng)用改進(jìn)工作會(huì)，及時(shí)掌握各專業(yè)工作進(jìn)展情況，統(tǒng)計(jì)分析各種問(wèn)題，及時(shí)制定解決方案和優(yōu)化計(jì)劃[8]。

2.3 促進(jìn)配電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)與管理數(shù)據(jù)的集成

采用統(tǒng)一的網(wǎng)格物理模型，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)調(diào)度運(yùn)行數(shù)據(jù)與靜態(tài)調(diào)度管理數(shù)據(jù)的融合。在數(shù)據(jù)指標(biāo)層面，綜合考慮購(gòu)電成本等內(nèi)部經(jīng)濟(jì)因素，提高配電網(wǎng)運(yùn)行的節(jié)能環(huán)保指標(biāo)。在業(yè)務(wù)應(yīng)用層面，建立標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)描述電網(wǎng)的物理屬性，包括設(shè)備參數(shù)信息和設(shè)備之間的連接信息。此外，采用統(tǒng)一網(wǎng)格模型庫(kù)實(shí)現(xiàn)設(shè)備命名的相關(guān)性和標(biāo)準(zhǔn)化[9]。對(duì)配電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估，實(shí)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警，規(guī)范調(diào)度日志、監(jiān)控日志、停電和維護(hù)計(jì)劃的應(yīng)用。有效推進(jìn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)治理，制定標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)清理方法、程序和模板，開(kāi)發(fā)和應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)化的信息清理工具，規(guī)范各環(huán)節(jié)的操作流程和協(xié)同步驟，逐步推進(jìn)數(shù)據(jù)處理操作，為挖掘數(shù)據(jù)價(jià)值奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。配電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)評(píng)估和風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警如圖1所示。

圖1 配電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)評(píng)估和風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警

2.4 開(kāi)發(fā)調(diào)度信息可視化平臺(tái)

開(kāi)發(fā)調(diào)度信息可視化平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)的全景顯示。通過(guò)整合移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用、硬件3D加速、大數(shù)據(jù)多維分析以及新型人機(jī)交互技術(shù)，初步建立基于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)挖掘和可視化系統(tǒng)[10]。首先，創(chuàng)新視覺(jué)顯示系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)視覺(jué)顯示的可擴(kuò)展性和可定制性。根據(jù)不同的業(yè)務(wù)需求，實(shí)現(xiàn)不同功能的疊加和定制設(shè)計(jì)。其次，采用跨平臺(tái)設(shè)計(jì)，以適應(yīng)不同的操作系統(tǒng)。充分利用開(kāi)發(fā)包的跨平臺(tái)特性，最大限度地優(yōu)化性能，滿足生產(chǎn)場(chǎng)景的高性能要求。最后，采用集成設(shè)計(jì)，將視頻、聲音、圖表以及文本完全集成，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)過(guò)渡、可觸摸交互等功能，以滿足不同應(yīng)用場(chǎng)景的顯示要求。

3 結(jié) 論

對(duì)于未來(lái)配電行業(yè)的發(fā)展而言，軟件管理系統(tǒng)的建設(shè)和應(yīng)用服務(wù)能力的提高越來(lái)越重要?；诖髷?shù)據(jù)技術(shù)構(gòu)建合理的配電網(wǎng)管理系統(tǒng)，提高配電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和可靠性，充分滿足用戶的模塊化和定制化需求。