陳建勝，吳金相，徐海鷗，沈 杰 ，繆競(jìng)雄，王廣潔，李 金，王 婷

(1.國(guó)網(wǎng)浙江省永嘉縣供電公司，浙江 永嘉 325500；2.國(guó)網(wǎng)溫州供電公司，浙江 溫州 325000；3. 北京國(guó)網(wǎng)信通埃森哲信息技術(shù)有限公司，北京 100000)

基于跨專業(yè)融合的電網(wǎng)企業(yè)基層核心業(yè)務(wù)場(chǎng)景
——配網(wǎng)電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)方法研究及應(yīng)用

陳建勝1，吳金相1，徐海鷗1，沈 杰2，繆競(jìng)雄2，王廣潔3，李 金3，王 婷3

(1.國(guó)網(wǎng)浙江省永嘉縣供電公司，浙江 永嘉 325500；2.國(guó)網(wǎng)溫州供電公司，浙江 溫州 325000；3. 北京國(guó)網(wǎng)信通埃森哲信息技術(shù)有限公司，北京 100000)

低電壓、重過(guò)載、頻繁停電等問(wèn)題直接影響到用電質(zhì)量，永嘉縣供電公司將三個(gè)專題整合為“配網(wǎng)電能質(zhì)量”監(jiān)測(cè)主題，針對(duì)三項(xiàng)業(yè)務(wù)開(kāi)展現(xiàn)狀診斷，找準(zhǔn)業(yè)務(wù)痛點(diǎn)和不足，借助大數(shù)據(jù)技術(shù)構(gòu)建電能質(zhì)量整體監(jiān)測(cè)分析框架，開(kāi)發(fā)輕量級(jí)可視化監(jiān)測(cè)分析工具，為配網(wǎng)運(yùn)行水平的持續(xù)提升提供支撐。

電能質(zhì)量整體評(píng)估；低電壓監(jiān)測(cè)；重過(guò)載監(jiān)測(cè)

為適應(yīng)電力體制改革逐步推進(jìn)、互聯(lián)網(wǎng)+新形勢(shì)，永嘉縣供電公司以數(shù)據(jù)資產(chǎn)為依托，以發(fā)現(xiàn)問(wèn)題為導(dǎo)向，以異動(dòng)管理為抓手，開(kāi)展基于大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的主動(dòng)式運(yùn)營(yíng)監(jiān)測(cè)，從而提高電網(wǎng)管理水平與電網(wǎng)的安全性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性等，推進(jìn)公司精益化管理水平提升。

1 現(xiàn)狀診斷分析

1.1 低電壓管理現(xiàn)狀

(1)低電壓管理主要基于考核開(kāi)展，智能公用配變監(jiān)測(cè)系統(tǒng)推送低電壓預(yù)警，治理工作圍繞預(yù)警展開(kāi)，低電壓監(jiān)測(cè)分析比較粗放，低電壓判斷邏輯無(wú)從驗(yàn)證，尚未建立系統(tǒng)的業(yè)務(wù)監(jiān)測(cè)邏輯，數(shù)據(jù)價(jià)值未充分挖掘。

(2)低電壓分析主要基于智能公用配變監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)開(kāi)展，未能基于明細(xì)數(shù)據(jù)開(kāi)展研究，對(duì)低電壓發(fā)生規(guī)律研究深度不夠，低電壓分析工具以Excel為主，專業(yè)化分析工具支撐不足。

(3)永嘉配網(wǎng)低電壓現(xiàn)象已明顯改善，基于考核判定的低電壓情況較少，目前浙江電網(wǎng)的判定標(biāo)準(zhǔn)已不滿足永嘉的業(yè)務(wù)實(shí)際，低電壓提升指導(dǎo)作用有限。

1.2 重過(guò)載管理現(xiàn)狀

(1)智能公用配變監(jiān)測(cè)系統(tǒng)重過(guò)載預(yù)警有時(shí)出現(xiàn)誤報(bào)，針對(duì)預(yù)警查看系統(tǒng)數(shù)據(jù)，對(duì)比視在功率及臺(tái)區(qū)額定容量，發(fā)現(xiàn)并未出現(xiàn)重過(guò)載情況，大大增加核查工作量。

(2)目前臺(tái)區(qū)重過(guò)載管理僅針對(duì)系統(tǒng)預(yù)警臺(tái)區(qū)開(kāi)展，重過(guò)載分析以供電服務(wù)區(qū)維度統(tǒng)計(jì)為主，分析精細(xì)度不足，數(shù)據(jù)價(jià)值轉(zhuǎn)化率、利用率較低等，發(fā)生規(guī)律應(yīng)用不足，無(wú)法支撐事前預(yù)警。

1.3 頻繁停電管理現(xiàn)狀

(1)目前頻繁停電監(jiān)測(cè)分析僅基于供電服務(wù)區(qū)等維度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，未建立科學(xué)有效的頻繁停電監(jiān)測(cè)分析框架，缺少頻繁停電關(guān)聯(lián)性分析，分析結(jié)論難以直接支撐頻繁停電治理。

(2)頻繁停電治理以考核為導(dǎo)向，僅關(guān)注停電次數(shù)，對(duì)于停電時(shí)長(zhǎng)、停電范圍等角度研究不足，對(duì)頻繁停電的真實(shí)狀況判斷不全面。

2 監(jiān)測(cè)分析思路

2.1 低電壓監(jiān)測(cè)分析

基于業(yè)務(wù)實(shí)際，優(yōu)化低電壓認(rèn)定標(biāo)準(zhǔn)，構(gòu)建系統(tǒng)的低電壓監(jiān)測(cè)框架，基于智能終端采集的96點(diǎn)明細(xì)數(shù)據(jù)開(kāi)展主動(dòng)低電壓監(jiān)測(cè)，開(kāi)發(fā)低電壓監(jiān)測(cè)分析工具，細(xì)致全面挖掘低電壓發(fā)生規(guī)律，支撐公司開(kāi)展常態(tài)化主動(dòng)監(jiān)測(cè)分析，促進(jìn)低電壓管理水平持續(xù)提升。

2.2 重過(guò)載監(jiān)測(cè)分析

(1)基于智能公用配變監(jiān)測(cè)系統(tǒng)96點(diǎn)明細(xì)數(shù)據(jù)完成負(fù)載率的計(jì)算，保證視在功率計(jì)算來(lái)源數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，同時(shí)基于PMS系統(tǒng)開(kāi)展臺(tái)賬信息核對(duì)(主要針對(duì)臺(tái)區(qū)容量)精確計(jì)算負(fù)載率，保證臺(tái)區(qū)重過(guò)載判斷的準(zhǔn)確率。

(2)建立供電所-線路-臺(tái)區(qū)多層次的監(jiān)測(cè)分析模型，充分發(fā)揮可視化工具多層鉆取交互的優(yōu)勢(shì)，明確重過(guò)載頻發(fā)區(qū)域、重點(diǎn)線路及臺(tái)區(qū)，優(yōu)化重過(guò)載臺(tái)區(qū)治理清單。

(3)開(kāi)展季節(jié)性、時(shí)段性及重過(guò)載程度分析，深入研究重過(guò)載發(fā)生規(guī)律及機(jī)制，有效指導(dǎo)臺(tái)區(qū)增容布點(diǎn)及負(fù)荷轉(zhuǎn)移工作的開(kāi)展效率及精準(zhǔn)度。

2.3 頻繁停電監(jiān)測(cè)分析

(1)建立頻繁停電監(jiān)測(cè)分析框架，從頻繁停電區(qū)域-線路-臺(tái)區(qū)三個(gè)層級(jí)定位重點(diǎn)問(wèn)題，從停電次數(shù)、停電時(shí)長(zhǎng)、停電日期、時(shí)段等多維度挖掘頻繁停電的發(fā)生規(guī)律，為頻繁停電治理提供支撐。

(2)開(kāi)發(fā)可視化監(jiān)測(cè)分析工具，借助時(shí)間篩選器實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)期間的個(gè)性化配置，業(yè)務(wù)人員可以根據(jù)不同的需求選擇監(jiān)測(cè)區(qū)間，降低運(yùn)檢部與運(yùn)監(jiān)中心考核標(biāo)準(zhǔn)差異對(duì)頻繁停電監(jiān)測(cè)造成的影響。

2.4 電能質(zhì)量總體監(jiān)測(cè)分析

識(shí)別低電壓、重過(guò)載、頻繁停電三類異動(dòng)中同時(shí)發(fā)生兩類及以上的臺(tái)區(qū)，并重點(diǎn)展示。

基于對(duì)低電壓、重過(guò)載、頻繁停電等的異動(dòng)監(jiān)測(cè)分析，摸清電能質(zhì)量重點(diǎn)問(wèn)題，根據(jù)異動(dòng)嚴(yán)重程度構(gòu)建評(píng)估指標(biāo)，建立臺(tái)區(qū)級(jí)電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)評(píng)估模型，為配網(wǎng)投資決策優(yōu)化提供參考，為配網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行提供有效支撐。

3 監(jiān)測(cè)分析步驟

3.1 數(shù)據(jù)獲取

基于現(xiàn)狀分析及業(yè)務(wù)需求，梳理電能質(zhì)量相關(guān)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，確認(rèn)低電壓、重過(guò)載、頻繁停電三個(gè)監(jiān)測(cè)主題數(shù)據(jù)來(lái)源，采取后臺(tái)導(dǎo)出和前臺(tái)查詢兩種方式獲取業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。根據(jù)業(yè)務(wù)規(guī)范制定數(shù)據(jù)質(zhì)量規(guī)則，將數(shù)據(jù)問(wèn)題劃分為重復(fù)數(shù)據(jù)、缺失數(shù)據(jù)、異常數(shù)據(jù)三大類，通過(guò)不同業(yè)務(wù)系統(tǒng)交叉驗(yàn)證完成數(shù)據(jù)清洗。

數(shù)據(jù)獲取詳情如表1所示。

表1 數(shù)據(jù)獲取詳情

3.2 監(jiān)測(cè)框架搭建

結(jié)合業(yè)務(wù)需求及數(shù)據(jù)質(zhì)量搭建電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)分析的總體框架，梳理低電壓、重過(guò)載、頻繁停電等管理關(guān)鍵指標(biāo)，細(xì)化形成實(shí)際業(yè)務(wù)關(guān)鍵監(jiān)測(cè)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電能質(zhì)量業(yè)務(wù)的全面監(jiān)測(cè)。

3.2.1 重過(guò)載監(jiān)測(cè)框架

重過(guò)載區(qū)域分析主要從供電所重過(guò)載分布、臺(tái)區(qū)重過(guò)載比例、按線路重過(guò)載次數(shù)統(tǒng)計(jì)、各臺(tái)區(qū)重過(guò)載信息、各線路重過(guò)載信息等維度開(kāi)展監(jiān)測(cè)分析。

重過(guò)載規(guī)律變化趨勢(shì)分析主要從月份、工作日、時(shí)段、臺(tái)區(qū)容量、發(fā)生天數(shù)、重過(guò)載發(fā)生明細(xì)等維度開(kāi)展監(jiān)測(cè)分析。

負(fù)載率分析包含供電所、線路、臺(tái)區(qū)等多層級(jí)負(fù)載率統(tǒng)計(jì)，以及重過(guò)載負(fù)載率變化趨勢(shì)、負(fù)載率等級(jí)分布、臺(tái)區(qū)容量對(duì)比等分析模塊。

3.2.2 低電壓監(jiān)測(cè)框架

低電壓總體分析包括按供電所低電壓分布、各臺(tái)區(qū)異動(dòng)次數(shù)、供電所低電壓異動(dòng)比例、線路低電壓次數(shù)分布等監(jiān)測(cè)分析維度。

低電壓規(guī)律分析包括低電壓異動(dòng)次數(shù)按月份分析、異動(dòng)次數(shù)按工作日分析、異動(dòng)次數(shù)按時(shí)段分析、低電壓程度統(tǒng)計(jì)、異動(dòng)天數(shù)分布、電壓范圍分布等監(jiān)測(cè)。從低電壓異動(dòng)次數(shù)、異動(dòng)天數(shù)分析、低電壓程度等層面，按照日期、時(shí)段、96個(gè)采集時(shí)點(diǎn)維度開(kāi)展分析，并展現(xiàn)臺(tái)區(qū)三相電壓詳細(xì)數(shù)據(jù)。

3.2.3 頻繁停電監(jiān)測(cè)框架

頻繁停電總體分析包含頻繁停電統(tǒng)計(jì)、供電所平均停電時(shí)長(zhǎng)與平均停電次數(shù)、頻繁停電次數(shù)與時(shí)長(zhǎng)月度分析等監(jiān)測(cè)分析模塊。

頻繁停電區(qū)域分析包括供電所線路異動(dòng)臺(tái)區(qū)統(tǒng)計(jì)、供電所平均停電時(shí)長(zhǎng)與平均停電次數(shù)統(tǒng)計(jì)、各線路頻繁停電次數(shù)與時(shí)長(zhǎng)、停電次數(shù)帕累托分析、停電時(shí)長(zhǎng)帕累托分析，并展示頻繁停電明細(xì)。

頻繁停電發(fā)生規(guī)律包括頻繁停電按月份分析、頻繁停電次數(shù)與時(shí)長(zhǎng)按工作日統(tǒng)計(jì)分析、頻繁停電次數(shù)與停電時(shí)長(zhǎng)按時(shí)段分析、各線路頻繁停電次數(shù)與時(shí)長(zhǎng)按小時(shí)分析、頻繁停電次數(shù)與時(shí)長(zhǎng)同比增長(zhǎng)率、頻繁停電次數(shù)與時(shí)長(zhǎng)環(huán)比增長(zhǎng)率等分析模塊。

3.2.4 電能質(zhì)量整體評(píng)價(jià)框架

總體得分、各臺(tái)區(qū)低電壓&重過(guò)載&頻繁停電得分、各臺(tái)區(qū)低電壓&重過(guò)載得分、各臺(tái)區(qū)低電壓&頻繁停電得分、各臺(tái)區(qū)頻繁停電&重過(guò)載得分、各臺(tái)區(qū)評(píng)分明細(xì)、各類電能質(zhì)量問(wèn)題臺(tái)區(qū)統(tǒng)計(jì)等監(jiān)測(cè)分析。

3.3 可視化工具開(kāi)發(fā)

根據(jù)低電壓、重過(guò)載、頻繁停電3個(gè)監(jiān)測(cè)框架及電能質(zhì)量整體評(píng)價(jià)模型完成輕量級(jí)可視化監(jiān)測(cè)工具的開(kāi)發(fā)配置，支撐電能質(zhì)量常態(tài)化監(jiān)測(cè)分析。

4 應(yīng)用實(shí)例

可視化分析工具涵蓋低電壓、重過(guò)載、頻繁停電3個(gè)專題，從臺(tái)區(qū)層級(jí)建立電能質(zhì)量整體評(píng)估模型。

4.1 重過(guò)載監(jiān)測(cè)分析

重過(guò)載分析以臺(tái)賬層級(jí)關(guān)聯(lián)為紐帶，借助可視化工具實(shí)現(xiàn)重過(guò)載頻發(fā)區(qū)域、重點(diǎn)線路及臺(tái)區(qū)的監(jiān)測(cè)。同時(shí)，開(kāi)展季節(jié)性、時(shí)段性及重過(guò)載程度分析，深入研究重過(guò)載發(fā)生規(guī)律及機(jī)制。

重過(guò)載總體分析將永嘉縣供電公司作為監(jiān)測(cè)整體，從累計(jì)重過(guò)載次數(shù)、重過(guò)載臺(tái)區(qū)數(shù)、重過(guò)載臺(tái)區(qū)比例、重過(guò)載涉及線路、重過(guò)載涉及線路比例等維度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)監(jiān)測(cè)，設(shè)置供電所、年份、月份等篩選條件可實(shí)現(xiàn)差異化需求。分析發(fā)現(xiàn)甌北供電所重過(guò)載異動(dòng)次數(shù)最多，遠(yuǎn)超其他供電所，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注。各供電所重過(guò)載分布如圖1所示。

圖1 各供電所重過(guò)載分布

從線路層面查看重過(guò)載分布情況，基于二八原則分析發(fā)現(xiàn)，永嘉縣供電公司80%的重過(guò)載次數(shù)集中在6.07%的線路中，重過(guò)載問(wèn)題高度集中。各線路重過(guò)載分布如圖2所示。

圖2 各線路重過(guò)載分布

查看各供電所重過(guò)載臺(tái)區(qū)情況，發(fā)現(xiàn)甌北重過(guò)載臺(tái)區(qū)、總臺(tái)區(qū)均最高，但臺(tái)區(qū)重過(guò)載率低于黃田、橋下、沙頭供電所。各供電所情況如圖3所示。

圖3 各供電所情況

以甌北供電所為例，查看其下轄線路情況，發(fā)現(xiàn)甌城848線是甌北供電所重過(guò)載次數(shù)最多線路，臺(tái)區(qū)所屬線路重過(guò)載次數(shù)如圖4所示。

圖4 臺(tái)區(qū)所屬線路重過(guò)載次數(shù)

由重過(guò)載線路分析鉆取至重過(guò)載臺(tái)區(qū)分布，發(fā)現(xiàn)臺(tái)區(qū)容量為315時(shí)浦西村7號(hào)公變重過(guò)載次數(shù)最多，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他臺(tái)區(qū)，重過(guò)載臺(tái)區(qū)容量規(guī)律變化如圖5所示。

圖5 重過(guò)載臺(tái)區(qū)容量規(guī)律變化

通過(guò)鉆取方式點(diǎn)擊篩選浦西村7號(hào)公變分析該臺(tái)區(qū)重過(guò)載月度分析，發(fā)現(xiàn)該臺(tái)區(qū)在6、7月份重過(guò)載次數(shù)最多，與迎峰度夏用電高峰期匹配。重過(guò)載月度分析如圖6所示。

圖6 重過(guò)載月度分析

點(diǎn)擊篩選7月份，鉆取至重、過(guò)、超載按小時(shí)分布，發(fā)現(xiàn)10:00～22:00重過(guò)載次數(shù)均處于較高為止，峰值出現(xiàn)在20：00，重、過(guò)、超載按小時(shí)分析如圖7所示。

圖7 重載、過(guò)載、超載按小時(shí)分析

查看浦西村7號(hào)公變重過(guò)載發(fā)生天數(shù)，該臺(tái)區(qū)180天出現(xiàn)重過(guò)載現(xiàn)象，屬于持續(xù)性重過(guò)載問(wèn)題，如圖8所示。

圖8 重過(guò)載發(fā)生天數(shù)

通過(guò)月份交互篩選，發(fā)現(xiàn)該臺(tái)區(qū)在七月份每天都發(fā)生過(guò)重過(guò)載，其中7月27號(hào)發(fā)生重過(guò)載次數(shù)最多。按日期重過(guò)載發(fā)生臺(tái)區(qū)數(shù)如圖9所示。

圖9 按日期重過(guò)載發(fā)生臺(tái)區(qū)數(shù)

4.2 電能質(zhì)量整體評(píng)估

電能質(zhì)量總體評(píng)估通過(guò)打分形式對(duì)整體進(jìn)行評(píng)估，各臺(tái)區(qū)總得分為重過(guò)載、低電壓、頻繁停電總得分，總分為300分，等分越高電能質(zhì)量整體越好，各臺(tái)區(qū)低電壓、重過(guò)載、頻繁停電評(píng)分明細(xì)為各項(xiàng)等分情況圖表， 將明細(xì)評(píng)分情況進(jìn)行展現(xiàn)。如圖10所示。

圖10 低電壓、重過(guò)載、頻繁停電評(píng)分

各臺(tái)區(qū)低電壓、重過(guò)載評(píng)分將即發(fā)生低電壓又發(fā)生重過(guò)載臺(tái)區(qū)評(píng)分情況進(jìn)行展現(xiàn)，見(jiàn)圖11。

圖11 各臺(tái)區(qū)低電壓、重過(guò)載評(píng)分

各臺(tái)區(qū)低電壓、頻繁停電評(píng)分將即發(fā)生低電壓又發(fā)生頻繁停電臺(tái)區(qū)評(píng)分情況進(jìn)行展現(xiàn)，如圖12所示。

圖12 各臺(tái)區(qū)低電壓、頻繁停電評(píng)分

各臺(tái)區(qū)頻繁停電、重過(guò)載評(píng)分將即發(fā)生頻繁停電又發(fā)生重過(guò)載臺(tái)區(qū)評(píng)分情況進(jìn)行展現(xiàn)，如圖13所示。

圖13 各臺(tái)區(qū)頻繁停電、重過(guò)載評(píng)分

發(fā)生各類情況臺(tái)區(qū)數(shù)量對(duì)發(fā)生頻繁停電、重過(guò)載、低電壓、頻繁停電、低電壓、重過(guò)載以及同時(shí)發(fā)生情況臺(tái)區(qū)數(shù)統(tǒng)計(jì)。發(fā)生各類情況臺(tái)區(qū)數(shù)量如圖14所示。

圖14 發(fā)生各類情況臺(tái)區(qū)數(shù)量

5 結(jié)語(yǔ)

電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)分析工具基于系統(tǒng)底層數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)精確到臺(tái)區(qū)的低電壓、重過(guò)載、頻繁停電監(jiān)測(cè)分析，后續(xù)可根據(jù)管理要求調(diào)整監(jiān)測(cè)周期、監(jiān)測(cè)范圍及業(yè)務(wù)規(guī)則。相比業(yè)務(wù)系統(tǒng)分析模塊，輕量級(jí)可視化工具聚焦一小塊業(yè)務(wù)，靈活度高、易用性強(qiáng)，并具備一定的可拓展性，為配網(wǎng)運(yùn)行分析提供了一種新的分析模式。目前可視化監(jiān)測(cè)分析工具只限于線下運(yùn)行，需定期從系統(tǒng)導(dǎo)出數(shù)據(jù)才能支撐持續(xù)性監(jiān)測(cè)分析，因此需要數(shù)據(jù)維護(hù)人員花費(fèi)一定精力。如果后續(xù)能夠開(kāi)放業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)權(quán)限、開(kāi)發(fā)數(shù)據(jù)接口實(shí)現(xiàn)可視化共現(xiàn)自動(dòng)取數(shù)，能夠更加高效地實(shí)現(xiàn)電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)。

(本文編輯：嚴(yán) 加)

Grid Enterprise Basic-Level Core Operation Scenario Based on Inter-Professional Integration: Research and Practice of Distribution Network Power Quality Monitoring Method

CHEN Jiansheng1, WU Jinxiang1, XU Haiou1, SHEN Jie2, MIU Jingxiong2, WANG Guangjie3, LI Jin3, WANG Ting3

(1. Zhejiang Yongjia Power Supply Company，Yongjia 325500, China;2. State Grid Wenzhou Power Supply Company, Wenzhou 325000, China;3. State Grid Information & Telecommunication Accenture Information Technology Co., Ltd., Beijing 100000, China)

The problems of low voltage, heavy overload, and frequent power failure directly affect the power quality. In Yongjia Power Supply Company, the three problems have been integrated into "distribution network power quality" monitoring theme", in which the three services are diagnosed, the service deficiencies are identified. With the help of the technology of large data, the whole power quality monitoring and analysis framework is constructed, and the lightweight visual monitoring and analysis tools are developed, with a view to supporting the continuous improvement of the distribution network operation level.

power quality overall assessment; low voltage monitoring; heavy overload monitoring

10.11973/dlyny201703005

陳建勝(1971—)，男，高級(jí)工程師，從事電氣工程方面的工作。

TM727

B

2095-1256(2017)03-0236-05

2017-03-25