電力大數(shù)據(jù)在提高配電網(wǎng)可靠性方面的應(yīng)用

鐘朝露 辛華健 李清 林彥楷

摘要：隨著配網(wǎng)系統(tǒng)的不斷發(fā)展，大數(shù)據(jù)在配電網(wǎng)領(lǐng)域的滲透和應(yīng)用成為必然?，F(xiàn)以電力大數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，利用Tableau軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)可視化分析，以某供電局配電網(wǎng)大數(shù)據(jù)為例，深入挖掘影響配電網(wǎng)供電可靠性的主要因素，并提出相應(yīng)改進(jìn)方案，為配電網(wǎng)的運(yùn)行管理及檢修維護(hù)提供借鑒，以提高配電網(wǎng)供電可靠性。

關(guān)鍵詞：電力大數(shù)據(jù);配電網(wǎng);供電可靠性

中圖分類號(hào)：TM732? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? 文章編號(hào)：1671-0797（2022）04-0016-03

DOI：10.19514/j.cnki.cn32-1628/tm.2022.04.005

0? ? 引言

配電網(wǎng)的供電可靠性程度直接影響國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和電力行業(yè)的現(xiàn)代化建設(shè)，如何提高配電網(wǎng)供電可靠性已經(jīng)成為當(dāng)下電力企業(yè)要研究的重要問題[1]。

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、用電需求的增長，配電網(wǎng)規(guī)模也不斷擴(kuò)大，并朝智能化方向發(fā)展，在運(yùn)行維護(hù)過程中產(chǎn)生了大量的數(shù)據(jù)。目前，在配電網(wǎng)的建設(shè)中，工作人員往往憑借自身工作經(jīng)驗(yàn)對(duì)故障進(jìn)行診斷，缺乏對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)的詳細(xì)分析和全面考慮，降低了配電網(wǎng)的運(yùn)行質(zhì)量，影響了工作效率[2]。若能合理利用電力大數(shù)據(jù)，將這些數(shù)據(jù)加以分析，則有利于全面、精準(zhǔn)進(jìn)行故障定位，提高配電網(wǎng)的供電可靠性。因此，本文將電力大數(shù)據(jù)引入配電網(wǎng)可靠性分析中，試圖找出影響供電可靠性的具體原因，預(yù)測潛在風(fēng)險(xiǎn)，并給出提高供電可靠性的方案，為配電網(wǎng)運(yùn)行管理提供建議及借鑒。

1? ? 配電網(wǎng)可靠運(yùn)行大數(shù)據(jù)來源

配電網(wǎng)大數(shù)據(jù)主要來源于電能質(zhì)量監(jiān)測管理系統(tǒng)、生產(chǎn)管理系統(tǒng)、用電信息采集系統(tǒng)、營銷管理系統(tǒng)、企業(yè)與資產(chǎn)管理系統(tǒng)、配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)等，這些數(shù)據(jù)涵蓋了實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)、臺(tái)賬數(shù)據(jù)、環(huán)境數(shù)據(jù)、負(fù)荷數(shù)據(jù)等。

2? ? 配電網(wǎng)供電可靠性評(píng)估指標(biāo)

用戶平均停電時(shí)間、供電可靠率、用戶平均停電次數(shù)是常用的系統(tǒng)可靠性指標(biāo)，是系統(tǒng)可靠性水平的表征[3]，各指標(biāo)表示如下：（1）用戶平均停電時(shí)間，指在統(tǒng)計(jì)時(shí)間內(nèi)，用戶平均停電時(shí)間小時(shí)數(shù)。（2）供電可靠率，指在規(guī)定統(tǒng)計(jì)時(shí)間內(nèi)，系統(tǒng)對(duì)用戶有效供電時(shí)間和統(tǒng)計(jì)時(shí)間的比值。（3）用戶平均停電次數(shù)，指在停電統(tǒng)計(jì)期間內(nèi)用戶的平均停電次數(shù)。

3? ? 影響配電網(wǎng)供電可靠性的主要因素

從企業(yè)與資產(chǎn)管理系統(tǒng)獲取某供電局的A、B、C、D、E、F、G縣區(qū)局2017—2019年配電網(wǎng)可靠性數(shù)據(jù)、停電用戶數(shù)據(jù)、10 kV中壓線路信息、中壓臺(tái)區(qū)用戶信息，包括停電類型、地區(qū)特征、停電原因、停電時(shí)長、停電容量、責(zé)任原因、線路長度、斷路器臺(tái)數(shù)、低壓用戶數(shù)等數(shù)據(jù)信息?；赥ableau建立大數(shù)據(jù)可視化模型，實(shí)現(xiàn)多維度、精細(xì)化的統(tǒng)計(jì)分析。

3.1? ? 供電可靠性水平分析

根據(jù)用戶平均停電時(shí)間、供電可靠率、用戶平均停電次數(shù)這3個(gè)系統(tǒng)可靠性指標(biāo)，分析該供電局近3年供電可靠性水平分布情況。從圖1供電可靠率指標(biāo)可得，A縣區(qū)局供電可靠率最高，達(dá)99.990%，用戶平均停電次數(shù)及停電時(shí)長最小;E、F、G縣區(qū)局供電可靠性較低，尤其是G縣區(qū)局。從供電可靠性指標(biāo)可以明顯看出，G、F、E縣區(qū)局對(duì)整個(gè)供電局供電可靠性影響較嚴(yán)重，需重點(diǎn)分析其供電可靠性低的原因，找出配電網(wǎng)最薄弱環(huán)節(jié)，促進(jìn)電網(wǎng)的發(fā)展和完善，為配電網(wǎng)改造提供參考意見。

3.2? ? 影響供電可靠性的主要因素分析

下面從網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、配網(wǎng)的技術(shù)裝備水平、故障原因、運(yùn)行維護(hù)水平4個(gè)方面分析影響供電可靠性的主要因素。

3.2.1? ? 配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的影響分析

如圖2所示，從網(wǎng)架結(jié)構(gòu)分析，每條線路平均長度最長的是G縣區(qū)局，為17.39 km，而每公里線路平均分段數(shù)僅為0.4;其次是F縣區(qū)局，為14.53 km，每公里線路平均分段數(shù)為0.54?？梢?，相比之下，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)對(duì)G、F縣區(qū)局的供電可靠性影響較大。

3.2.2? ? 技術(shù)裝備水平的影響分析

技術(shù)裝備水平主要包括架空線絕緣化、線路電纜化程度及配網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)與維護(hù)水平。圖3以架空絕緣化率、電纜化率作為配電網(wǎng)裝備水平評(píng)價(jià)指標(biāo)，用于衡量技術(shù)裝備水平與供電可靠性關(guān)系。

如圖3所示，G縣區(qū)局電纜化率最低，僅為0.15，架空絕緣化率相對(duì)也較低;其次是F縣區(qū)局，電纜化率僅為0.22?？梢婋娎|化率、架空絕緣化率越高，線路供電可靠性越高。技術(shù)裝備水平較低是影響G、F、E縣區(qū)局供電可靠率的重要原因，因此，可從提高電纜化率、架空絕緣化率方面出發(fā)提高配電網(wǎng)供電可靠性。

3.2.3? ? 故障因素的影響分析

深挖造成故障停電的具體原因，從故障部位分析，由圖4可知，故障停電最多的是G縣區(qū)局，而故障發(fā)生具體部位最多的是真空斷路器，總共3 063次;其次是裸導(dǎo)線故障，共1 550次。

F縣區(qū)局故障停電次數(shù)位居第二，影響停電的具體原因?yàn)檎婵諗嗦菲鞴收?、裸?dǎo)線故障、避雷器故障。裸導(dǎo)線故障、真空斷路器故障也是直接導(dǎo)致C、D、E縣區(qū)局故障停電的重要原因。

所以，真空斷路器故障、裸導(dǎo)線故障、柱上隔離開關(guān)故障是造成各區(qū)局故障停電的主要原因。在平時(shí)的運(yùn)維檢修過程中，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)這些設(shè)備的維護(hù)和巡視。

3.2.4? ? 運(yùn)行維護(hù)水平的影響分析

利用停電平均時(shí)間分析供電企業(yè)運(yùn)維水平整體分布情況，了解各縣區(qū)局停電平均持續(xù)時(shí)間的長短，從而制訂合理的人員分配及管理方案，縮小故障影響范圍，縮短故障處理時(shí)間。同時(shí)，還可從停電類型分析，給出加強(qiáng)停電管理的工作方案，統(tǒng)籌安排停電計(jì)劃，從而減少檢修預(yù)安排停電次數(shù)及時(shí)間。

4? ? 基于電力大數(shù)據(jù)的配電網(wǎng)可靠性改進(jìn)方案

根據(jù)分析結(jié)果，提出以下提高供電可靠性的方案。

4.1? ? 完善網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，優(yōu)化配網(wǎng)供電技術(shù)

通過加強(qiáng)10 kV及以下線路聯(lián)絡(luò)、更換陳舊細(xì)小導(dǎo)線等措施，持續(xù)改善配電網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。通過改造農(nóng)村0.4 kV線路，優(yōu)化低壓供電范圍。優(yōu)化設(shè)備序列，簡化設(shè)備型式，推廣典型設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)物料，全面提高配電網(wǎng)檢修施工質(zhì)量，加大老舊及高損耗設(shè)備改造力度。

4.2? ? 推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+”的智能配電網(wǎng)建設(shè)

繼續(xù)開展線路自動(dòng)化改造，提高配電自動(dòng)化線路覆蓋率和實(shí)用化水平。打造具有故障自愈能力的自動(dòng)化智能配電網(wǎng)，從而快速發(fā)現(xiàn)缺陷隱患，快速隔離故障，提升供電可靠性。同時(shí)打造智能配電網(wǎng)可視化信息管理平臺(tái)，充分利用集成營銷、配電、調(diào)度、規(guī)劃等多業(yè)務(wù)信息，深入挖掘配電網(wǎng)多維度數(shù)據(jù)。

4.3? ? 建立智能安全生產(chǎn)系統(tǒng)

現(xiàn)階段，兩票辦理速度緩慢、流程煩瑣是限制故障搶修速度的原因之一。建立智能安全生產(chǎn)系統(tǒng)，具備電子化兩票、智能匹配安全措施，能實(shí)現(xiàn)在故障現(xiàn)場的快速辦票，減少故障搶修的流程辦理時(shí)間。

4.4? ? 創(chuàng)建智能倉庫管理系統(tǒng)

故障搶修時(shí)物資的調(diào)用、新設(shè)備的臺(tái)賬錄入也是影響故障搶修速度的重要因素。智能倉庫管理系統(tǒng)具有材料備品自動(dòng)掃描識(shí)別、自動(dòng)出入庫、自動(dòng)貨位分配、自動(dòng)盤點(diǎn)、自動(dòng)定位等功能。搶修作業(yè)時(shí)，使用智能倉庫，實(shí)現(xiàn)搶修的材料設(shè)備的快速調(diào)用，掃碼即可完成設(shè)備臺(tái)賬的快速錄入，能大幅縮短材料備品的調(diào)用時(shí)間，為快速復(fù)電提供可靠的后勤保障。

5? ? 結(jié)語

將電力大數(shù)據(jù)應(yīng)用到配電網(wǎng)可靠性分析中，不僅便于掌握各地區(qū)總體運(yùn)行情況，而且能挖掘影響供電可靠性的因素，并有針對(duì)性地提出指導(dǎo)建議，將有效支持配網(wǎng)安全、高效、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，提升供電可靠性與穩(wěn)定性。

[參考文獻(xiàn)]

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[2] 胡麗娟，刁贏龍，劉科研，等.基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的配電網(wǎng)運(yùn)行可靠性分析[J].電網(wǎng)技術(shù)，2017，41（1）：265-271.

[3] 楊柳，劉超，丁應(yīng)平，等.兩種配網(wǎng)自動(dòng)化模式對(duì)配電網(wǎng)供電可靠性的影響分析[J].自動(dòng)化與儀器儀表，2018（7）：15-17.

收稿日期：2021-10-28

作者簡介：鐘朝露（1990—），女，廣西北海人，碩士研究生，研究方向：電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)、配網(wǎng)可靠性。

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