廖頌文

廣東電網(wǎng)有限責任公司江門鶴山供電局 廣東 江門 529000

電壓合格率是衡量配電網(wǎng)運行質(zhì)量的一個關鍵指標，為實現(xiàn)對這一重要運行數(shù)據(jù)的準確掌握，需要在配電網(wǎng)之中建設完善的低電壓監(jiān)測平臺。大數(shù)據(jù)技術的快速發(fā)展為配電網(wǎng)低壓臺區(qū)監(jiān)測平臺的建設提供了有力的技術支撐，借助大數(shù)據(jù)技術進行配電網(wǎng)低壓臺區(qū)中的低電壓情況進行排查、監(jiān)測、預測，有助于配電網(wǎng)的運行維護人員及時、高效的發(fā)現(xiàn)低壓臺區(qū)中存在的電壓異常情況，對于提升配電網(wǎng)的運行安全、客戶服務、規(guī)劃質(zhì)量具有非常重要的意義。

低壓配電網(wǎng)在運行的過程中出現(xiàn)低電壓的原因主要有三個：一是配電線路和臺區(qū)布點、設計與用電負荷發(fā)展不符；二是線路重過載以及三相負荷未達到合理的平衡；三是低壓臺區(qū)功率因素過低，無功補償不足。在配電網(wǎng)中采用大數(shù)據(jù)技術進行低電壓的監(jiān)測，不僅能夠?qū)ε潆娋W(wǎng)中的異常情況進行分析和定位，而且能夠建立高效的診斷模型，優(yōu)化整改和投資決策，有效的提升低壓臺區(qū)電壓質(zhì)量。

1 配電網(wǎng)發(fā)展與低電壓監(jiān)測現(xiàn)狀分析

當前社會經(jīng)濟快速發(fā)展，電動汽車、電池儲能、光伏發(fā)電、分布式能源等新技術應用增加了低壓配電網(wǎng)的不確定性，面對當前配電網(wǎng)越趨復雜化、多樣性的運行特點，采用傳統(tǒng)技術構(gòu)建的電壓監(jiān)測系統(tǒng)已經(jīng)無法滿足生產(chǎn)、營銷、規(guī)劃等重要業(yè)務開展的需要。

配電網(wǎng)的低電壓情況點多面廣，現(xiàn)階段各供電企業(yè)正在大力推進智能電網(wǎng)的建設，對配電網(wǎng)低壓臺區(qū)電壓進行準確監(jiān)測的需求也在逐步的提高，與此相對應的是，電壓監(jiān)測的相關數(shù)據(jù)也在迅速的增加。

在智能電網(wǎng)建設過程中，特別是隨著低壓集抄等數(shù)字化技術的普及，供電企業(yè)在配電網(wǎng)低壓臺區(qū)線路中設置了大量的數(shù)據(jù)收集以及電壓監(jiān)測點，每個時點的電壓和負載、功率因數(shù)、持續(xù)時間、所屬相別、供電區(qū)域等多個維度的數(shù)據(jù)，這使配電網(wǎng)系統(tǒng)在運行過程中產(chǎn)生并收集的電子數(shù)據(jù)呈幾何級增長，若負責后臺數(shù)據(jù)處理的系統(tǒng)軟件平臺無法有效實現(xiàn)對這些數(shù)據(jù)處理、分析，將不能夠滿足智能電網(wǎng)建設對配電網(wǎng)低電壓監(jiān)測應用的需要。

配電網(wǎng)中臺區(qū)低壓監(jiān)測點增多，形成的大量數(shù)據(jù)不僅僅給數(shù)據(jù)的處理帶來技術上的挑戰(zhàn)，也對數(shù)據(jù)的存儲帶來巨大的考驗，需要對軟件結(jié)構(gòu)以及硬件設施同時進行有效改造。

智能電網(wǎng)在建設過程中除了在配電網(wǎng)低壓臺區(qū)設置更多的電壓監(jiān)測點，更重要的是構(gòu)建統(tǒng)一的數(shù)據(jù)集成平臺，傳統(tǒng)的配電網(wǎng)低電壓監(jiān)測存在生產(chǎn)、營銷、計量、資產(chǎn)等多個業(yè)務系統(tǒng)共同管理，數(shù)據(jù)接口不統(tǒng)一的情況，采用全新的大數(shù)據(jù)技術將會使電壓監(jiān)測模塊有效的集成到智能電網(wǎng)的的統(tǒng)一數(shù)據(jù)處理平臺中。

傳統(tǒng)的配電網(wǎng)電壓監(jiān)測系統(tǒng)只能發(fā)現(xiàn)電壓異常的情況但無法對出現(xiàn)異常的位置進行準確的定位，進而導致后續(xù)的排查、處理工作存在諸多不便，大數(shù)據(jù)技術的引入，使全新的電壓監(jiān)測模塊能夠進行智能化計算并定位異常位置、分析原因，進而有效的提升工作效率。

面對當前階段配電網(wǎng)電壓監(jiān)測系統(tǒng)存在的各類問題，推廣大數(shù)據(jù)技術，進行軟、硬件的同步升級，能夠有效的改進低電壓監(jiān)測和處理的措施，進而推動我國智能電網(wǎng)的建設和發(fā)展。

2 大數(shù)據(jù)技術在低電壓監(jiān)測中的應用展望

現(xiàn)階段實現(xiàn)配電網(wǎng)低電壓監(jiān)測的技術是計量自動化系統(tǒng)、電能質(zhì)量監(jiān)測平臺、運行技術支持平臺，在此基礎上引入全新的大數(shù)據(jù)技術進行優(yōu)化升級，對配電網(wǎng)低壓臺區(qū)的電壓情況進行實時的監(jiān)測、統(tǒng)計、分析、整治，展望帶來以下五個方面的新功能。

一是配電網(wǎng)電壓監(jiān)測系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)在電氣接線圖軟件上實時展示各監(jiān)測點電壓的變化，并以此為基礎對采集的數(shù)據(jù)進行分析進而生成電壓變化曲線圖，以可視化的監(jiān)測形式呈現(xiàn)出來。

二是借助大數(shù)據(jù)能夠?qū)Σ煌瑫r段、不同類型的電壓監(jiān)測數(shù)據(jù)分別進行統(tǒng)計分析，形成量化計算結(jié)果，精確定位低電壓位置和發(fā)生時段，極大的提升了數(shù)據(jù)的利用效率。

三是大數(shù)據(jù)技術能夠?qū)Φ蛪号_區(qū)中電壓發(fā)生變化的表象進行深入的分析，通過融合配電網(wǎng)低壓臺區(qū)電壓、電流、供電半徑等運行數(shù)據(jù)、資產(chǎn)地理信息系統(tǒng)、客戶用電信息和行為采集分析等，以梳理配電網(wǎng)中存在異常的特殊區(qū)段和重點用戶，為及時、準確排查原因奠定基礎，顯著增強對電壓監(jiān)測數(shù)據(jù)的挖掘能力。

四是能夠根據(jù)配電網(wǎng)中預先設定的電壓監(jiān)測規(guī)則和數(shù)據(jù)預警值，結(jié)合電壓監(jiān)測的實時現(xiàn)狀和歷史數(shù)據(jù)進行多維度預測和交互分析，及時進行低電壓分級警告，以達到預防和提前介入的效果，完善閉環(huán)處理機制，從而提升配電網(wǎng)的運行質(zhì)量和安全性。

五是在配電網(wǎng)電壓監(jiān)測系統(tǒng)之中采用大數(shù)據(jù)技術，能夠?qū)崿F(xiàn)對各類電壓監(jiān)測數(shù)據(jù)的智能分析和應用，能夠科學分析原因和發(fā)展趨勢，使低電壓整改工作達到防治結(jié)合的效果。根據(jù)大數(shù)據(jù)分析結(jié)果確定變壓器調(diào)檔、負荷調(diào)整、線路改造、新增布點等解決低電壓的方案，取代了傳統(tǒng)消缺方式的滯后性和隨意性，為生產(chǎn)運行、供電方案制定、規(guī)劃建設等業(yè)務提供支撐。

3 低電壓監(jiān)測大數(shù)據(jù)平臺開發(fā)架構(gòu)及關鍵技術

3.1 開發(fā)架構(gòu) 企業(yè)級大數(shù)據(jù)平臺系統(tǒng)開發(fā)架構(gòu)可采用J2EE的三層結(jié)構(gòu)體系，即表現(xiàn)層、業(yè)務邏輯層、數(shù)據(jù)訪問層。該結(jié)構(gòu)體系對配電網(wǎng)中低電壓監(jiān)測的數(shù)據(jù)邏輯和業(yè)務邏輯進行有效分類，進而有效提升這一數(shù)據(jù)平臺在工作過程之中的并行操作性能和網(wǎng)絡計算能力，整體上有效的提升了系統(tǒng)的綜合性能。系統(tǒng)在實踐中體現(xiàn)出良好的可擴展性和安全性，整體上具有維護成本低，維護便利以及開發(fā)難度低等多個方面的優(yōu)點。將J2EE應用服務作為整個運行平臺的中間層，再以組件的形式將實現(xiàn)低電壓監(jiān)測所需的各個模塊部署到硬件匹配的應用服務器之中，實現(xiàn)對電壓監(jiān)測的軟硬件有效支持，系統(tǒng)功能布置的科學合理。

3.2 關鍵技術 大數(shù)據(jù)技術在配電網(wǎng)低電壓監(jiān)測應用，需要多個業(yè)務系統(tǒng)對接進而實現(xiàn)自身所獲取數(shù)據(jù)的傳輸和共享，這導致了整個平臺在運行過程中會產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)，為保證整個系統(tǒng)對大量數(shù)據(jù)的存儲和分析能力應該積極的引入分布式存儲技術和內(nèi)存計算技術。此外，為進一步增強系統(tǒng)對數(shù)據(jù)的應用和分析能力應該引入數(shù)據(jù)挖掘技術和指標預測技術等，以此來全面滿足低電壓監(jiān)測的實際需要具體如下：

一是分布式存儲技術。配電網(wǎng)低電壓監(jiān)測平臺乃至智能電網(wǎng)在建設過程中需要使用大量的信息采集設備，系統(tǒng)產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)需存儲。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲方式在應用時會出現(xiàn)一定的交叉現(xiàn)象，對數(shù)據(jù)的處理速度存在一定的限制，無法保證數(shù)據(jù)存儲的可靠性和實時性；此外，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲技術在應用時需要在服務器之間進行大量的信息傳輸，影響了軟件系統(tǒng)的響應速度，面對這一狀況采用分布式數(shù)據(jù)存儲是有效的解決方案。

分布式存儲將系統(tǒng)之中產(chǎn)生的各種類型的信息存儲在網(wǎng)絡之中的各個存儲設備之中，借助虛擬連接的方式形成了一個可以容納大量數(shù)據(jù)的存儲池，有效的解決了配電網(wǎng)之中電壓監(jiān)測數(shù)據(jù)量龐大的問題。此外分布式存儲將數(shù)據(jù)存儲在網(wǎng)絡之中的各個節(jié)點，有效的提升了系統(tǒng)在調(diào)用數(shù)據(jù)時的響應速度。

二是內(nèi)存計算技術。在配電網(wǎng)低電壓監(jiān)測平臺構(gòu)建過程之中采用分布式集群處理，對系統(tǒng)之中進行的各項任務進行統(tǒng)一調(diào)度，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理。應用內(nèi)存計算技術，將各類常用的服務和數(shù)據(jù)駐留在內(nèi)存之中進而實現(xiàn)將對數(shù)據(jù)庫的訪問轉(zhuǎn)化為對內(nèi)存的訪問，有效的減輕了系統(tǒng)之中數(shù)據(jù)庫的訪問壓力，提升系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理能力和響應速度，實現(xiàn)對大數(shù)據(jù)系統(tǒng)中相關電壓監(jiān)測信息的實時、高效處理。

三是數(shù)據(jù)挖掘技術。當大數(shù)據(jù)技術在配電網(wǎng)低電壓監(jiān)測之中應用時，將會產(chǎn)生大量多維度的數(shù)據(jù)，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析方式無法有效的挖掘出這些數(shù)據(jù)之中蘊含的大量的具有較高價值的信息，因此應該在系統(tǒng)中引入大數(shù)據(jù)挖掘技術，從監(jiān)測數(shù)據(jù)之中挖掘臺區(qū)電壓質(zhì)量的各項運行指標、基礎數(shù)據(jù)、用戶信息、外部因素等并有效整合，為低電壓整治正確決策和配電網(wǎng)的優(yōu)化升級提供科學依據(jù)。

四是指標預測技術。指標預測是大數(shù)據(jù)中的核心技術，通過對電壓監(jiān)測不同時間點中關于生產(chǎn)、營銷、計量、資產(chǎn)等不同專業(yè)、多維度數(shù)據(jù)的整合，進行建模及分析預測，旨在摸清這些混合數(shù)據(jù)中的精細結(jié)構(gòu)以及變化軌跡，實現(xiàn)對臺區(qū)電壓運行趨勢的科學預測，提前掌握臺區(qū)低電壓并采取措施。