數(shù)據(jù)治理在分布式光伏管理中的應(yīng)用探討

肖力

摘要：由于分布式光伏領(lǐng)域尚沒有行業(yè)的統(tǒng)一數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和數(shù)據(jù)質(zhì)量控制規(guī)范。下一步鑒于分布式行業(yè)的快速發(fā)展，需要從整個(gè)分布式行業(yè)的角度，建立一套統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，包括數(shù)據(jù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)治理評(píng)估指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)，從而客觀準(zhǔn)確的衡量數(shù)據(jù)質(zhì)量，使得分布式數(shù)據(jù)治理工作持續(xù)化、常態(tài)化推進(jìn)，從而提升分布式企業(yè)數(shù)據(jù)管理及應(yīng)用水平。

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)治理、分布式、光伏管理、應(yīng)用

引言：當(dāng)下人口基數(shù)不斷增加、生態(tài)環(huán)境污染與能源枯竭日益加劇。世界各國(guó)在發(fā)展經(jīng)濟(jì)過程中提出節(jié)能環(huán)保的號(hào)召。在這樣的社會(huì)背景下，光伏發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用與推廣，已成為世界各國(guó)研究的熱點(diǎn)問題之一。分布式光伏并網(wǎng)發(fā)電是光伏的主要技術(shù)之一，加強(qiáng)對(duì)該發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用，能有效促進(jìn)我國(guó)整個(gè)電伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展，同時(shí)也有利于解除我國(guó)當(dāng)下面對(duì)的環(huán)境污染問題，促進(jìn)人與自然生態(tài)環(huán)境和諧發(fā)展。

1分布式光伏數(shù)據(jù)管理存在的問題

受光伏成本大幅度下降的影響，分布式電源普遍存在突擊施工情況，隱蔽工程質(zhì)量難以保證;分布式電源投資主體類型多樣，項(xiàng)目產(chǎn)權(quán)變更頻繁，管理和現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)維人員流動(dòng)性大，技能水平參差不齊，在廠站自動(dòng)化、保護(hù)及安全自動(dòng)裝置運(yùn)行管理方面不完善，導(dǎo)致分布式采集數(shù)據(jù)在采集、傳輸和接入過程中出現(xiàn)較多的缺數(shù)、越限、死數(shù)、零值等情況?；A(chǔ)數(shù)據(jù)的不準(zhǔn)確導(dǎo)致在進(jìn)行分布式的管理、運(yùn)維、大數(shù)據(jù)分析過程中出現(xiàn)了錯(cuò)誤的決策信息，導(dǎo)致電站的收益、故障分析以及價(jià)值評(píng)估等統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)出現(xiàn)偏差，影響電站的運(yùn)維，不利于分布式光伏電站參與到未來的電力交易中。亟需采用合理的數(shù)據(jù)處理體系對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并對(duì)錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)進(jìn)行修補(bǔ)或糾正。

2數(shù)據(jù)治理的基本思想

分布式數(shù)據(jù)治理大體分為合理性檢驗(yàn)、恒定值檢驗(yàn)、缺失數(shù)據(jù)檢驗(yàn)和狀態(tài)檢驗(yàn)。

2.1有效性檢驗(yàn)

2.1.1合理性檢驗(yàn)

數(shù)據(jù)應(yīng)該在合理的數(shù)據(jù)范圍之內(nèi)，不應(yīng)超出自然規(guī)律指向的最低和最高范圍。

2.1.2恒定值檢驗(yàn)

設(shè)定閾值，滿足閾值的連續(xù)數(shù)據(jù)一致，則除第一個(gè)點(diǎn)保留外，其余一致的數(shù)據(jù)則判定為恒定值。

2.1.3缺失值檢驗(yàn)

按照采集頻率的設(shè)置，空數(shù)據(jù)即為缺失數(shù)據(jù)。

2.1.4狀態(tài)檢驗(yàn)

實(shí)現(xiàn)有功與狀態(tài)的互校驗(yàn)。只有在每臺(tái)光伏逆變器的有功數(shù)據(jù)滿足不存在缺失、越限和死數(shù)的情況下，且此光伏逆變器的狀態(tài)數(shù)據(jù)滿足不存在缺失和錯(cuò)誤的情況下，才進(jìn)行有功和狀態(tài)的互校驗(yàn)。

2.2數(shù)據(jù)治理

2.2.1死數(shù)和缺數(shù)的處理

連續(xù)4個(gè)點(diǎn)以內(nèi)的缺數(shù)用前一個(gè)點(diǎn)補(bǔ)齊;超過連續(xù)4個(gè)點(diǎn)的缺數(shù)，用相鄰逆變器相同時(shí)段的數(shù)據(jù)同步補(bǔ)齊。

2.2.2錯(cuò)數(shù)的處理

越限值用限值代替;校驗(yàn)結(jié)果是異常的數(shù)據(jù)根據(jù)逆變器之間的相關(guān)性采用數(shù)學(xué)方法進(jìn)行修正。

3分布式光伏發(fā)電數(shù)據(jù)采集方案試點(diǎn)

3.1試點(diǎn)方案制定

經(jīng)多次現(xiàn)場(chǎng)考察，制定了“三點(diǎn)計(jì)量接入法”確保計(jì)量準(zhǔn)確，數(shù)據(jù)可靠;經(jīng)過實(shí)驗(yàn)室測(cè)試，分析出了用電信息采集系統(tǒng)的采集效率和數(shù)據(jù)傳輸頻率以及集中器抄讀容量限制，提出了可行性方案。

分析了用電信息采集系統(tǒng)的特點(diǎn)后，發(fā)現(xiàn)集中器檔案中臺(tái)區(qū)低壓用戶分為普通用戶和重點(diǎn)用戶，雖然普通用戶只采集每日的凍結(jié)電量，每個(gè)用戶數(shù)據(jù)量小，占用的資源也較小，雖然這樣的普通用戶已經(jīng)不多，但也需要進(jìn)行治理，使之實(shí)現(xiàn)全量數(shù)據(jù)采集;重點(diǎn)用戶抄讀每個(gè)整點(diǎn)的正向有功總電能、反向有功總電能、電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)等，每個(gè)數(shù)據(jù)量大，占用的資源也較多。通過限制重點(diǎn)用戶的數(shù)量來平衡系統(tǒng)資源，實(shí)現(xiàn)部分重要用戶的全量數(shù)據(jù)高頻采集。

3.2現(xiàn)場(chǎng)部分

為支持光伏扶貧采集建設(shè)，鑒于低壓分布式光伏電源的的采集數(shù)據(jù)分類較細(xì)、發(fā)電和上網(wǎng)數(shù)據(jù)分別計(jì)算的特點(diǎn)，計(jì)量點(diǎn)的設(shè)置建議采用三點(diǎn)計(jì)量法。

3.4技術(shù)部分

3.4.1采集設(shè)備要求

采集設(shè)備的硬件軟件設(shè)計(jì)在與主站的通信協(xié)議上應(yīng)符合Q/GDW1376.1-2013，集中器與本地通信模塊間應(yīng)支持Q/GDW1376.2-2013。除了曲線采集外，還包含電能表的實(shí)時(shí)電能示值、日零點(diǎn)凍結(jié)電能示值、抄表日零點(diǎn)凍結(jié)電能示值、電能數(shù)據(jù)保存時(shí)應(yīng)帶的時(shí)標(biāo)。

集中器在對(duì)重點(diǎn)用戶采集時(shí)，用了以下幾種方式采集：實(shí)時(shí)采集，集中器直接采集指定重點(diǎn)用戶的表計(jì)相應(yīng)數(shù)據(jù)項(xiàng)，或采集器存儲(chǔ)的各類電能數(shù)據(jù)，參數(shù)和事件數(shù)據(jù);定時(shí)自動(dòng)采集，集中器根據(jù)主站設(shè)置的抄表方案自動(dòng)采集采集器或表計(jì)的數(shù)據(jù);同時(shí)兼有補(bǔ)抄的功能，集中器對(duì)在規(guī)定時(shí)間內(nèi)未抄讀到數(shù)據(jù)的電能表有自動(dòng)補(bǔ)抄功能，補(bǔ)抄失敗時(shí)，生成事件記錄，并向主站報(bào)告。若表計(jì)不支持日凍結(jié)和曲線數(shù)據(jù)，集中器應(yīng)通過設(shè)定的用戶類型，定時(shí)讀取電能表實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，作為凍結(jié)電量，對(duì)于重點(diǎn)用戶，集中器每天整時(shí)凍結(jié)，讀取電能表的凍結(jié)數(shù)據(jù)和曲線數(shù)據(jù)保存，集中器至少補(bǔ)抄最近3次的日凍結(jié)數(shù)據(jù)。

軟件存儲(chǔ)設(shè)計(jì)上，除了對(duì)容量有一定的要求，集中器分類存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)有：每個(gè)電能表的62個(gè)日零點(diǎn)（次口零點(diǎn)）凍結(jié)電能數(shù)據(jù)，12月末零點(diǎn)（每月1日零點(diǎn)）凍結(jié)電能數(shù)據(jù)，以及重點(diǎn)用戶10天的24個(gè)整點(diǎn)電能數(shù)據(jù)，且集中器選定的重點(diǎn)用戶，按照采集間隔1h生成曲線數(shù)據(jù)。

3.4.2集中器設(shè)置

集中器檔案中臺(tái)區(qū)低壓用戶分為普通用戶和重點(diǎn)用戶，普通用戶只采集每日的凍結(jié)電量，每個(gè)用戶數(shù)據(jù)量小，占用的資源也較小;重點(diǎn)用戶抄讀每個(gè)整點(diǎn)的正向有功總電能、反向有功總電能、電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)等，每個(gè)數(shù)據(jù)量大，占用的資源也較多。通過限制重點(diǎn)用戶的數(shù)量來平衡系統(tǒng)資源，實(shí)現(xiàn)部分重要用戶的全量數(shù)據(jù)高頻采集。

主站設(shè)置整數(shù)測(cè)量點(diǎn)為重點(diǎn)用戶后（最多設(shè)置20個(gè)），集中器抄讀相應(yīng)數(shù)據(jù)項(xiàng)（正向有功總電能、反向有功總電能、電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)等）

集中器整點(diǎn)時(shí)啟動(dòng)重點(diǎn)戶抄表，采用透抄（點(diǎn)抄）方式抄讀曲線數(shù)據(jù)項(xiàng)，把電能表應(yīng)答的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在集中器內(nèi)，等待主站召讀各種曲線數(shù)據(jù)或者根據(jù)主站設(shè)置的（請(qǐng)求任務(wù)數(shù)據(jù)）參數(shù)主動(dòng)上報(bào)。曲線的數(shù)據(jù)項(xiàng)通常有：正向有功總電能、反向有功總電能、電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)，此項(xiàng)可根據(jù)需求來，每個(gè)廠家設(shè)置不一，數(shù)據(jù)項(xiàng)設(shè)置的越多，對(duì)集中器存儲(chǔ)容量及傳輸頻率越高。

重點(diǎn)用戶同時(shí)涉及到曲線數(shù)據(jù)上報(bào)，曲線數(shù)據(jù)上報(bào)需嚴(yán)格按照電網(wǎng)公司相關(guān)規(guī)定及主站設(shè)置的參數(shù)進(jìn)行上報(bào)包括

a.上報(bào)基準(zhǔn)時(shí)間與上報(bào)周期：

以基準(zhǔn)時(shí)間為時(shí)間起點(diǎn)，每過一個(gè)定時(shí)上報(bào)周期上報(bào)一次曲線數(shù)據(jù)，每次上報(bào)的數(shù)據(jù)內(nèi)容為上次上報(bào)時(shí)間到本次上報(bào)時(shí)間內(nèi)所采集到的數(shù)據(jù)，按主站設(shè)置的曲線抽取倍率進(jìn)行抽取上報(bào)。

b.曲線抽取倍率：

測(cè)量點(diǎn)按存儲(chǔ)密度存曲線數(shù)據(jù)點(diǎn)，然后按抽取倍率從存儲(chǔ)的曲線數(shù)據(jù)點(diǎn)中抽取數(shù)據(jù)，例如：當(dāng)一個(gè)測(cè)量點(diǎn)一天產(chǎn)生24個(gè)點(diǎn)的曲線點(diǎn)，且抽取倍率為1時(shí)，則每次上報(bào)的數(shù)據(jù)內(nèi)容為，上報(bào)周期內(nèi)所采集到的所有數(shù)據(jù);當(dāng)抽取倍率為4時(shí)，則每次上報(bào)的數(shù)據(jù)內(nèi)容為，上報(bào)周期內(nèi)，以該測(cè)量點(diǎn)產(chǎn)生的所有曲線數(shù)據(jù)點(diǎn)為基礎(chǔ)，按每4個(gè)點(diǎn)取1點(diǎn)抽取的數(shù)據(jù)，并進(jìn)行上報(bào)。

3.4.3主站功能拓展

通過現(xiàn)場(chǎng)和系統(tǒng)重點(diǎn)用戶的設(shè)置，已經(jīng)可以在用電信息采集系統(tǒng)查詢到分布式光伏電站的全量數(shù)據(jù)，為便于監(jiān)控和管理，在電信息采集系統(tǒng)主站端新增分布式電源采集監(jiān)測(cè)單元實(shí)現(xiàn)以下功能：

（1）電量監(jiān)控：采集系統(tǒng)每日生成光伏用戶發(fā)電量信息;

（2）發(fā)電功率監(jiān)控：采集系統(tǒng)每小時(shí)根據(jù)生成發(fā)電功率信息，繪制功率曲線;

（3）電壓監(jiān)控：采集系統(tǒng)每小時(shí)根據(jù)生成的電壓數(shù)據(jù)信息，繪制電壓曲線;

（4）電流監(jiān)控：采集系統(tǒng)每小時(shí)根據(jù)生成的電流數(shù)據(jù)信息，繪制電流曲線。

結(jié)束語：隨著分布式的爆炸式增長(zhǎng)，對(duì)分布式的數(shù)據(jù)接入、運(yùn)維和管理的需求越來越強(qiáng)烈，但由于分布式施工質(zhì)量較差、產(chǎn)權(quán)變更頻繁、運(yùn)維人員技能水平較低等問題，導(dǎo)致基礎(chǔ)采集數(shù)據(jù)的不準(zhǔn)確，使得電站的整體數(shù)據(jù)應(yīng)用水平較低。

參考文獻(xiàn)

[1]李根.分布式光伏發(fā)電的應(yīng)用研究[J].科技經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊，2019，27（35）：31-32.