摘 要：自國家電網(wǎng)公司全面推進(jìn)智能電表安裝、應(yīng)用以來，智能電表數(shù)據(jù)分析方法已經(jīng)在全國各地取得了良好的應(yīng)用效果，這對于我國智能電網(wǎng)的建設(shè)、智慧家庭的建設(shè)具有重要作用。本文將緊密結(jié)合實際情況，對智能電表數(shù)據(jù)分析方法與智能電表數(shù)據(jù)分析應(yīng)用場景進(jìn)行探討，希望可以對業(yè)內(nèi)起到一定參考作用。

關(guān)鍵詞：智能電表數(shù)據(jù)；分析方法；應(yīng)用場景

中圖分類號：TM933.4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）18-0072-02

前 言

隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，信息技術(shù)與通信技術(shù)取得了長足進(jìn)步，與此同時，大量智能電表均得到了部署與應(yīng)用，應(yīng)用智能電表數(shù)據(jù)分析方法，可以讓智能電表數(shù)據(jù)潛在價值得到充分挖掘?，F(xiàn)階段，我國智能電表的應(yīng)用主要存在系統(tǒng)規(guī)模大、存儲數(shù)據(jù)時間長、采集頻率高、測量點分布密集、數(shù)據(jù)種類多的特點。

1 智能電表數(shù)據(jù)分析方法

1.1 方法類型

智能電表數(shù)據(jù)分析方法主要指的是利用統(tǒng)計分析的方法來處理、建模并計算通過收集得到的原始智能電表量測數(shù)據(jù)，以對有用信息進(jìn)行提取，對其深層價值與內(nèi)在關(guān)聯(lián)進(jìn)行深度挖掘，并得出結(jié)論的方法。智能電表能量聚合模型如圖1所示。

結(jié)合圖1，利用智能電表可以讓智能電網(wǎng)得以形成，而智慧家庭利用電表和電網(wǎng)可以完成能量交互，智能電表數(shù)據(jù)分析方法可以為電力公司的電網(wǎng)規(guī)劃、商業(yè)運營以及運行維護(hù)決策提供幫助。就目前來看，智能電表數(shù)據(jù)分析方法可以分為四種主要類型：

（1）聚類分析。所謂聚類分析主要指的是在一定標(biāo)準(zhǔn)下，對一類數(shù)據(jù)進(jìn)行匯聚。人為定義聚類為虛擬電表，利用此電表可以將同一屬性電表數(shù)據(jù)進(jìn)行聚類，可以為有線性關(guān)系電表的區(qū)域規(guī)劃與分析提供幫助。

（2）相關(guān)分析。智能電表數(shù)據(jù)相關(guān)分析主要指的是對現(xiàn)象之間是否有關(guān)聯(lián)關(guān)系存在進(jìn)行統(tǒng)計分析。偏相關(guān)與線性相關(guān)為相關(guān)分析兩種主要類型，在具體分析過程中，線性相關(guān)分析方法得到了十分廣泛的使用，利用此種方法，可以幫助電力公司工作人員對兩變量線性關(guān)系進(jìn)行研究，應(yīng)用相關(guān)系數(shù)可以對此種關(guān)系進(jìn)行描述。同時，借助溫度和負(fù)荷關(guān)系，并結(jié)合實際運營天氣狀況可以對負(fù)荷高峰進(jìn)行預(yù)測，以為電力公司運營決策提供幫助。

（3）趨勢分析。在智能電表數(shù)據(jù)分析中，通過對比兩期連續(xù)同一指標(biāo)、多期連續(xù)同一指標(biāo)，可以得到指標(biāo)數(shù)額變化情況、增減變動方向以及變化幅度，可以讓事物變化規(guī)律、變化趨勢得到揭示。這種趨勢分析方法較為常見，如在日常工作中，工作人員在對某一用戶用電量進(jìn)行分析時，就可以利用多條趨勢曲線對其環(huán)比數(shù)據(jù)、同比數(shù)據(jù)進(jìn)行表示，進(jìn)而得出該用戶用電規(guī)律。與此同時，利用此種趨勢模型，還可以針對故障設(shè)備進(jìn)行檢查，判斷為操作故障或零件毀壞故障[1]。

（4）異常分析。在智能電表數(shù)據(jù)分析過程中，可以分析電力運營過程中和一般規(guī)律偏離的現(xiàn)象與事件，以得出異?，F(xiàn)象出現(xiàn)具體原因。在用電異常、設(shè)備故障的診斷過程中，應(yīng)用此種異常分析方法可以起到重要作用。如對變壓器發(fā)生故障之前的歷史異常數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析、抽樣建模，就能夠?qū)ψ儔浩鞴收线M(jìn)行預(yù)測，對變壓器進(jìn)行及時更換與檢修。

1.2 實施關(guān)鍵

在配電系統(tǒng)中，智能電表數(shù)據(jù)可以真實反映系統(tǒng)在某刻的運行狀態(tài)，因此，在進(jìn)行智能電表數(shù)據(jù)分析時，需要確保該數(shù)據(jù)和電氣工程內(nèi)在規(guī)律、基本原理相符，如同一電源點下各個測量點電壓值應(yīng)具有相似性；如在電源向負(fù)荷方向，配電饋線具有呈下降趨勢的電壓分布；如在一區(qū)域內(nèi)，其具有守恒的供入電量與供出電量。

在實際應(yīng)用過程中，通常需要提取超大規(guī)模數(shù)據(jù)中的有效數(shù)據(jù)，并對其進(jìn)行處理與計算，智能電表數(shù)據(jù)分析如圖2所示。

如圖2所示，在數(shù)據(jù)采集中，包含停電信息、GIS信息、計費信息、人口普查、系統(tǒng)負(fù)載等多種數(shù)據(jù)，也就是說，在智能電表數(shù)據(jù)分析中，大數(shù)據(jù)處理是關(guān)鍵問題。我國具有遼闊的地域、眾多的人口，很多省份都有著超過千萬的電力用戶數(shù)量，需要重點關(guān)注此問題。在此條件下，通常意義的集群系統(tǒng)、單機系統(tǒng)并不能在規(guī)定時間內(nèi)運算處理智能電表數(shù)據(jù)，所以，并行計算模式是未來使用的必然趨勢。對多種計算資源進(jìn)行同時解決，對問題進(jìn)行計算的方法為并行計算方法，應(yīng)用多種處理器可以對同一問題進(jìn)行協(xié)同解決，可以分解求解問題為多個部分，由單獨處理機來對各個部分進(jìn)行計算。現(xiàn)階段，并行計算機集群系統(tǒng)主要包含了Spark、Hadoop等類型。

2 智能電表數(shù)據(jù)分析應(yīng)用場景

2.1 資產(chǎn)管理

智能電表數(shù)據(jù)分析方法可以對配電網(wǎng)資產(chǎn)管理起到輔助作用，通過分析電表數(shù)據(jù)，可以對設(shè)備運行狀態(tài)進(jìn)行有效監(jiān)測，讓設(shè)備故障得到提前識別，進(jìn)而讓資產(chǎn)維護(hù)計劃、資產(chǎn)更換計劃得到合理優(yōu)化。如美國某電力公司就曾通過分析智能電表數(shù)據(jù)，回溯分析了故障配電變壓器二次側(cè)電壓數(shù)據(jù)，經(jīng)過分析，發(fā)現(xiàn)在故障之前的一段時間內(nèi)出現(xiàn)電壓偏高情況，進(jìn)而分析出其故障原因為高壓側(cè)繞組出現(xiàn)損壞，改變了變壓器變比，據(jù)此可以提出解決策略，更換變壓器。而新型變壓器的投入使用可以讓用戶停電時間得到縮短，讓變壓器更新開支得到節(jié)省。也就是說，利用智能電表數(shù)據(jù)分析方法，可以讓電力公司資產(chǎn)管理水平、資產(chǎn)運維水平得到提升，可以讓事故停電現(xiàn)象得到有效減少[2]。

2.2 客戶行為分析

在智能電表數(shù)據(jù)分析應(yīng)用中，客戶消費行為可以得到負(fù)荷曲線的直接顯示，在智能電表數(shù)據(jù)中，可以對客戶消費細(xì)節(jié)進(jìn)行詳細(xì)記錄，如一定間隔的電壓參數(shù)、電量參數(shù)及功率參數(shù)等，如果客戶消費習(xí)慣相同，那么其負(fù)荷分布形狀也大致相同，因此，可以依照負(fù)荷分布相似度來分類客戶，進(jìn)而讓企業(yè)可以分類客戶，讓精細(xì)化管理目標(biāo)得以實現(xiàn)，針對重點用戶，可以制定出具有針對意義的運營策略?？蛻粜袨榉治鰧嶋H應(yīng)用如圖3所示。

結(jié)合圖3，應(yīng)用智能電表可以清楚地知道不同客戶的不同用電規(guī)律，進(jìn)而制定針對性運營策略，以提升用戶服務(wù)體驗，提升電力系統(tǒng)運行效益。除此之外，在客戶行為分析過程中，在電網(wǎng)峰谷時段疊加用戶實際負(fù)荷曲線，可以讓用電細(xì)節(jié)得到更為全面地展現(xiàn)，讓峰值時段電能費用得到科學(xué)計算，以對用戶錯峰潛力進(jìn)行估算。

2.3 故障定位分析

和傳統(tǒng)故障定位分析方法相比，利用智能電表數(shù)據(jù)分析方法可以讓故障判斷時間得到有效減少，進(jìn)而提高故障處理效率。利用內(nèi)置于智能電表中的智能傳感器，在停電事件發(fā)生后，依然可以對“失電”故障信息進(jìn)行上報，各個智能電表在接收此故障信息滯后可以對故障范圍進(jìn)行判斷。調(diào)度中心人員對相關(guān)電表下發(fā)指令，可以對其斷電與否進(jìn)行判斷，之后再進(jìn)行故障維修，這可以讓故障誤報現(xiàn)象得到減少[3]。

2.4 配電網(wǎng)狀態(tài)估計

在過去，電力公司通常會利用配電線路沿線與變電站內(nèi)SCAD設(shè)備來對配電系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測，但此種系統(tǒng)往往不能讓配電線路以外電氣信息得到顯示。對此，應(yīng)用智能電表數(shù)據(jù)分析可以讓SCADA實時數(shù)據(jù)不足之處得到有力彌補，可以讓狀態(tài)估計精度得到提升。結(jié)合智能電表系統(tǒng)收集天氣信息、歷史數(shù)據(jù)，并結(jié)合GIS模型，可以構(gòu)建出高精度用戶模型，以實時收集用戶數(shù)據(jù)。

2.5 網(wǎng)損分析

在網(wǎng)損計算過程中，不同期的供售電數(shù)據(jù)為主要問題，其主要原因為不同電壓等級售電量抄表日期存在差別。應(yīng)用智能電表，可以依照15min的間隔來采集數(shù)據(jù)信息，將過去每月一次網(wǎng)損分析轉(zhuǎn)化為15min級，同時，應(yīng)用智能電表可以對某一/組用戶進(jìn)行重點關(guān)注，對其間隔進(jìn)行有效調(diào)節(jié)，可以將實時測量數(shù)據(jù)提供給網(wǎng)損分析，以完成重點用戶網(wǎng)損情況分析工作。

3 結(jié) 論

綜上所述，聚類分析、相關(guān)分析、趨勢分析及異常分析為智能電表數(shù)據(jù)主要分析方法，應(yīng)用此類分析方法，可以在資產(chǎn)管理、客戶行為分析、故障定位分析、配電網(wǎng)狀態(tài)估計及網(wǎng)損分析中取得良好的應(yīng)用效果，這對于我國智能電網(wǎng)的建設(shè)具有推動作用。

參考文獻(xiàn)

[1]徐大青，欒文鵬，張展國.智能電表數(shù)據(jù)分析方法及應(yīng)用[J].供用電，2015，3208：25～30.

[2]袁 慧.智能電表數(shù)據(jù)分析方法及應(yīng)用[J].黑龍江科技信息，2017，11：37.

[3]欒文鵬，趙 磊，劉沅昆.智能電表數(shù)據(jù)分析元及示例[J].南方電網(wǎng)技術(shù)，2016，1001：1～5.

收稿日期：2018-5-14

作者簡介：莫潤海（1981-），男，裝表員，大學(xué)本科，主要從事裝表接電，電表物資管理工作。