基于數(shù)字化＋的主動式配電網(wǎng)電壓運(yùn)維管理研究

張瑞穎 嚴(yán)思奇 楊晨曦 孫榕華 余永勝

（云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司昆明供電局）

0 引言

通訊模式很難適應(yīng)有源運(yùn)行的需要。對于諸如電網(wǎng)設(shè)備運(yùn)行、電壓操作等工作現(xiàn)場的業(yè)務(wù)流程的控制是相互獨(dú)立的，電壓運(yùn)營的指揮模式主要是以分散的指揮模式進(jìn)行，電壓運(yùn)營的指揮和工作現(xiàn)場之間的交互主要是通過電話、短信等傳統(tǒng)的通信方式進(jìn)行的，很難做到大規(guī)模的信息同時進(jìn)行，電網(wǎng)運(yùn)行管理工作缺少行之有效的指導(dǎo)方法。在配電網(wǎng)中，對其進(jìn)行管理的過程中，存在著諸多的問題，對其進(jìn)行管理的方法等方面，缺少對其進(jìn)行監(jiān)督與控制，因此，對其運(yùn)行效果造成了很大的影響。目前，該系統(tǒng)主要依賴于工作人員的經(jīng)驗(yàn)和應(yīng)急計(jì)劃，對大規(guī)模應(yīng)急事件的處理能力薄弱，缺少高效、統(tǒng)一的智能支持手段。

1 基于數(shù)字化＋的主動式電壓運(yùn)維管理

1.1 建設(shè)目標(biāo)

以數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ)，構(gòu)建“電網(wǎng)-工區(qū)-團(tuán)隊(duì)”一體化的電壓智能化、遠(yuǎn)程化、精細(xì)化運(yùn)行與維護(hù)管理系統(tǒng)。通過對多種數(shù)據(jù)進(jìn)行融合，集成多種與電網(wǎng)有關(guān)的技術(shù)平臺，提高情景識別的能力，達(dá)到對電網(wǎng)運(yùn)行狀況的全面認(rèn)知。在此基礎(chǔ)上，利用大數(shù)據(jù)和分布式計(jì)算等技術(shù)，開展基于多源異質(zhì)數(shù)據(jù)的潮流分析、歷史數(shù)據(jù)挖掘、電壓評估和預(yù)警等研究，提高配電網(wǎng)電壓情勢感知的能力。以數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的電網(wǎng)運(yùn)行的優(yōu)化，積極地對系統(tǒng)中各個電壓等級的無功設(shè)備配置情況以及調(diào)度系統(tǒng)中的無功裝置投切記錄進(jìn)行收集，與電壓監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)相結(jié)合，對電壓偏差、累計(jì)時長、發(fā)生次數(shù)、時段及位置等進(jìn)行了關(guān)聯(lián)分析，并對其進(jìn)行自動分類并將其推送出去，從而為提高電壓管理的精度提供了有力的支持。本文以配電系統(tǒng)為研究對象，通過對配電系統(tǒng)各環(huán)節(jié)運(yùn)行過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)的深入研究，以此為基礎(chǔ)，融合全域、多維度、多層次的綜合數(shù)據(jù)，以達(dá)到動態(tài)可持續(xù)發(fā)展的目的，為配電系統(tǒng)的運(yùn)行過程提供有效的決策支持，以提升配電系統(tǒng)運(yùn)行的主動權(quán)及運(yùn)行過程的可控性及閉環(huán)控制能力。

1.2 體系架構(gòu)

在“數(shù)字化＋”的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了一個有源的電壓運(yùn)維系統(tǒng)，它由一個有源的運(yùn)維管理中心和數(shù)字應(yīng)用組成，它可以根據(jù)各個地市、檢修公司和基層班組的管理人員的需求來提供全面有效的支持，從而達(dá)到了對電壓的運(yùn)維智能化和檢修智能化的控制效果。其中包含有：資料層面。通過對電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)的提取、清洗、融合、質(zhì)量評估，實(shí)現(xiàn)多源數(shù)據(jù)的有效融合，為電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確、可靠提供保障。計(jì)算成分本文擬采用流式計(jì)算、并行計(jì)算、存儲計(jì)算和分布式計(jì)算等多種方法來提升計(jì)算效率。運(yùn)營管理大數(shù)據(jù)的研究。具體研究內(nèi)容包括：利用大數(shù)據(jù)開展潮流分析，利用邏輯回歸和關(guān)聯(lián)分析等方法，辨識影響潮流變化的關(guān)鍵因子，實(shí)現(xiàn)潮流變化的智能化決策。運(yùn)行的積極控制。電壓運(yùn)行流程控制主要包含電壓評估、前瞻預(yù)警、電壓運(yùn)行資源控制、電壓運(yùn)行操作流程控制和效果分析等內(nèi)容。多源數(shù)據(jù)的顯示。主要完成了對配電網(wǎng)的電壓數(shù)據(jù)表的可視化展示、設(shè)備地理信息的可視化、關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)的可視化展示和運(yùn)維大屏的可視化手機(jī)程序設(shè)置。建立一個數(shù)字的移動應(yīng)用，讓任務(wù)派單、流程跟蹤、管理評價、資源管理等都成為可能，讓遠(yuǎn)程現(xiàn)場操作與控制中心之間能夠進(jìn)行有效的交互，從而提高電壓運(yùn)維的工作效率。組態(tài)管理完成與數(shù)字化應(yīng)用有關(guān)的配置管理工作，具體內(nèi)容如下：數(shù)據(jù)源管理、權(quán)限管理、任務(wù)管理等，從而達(dá)到應(yīng)用智能化調(diào)度管理和運(yùn)行工況主動監(jiān)視的目的，確保數(shù)字化應(yīng)用能夠順利地執(zhí)行工作任務(wù)。

1.3 基于移動APP的運(yùn)維指揮調(diào)度

以配電網(wǎng)運(yùn)營管理平臺為基礎(chǔ)，對電壓運(yùn)營業(yè)務(wù)過程進(jìn)行集成，構(gòu)建出配網(wǎng)電壓運(yùn)營指揮調(diào)度的移動APP，讓其能夠?qū)崿F(xiàn)有關(guān)信息的雙向傳遞，全面地查詢并顯示目前正在進(jìn)行的電壓運(yùn)營工作和資源調(diào)配，實(shí)時地監(jiān)控現(xiàn)場操作的安全性、規(guī)范性，并對現(xiàn)場工作中的違規(guī)操作等展開實(shí)時的警告和安全控制。工單的生成、確認(rèn)、實(shí)施和反饋是其重要組成部分，對系統(tǒng)中各個電壓等級的無功設(shè)備配置情況以及調(diào)度系統(tǒng)中的無功裝置投切記錄進(jìn)行采集，并與電壓監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)相結(jié)合，對電壓偏差、累計(jì)時長、發(fā)生次數(shù)、時段及位置等展開關(guān)聯(lián)分析，對其進(jìn)行自動分類，并將異常原因進(jìn)行推送，從而為提高電壓管理的精度提供有效的支持。運(yùn)維工單的內(nèi)容主要有：工單編號、維護(hù)內(nèi)容、維護(hù)地址、派送時間、計(jì)劃停電時間、變電站或區(qū)域名稱、變電站或臺區(qū)的編號備注等。按要求可以成批發(fā)送計(jì)劃斷電的時間和其他資料。在維護(hù)工作訂單上同步發(fā)送臺區(qū)所在的供電所、供電所負(fù)責(zé)人、供電所臺區(qū)數(shù)目、臺區(qū)用戶數(shù)目、臺區(qū)運(yùn)行檔位、臺區(qū)出口電壓合格率、臺區(qū)用戶電壓合格率等，提高了信息的分享效能。當(dāng)用戶接收到工作指令時，應(yīng)用程序會以聲音的方式進(jìn)行通知，同時應(yīng)用程序的頂端會出現(xiàn)新的信息通知。對應(yīng)的操作員應(yīng)當(dāng)在發(fā)貨單上按下“確認(rèn)”，表明操作工作已經(jīng)啟動。經(jīng)過APP客服的審核，這個工單就被設(shè)置成接受了。操作人員應(yīng)該能夠在這個接口上看到驗(yàn)證資料的遞交情況。在完成工作之后，維護(hù)人員應(yīng)該將已經(jīng)完成的現(xiàn)場照片，用APP客戶端進(jìn)行上傳，并按照一定的格式，在APP客戶端上填寫完工申請表單，將這些信息及時地由APP服務(wù)端發(fā)送到APP服務(wù)器，以此為基礎(chǔ)進(jìn)行竣工評估，如圖所示。本文旨在實(shí)現(xiàn)對臺區(qū)帳冊進(jìn)行動態(tài)關(guān)聯(lián)，在實(shí)際運(yùn)行中，通過智能的提醒，選擇合適的臺區(qū)，減少錯誤的發(fā)生，同時也為后期開展相關(guān)的分析與決策提供依據(jù)。二次工程主管在完成此項(xiàng)工程進(jìn)度表的審閱后，可在APP中查詢審閱情況。將審核完成的工單放入到歷史數(shù)據(jù)庫中，為提高大數(shù)據(jù)挖掘分析和運(yùn)維工作管理，奠定了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)［1］。

圖 工單下發(fā)確認(rèn)流程

1.4 運(yùn)維成效智能化評估

在此基礎(chǔ)上，構(gòu)建運(yùn)行效果的智能評價模型，通過對運(yùn)行效果與影響因子的大數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)分析，識別運(yùn)行效果的影響因子及其關(guān)聯(lián)強(qiáng)度，尋找影響運(yùn)行效果的關(guān)鍵因子和薄弱環(huán)節(jié)，并給出改進(jìn)的對策，為運(yùn)行過程的不斷迭代優(yōu)化奠定基礎(chǔ)。

2 成效分析

在數(shù)字化＋的基礎(chǔ)上，建立起了積極的電壓運(yùn)維服務(wù)體系，從而可以讓電壓管理業(yè)務(wù)可視化展現(xiàn)、電壓運(yùn)維過程實(shí)時管控、電壓運(yùn)維策略優(yōu)化和運(yùn)維效果智慧化評估成為可能。在電壓管理業(yè)務(wù)的可視化呈現(xiàn)上，將配電GIS、調(diào)度自動化等專業(yè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，從而對配網(wǎng)中的電壓各種數(shù)據(jù)進(jìn)行全量的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)訪問，并以可視化的形式進(jìn)行展示，從而可以將電壓的分布狀況進(jìn)行更好地呈現(xiàn)出來，提高了主動式電壓運(yùn)營的準(zhǔn)確性。在電網(wǎng)運(yùn)行控制中，建設(shè)電網(wǎng)運(yùn)行控制手機(jī)，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)運(yùn)行控制之間的真實(shí)溝通，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)運(yùn)行控制數(shù)據(jù)的實(shí)時收集與顯示，提高電網(wǎng)運(yùn)行控制過程的科學(xué)性，提高調(diào)度控制的時效性與精準(zhǔn)度。在電網(wǎng)運(yùn)行決策上，根據(jù)電力系統(tǒng)的運(yùn)行數(shù)據(jù)分析、實(shí)時潮流分析等，準(zhǔn)確辨識電網(wǎng)運(yùn)行中存在的故障并提出相應(yīng)的調(diào)控措施，從而達(dá)到對電網(wǎng)運(yùn)行決策的地理位置、實(shí)時的有效分配，提高電網(wǎng)運(yùn)行決策的智能化和準(zhǔn)確性。在電壓營運(yùn)質(zhì)量智能評估中，可以完成營運(yùn)計(jì)劃和對營運(yùn)后的自動化數(shù)據(jù)進(jìn)行評價，并對營運(yùn)效果進(jìn)行分析，找到其影響因素，從而達(dá)到持續(xù)提高電壓營運(yùn)策略的目的。本文的研究結(jié)果能夠很好地適應(yīng)電力系統(tǒng)的數(shù)字化、智能化運(yùn)行的需要，并在實(shí)踐中取得了很好的效果［2］。

3 結(jié)束語

綜上所述，本文主要是為了解決配網(wǎng)的電壓質(zhì)量問題多種多樣、難以進(jìn)行追溯以及原有運(yùn)維體系信息化、智能化程度不高等問題，并主動與數(shù)字化轉(zhuǎn)型和新型電力系統(tǒng)建設(shè)的目標(biāo)相匹配，進(jìn)行業(yè)務(wù)和流程的數(shù)字化重組，建立數(shù)字化、智能化的配網(wǎng)電壓運(yùn)維主動式體系，并以大數(shù)據(jù)分析、移動應(yīng)用為主要內(nèi)容。在融合多源異構(gòu)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，通過大數(shù)據(jù)分析和移動運(yùn)維作業(yè)工具的建設(shè)，提高配網(wǎng)電壓問題的主動發(fā)現(xiàn)、閉環(huán)管控和輔助決策的能力，從而實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)電壓運(yùn)維工作的業(yè)務(wù)互聯(lián)和融合創(chuàng)新，提高配網(wǎng)電壓運(yùn)維工作效率和智能化水平。