邱繼業(yè)

摘 要：現(xiàn)代社會(huì)，電力不可或缺，應(yīng)用于日常生活中的方方面面，為人們帶來極大的便利。但是，我國(guó)用電需求極大，配電網(wǎng)必須具有較好的穩(wěn)定性和可靠性。我國(guó)部分地區(qū)配電網(wǎng)系統(tǒng)不規(guī)范，運(yùn)行受阻，導(dǎo)致配網(wǎng)供電設(shè)備不穩(wěn)定，引發(fā)一系列用電安全事故，存在較大的安全隱患。大數(shù)據(jù)時(shí)代，智能電網(wǎng)建設(shè)步入新階段，用電采集和在線監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。配電網(wǎng)工作人員必須具備熟練的技術(shù)，通過數(shù)據(jù)分析挖掘用戶的真實(shí)需求，合理進(jìn)行能量?jī)?yōu)化和狀態(tài)評(píng)估，制定相應(yīng)的實(shí)施方案，改善配電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行情況。總之，大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用對(duì)于配電網(wǎng)的運(yùn)行可靠性具有至關(guān)重要的作用。

關(guān)鍵詞：大數(shù)據(jù)技術(shù);配電網(wǎng)運(yùn)行;可靠性

中圖分類號(hào)：TM732 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-5168（2019）32-0033-03

Operation Reliability of Distribution Network under

Large-data Technical Support

QIU Jiye

（Guangdong Jieyang Jiexi Power Supply Bureau Co.， Ltd， Jieyang Guangdong 515400）

Abstract： In modern society， electricity is indispensable. It is used in all aspects of daily life and brings great convenience to people. However， China has a huge demand for electricity， and the distribution network must have good stability and reliability. In some areas of China， the distribution network system is not standardized and its operation is blocked， which leads to the instability of the power supply equipment of the distribution network， leading to a series of power safety accidents， and there are major safety risks. In the era of big data， the construction of smart grids has entered a new stage， and electricity collection and online monitoring systems have emerged at the historic moment. The distribution network staff must have skilled technology to mine users' real needs through data analysis， reasonably conduct energy optimization and condition assessment， and formulate corresponding implementation plans to improve the operation of the distribution network system. In short， the application of big data technology is of vital importance to the operational reliability of the distribution network.

Keywords： big data technology;distribution network operation;reliability

大數(shù)據(jù)集合了比較全面的信息，大數(shù)據(jù)技術(shù)能夠快速分析普通配電方式存在的問題，而智能電網(wǎng)的運(yùn)行則需要獲取實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，即在電網(wǎng)運(yùn)行過程中，需要對(duì)管理、調(diào)度以及維修整個(gè)運(yùn)行流程中的數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和分析[1]。近年來，配電網(wǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大，配電網(wǎng)也不斷趨于智能化，同時(shí)各類配電管理系統(tǒng)傳輸和應(yīng)用的數(shù)據(jù)也大量增長(zhǎng)，其中不僅包含配電系統(tǒng)的內(nèi)部運(yùn)行、調(diào)度、檢修等相關(guān)業(yè)務(wù)信息，還包含大量社會(huì)類數(shù)據(jù)，通過有效分析數(shù)據(jù)，人們可以完善配電網(wǎng)運(yùn)行方式，提高分析精準(zhǔn)度，提升用戶用電的安全性和滿意度。

1 電力運(yùn)行管理調(diào)度的重要性

電力在生活中的應(yīng)用隨處可見，如煮飯、照明等，均需要電力的支持。電力作為一種能源，為了保證電力供需關(guān)系的平衡，人們需要做好電力調(diào)度運(yùn)行工作。大數(shù)據(jù)技術(shù)能夠分析和評(píng)估用戶用電過程中出現(xiàn)的故障和負(fù)荷點(diǎn)等，從而優(yōu)化用戶用電配置，為制定完善的電力運(yùn)行管理體系提供參考依據(jù)。

2 主動(dòng)配電網(wǎng)中的大數(shù)據(jù)和特點(diǎn)

2.1 主動(dòng)配電網(wǎng)中的大數(shù)據(jù)

為了對(duì)充放電狀態(tài)進(jìn)行診斷，主動(dòng)配電網(wǎng)使用高頻的采樣信息，頻率達(dá)到200kHz。主動(dòng)配電網(wǎng)配備有儲(chǔ)備設(shè)施等特殊設(shè)備，能夠提高采樣頻率，高采樣率設(shè)備大量分布，大大提升了數(shù)據(jù)量[2]。

隨著電動(dòng)汽車充電設(shè)備和儲(chǔ)能設(shè)備等分布式電源的增多，數(shù)據(jù)采集點(diǎn)日漸增多，而常規(guī)調(diào)度的系統(tǒng)化函數(shù)已有十多萬個(gè)采集點(diǎn)，配用電數(shù)據(jù)中心預(yù)計(jì)達(dá)到百萬或千萬級(jí)別，監(jiān)測(cè)設(shè)備直接將這些設(shè)備信息傳到數(shù)據(jù)中心，和大電網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，從而實(shí)行配電網(wǎng)的自動(dòng)運(yùn)行，并對(duì)供電區(qū)域的設(shè)施實(shí)行進(jìn)行全方位監(jiān)測(cè)。

主動(dòng)配電網(wǎng)在光伏、風(fēng)能等分布式電源運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生大量豐富的信息，這些信息對(duì)控制和優(yōu)化策略等提供了重要的參考價(jià)值，而風(fēng)機(jī)、光伏的儲(chǔ)能預(yù)測(cè)需要很多以往的相關(guān)數(shù)據(jù)，并且需要進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)挖掘和周期性學(xué)習(xí)，分布式能源和儲(chǔ)能設(shè)施的選址均需要進(jìn)行精確的地理分析和天氣分析，因此主動(dòng)配電網(wǎng)對(duì)數(shù)據(jù)的需求非常大[3]。

主動(dòng)配電網(wǎng)為了精確獲得用戶和電網(wǎng)互動(dòng)產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)，部署了海量的具有雙向通信功能的智能手表，這些手表為電力公司提供了大量用電信息。據(jù)統(tǒng)計(jì)，美國(guó)太平洋天然氣電力公司每個(gè)月僅用900萬只智能手表就獲取了3TB的數(shù)據(jù)，而且隨著主動(dòng)配電網(wǎng)的發(fā)展，這個(gè)數(shù)字還在不斷增長(zhǎng)。

2.2 主動(dòng)配電網(wǎng)中大數(shù)據(jù)的特點(diǎn)

規(guī)模大、類型多、價(jià)值密度低以及變化快是主動(dòng)配電網(wǎng)中大數(shù)據(jù)最典型的特征。一是數(shù)據(jù)規(guī)模龐大，國(guó)網(wǎng)北京市電力公司僅5個(gè)小區(qū)就有353個(gè)智能手表采集點(diǎn)，包含頻率、電壓、電流等12 000個(gè)參數(shù)。一天就可以收集34GB的信息，可謂是非常巨大的一個(gè)數(shù)字。二是從數(shù)據(jù)分類角度來講，數(shù)據(jù)類型也非常多，包含狀態(tài)運(yùn)行信息和視頻監(jiān)控、照片、檢修記錄文檔信息等，此外還有電流、電壓、電量等電氣量信息。三是通過對(duì)變壓器、分布式電源的長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)，人們發(fā)現(xiàn)，只有很少一部分的片段反饋出設(shè)備的非正常運(yùn)行信息是有效信息，價(jià)值密度較低。四是分布式電源不穩(wěn)定，加上負(fù)荷波動(dòng)性較大，會(huì)影響主動(dòng)配電網(wǎng)的運(yùn)營(yíng)信息，產(chǎn)生的數(shù)據(jù)隨時(shí)都在發(fā)生變化，想要有效利用這些變化“神速”的數(shù)據(jù)，還有待研究。

除了以上4個(gè)典型特征之外，大數(shù)據(jù)還具備高精準(zhǔn)度的特點(diǎn)，而這些高質(zhì)量的數(shù)據(jù)對(duì)于分析結(jié)果也起到?jīng)Q定性作用。在主動(dòng)配電網(wǎng)中，數(shù)據(jù)要求越來越高，需要將數(shù)據(jù)壞值清除掉，更好地保證電網(wǎng)大數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

3 大數(shù)據(jù)處理技術(shù)

分布式計(jì)算技術(shù)、內(nèi)存計(jì)算技術(shù)、流計(jì)算技術(shù)都屬于數(shù)據(jù)處理技術(shù)，其中包含電力云、電力數(shù)據(jù)中心資源虛擬化等。隨著近年來電力數(shù)據(jù)的大量增長(zhǎng)，電力企業(yè)不斷更新數(shù)據(jù)處理技術(shù)，從而提高軟硬件資源的質(zhì)量，促使電力大數(shù)據(jù)的發(fā)展更加穩(wěn)定，擁有更加強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力。

谷歌公司提出的云計(jì)算技術(shù)最為典型，大數(shù)據(jù)具有數(shù)量大和分布式的特點(diǎn)，傳統(tǒng)技術(shù)無法處理大量數(shù)據(jù)，而云計(jì)算技術(shù)正好彌補(bǔ)了傳統(tǒng)技術(shù)的缺陷，它具備海量的儲(chǔ)存空間，并實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)存與分析的共同進(jìn)行。

4 數(shù)據(jù)分析技術(shù)

在智能技術(shù)的應(yīng)用中，數(shù)據(jù)挖掘、人工學(xué)習(xí)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、支持向量和決策樹等都是典型的數(shù)據(jù)分析技術(shù)，而這些技術(shù)不管是在安全分析還是能源預(yù)測(cè)、實(shí)施運(yùn)行方面目前均缺乏實(shí)踐運(yùn)用驗(yàn)證。例如，電力系統(tǒng)的負(fù)荷檢測(cè)往往需要大量歷史數(shù)據(jù)來進(jìn)行聚類，再將類似的日訓(xùn)練模型篩選出來;變壓器的故障檢測(cè)診斷需要工作人員利用向量機(jī)結(jié)合狀態(tài)，分析出可靠的故障檢測(cè)結(jié)果。

如今，計(jì)算機(jī)的超強(qiáng)運(yùn)算能力不是人工可以比擬的，大數(shù)據(jù)技術(shù)可直接進(jìn)行運(yùn)算，具有計(jì)算快、結(jié)果精準(zhǔn)的特點(diǎn)，為相關(guān)技術(shù)管理人員的決策和后期實(shí)施提供了精準(zhǔn)的參考依據(jù)。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，電力行業(yè)越發(fā)完善，配電網(wǎng)絡(luò)中的各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息呈直線上升狀態(tài)，如設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)、管理數(shù)據(jù)以及用戶數(shù)據(jù)等。這也加大了電力數(shù)據(jù)采集篩選工作者的難度，大數(shù)據(jù)技術(shù)能夠做到24h不間斷地檢測(cè)、分析及采集各項(xiàng)信息，并優(yōu)化整合，簡(jiǎn)化了相關(guān)工作人員的工作流程，并提高了配電網(wǎng)運(yùn)行效率。

5 電力配網(wǎng)運(yùn)行中影響可靠性的因素

影響配電網(wǎng)運(yùn)行可靠性的因素繁多復(fù)雜，主要有以下幾個(gè)因素。一是檢修工作量大，過程漫長(zhǎng)。檢修任務(wù)量大，需要花費(fèi)大量時(shí)間，同時(shí)檢修期間需要對(duì)設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，但是配電網(wǎng)未能根據(jù)區(qū)域、具體環(huán)境、用電情況做出差異性選擇，出現(xiàn)不適應(yīng)情況。二是配電網(wǎng)變化快，動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)性較強(qiáng)，常規(guī)模式下通過定期檢修和搶修進(jìn)行維護(hù)，但無法規(guī)避配電網(wǎng)系統(tǒng)不穩(wěn)定等問題。

配電網(wǎng)供電的可靠性直接影響到供電企業(yè)的社會(huì)以及經(jīng)濟(jì)效益，若配電網(wǎng)可靠性過低，將導(dǎo)致大部分配電設(shè)施系統(tǒng)不穩(wěn)定，直接威脅用戶的生命安全。如何有效提高電力配網(wǎng)運(yùn)行的可靠性，是目前電力企業(yè)高度關(guān)注的問題[4]。

6 影響可靠性因素分析

配電網(wǎng)運(yùn)行復(fù)雜，如果某區(qū)域發(fā)生故障，會(huì)導(dǎo)致整條線路出現(xiàn)問題，影響范圍較大。目前，配電網(wǎng)的自動(dòng)化水平較低，很容易出現(xiàn)突發(fā)事件，處理需要耗費(fèi)大量時(shí)間，使得停電時(shí)間延長(zhǎng)。另外，現(xiàn)在數(shù)據(jù)采集和加工等技術(shù)不成熟，也將直接影響整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行。

7 基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的運(yùn)行可靠性提升措施

可靠性提高的前提是完善電網(wǎng)設(shè)備方案、優(yōu)化各項(xiàng)數(shù)據(jù)系統(tǒng)，并加快配電網(wǎng)自動(dòng)化改造，可用更加先進(jìn)的設(shè)備替換陳舊設(shè)備，對(duì)終端的安裝狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，完善數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，從而實(shí)施系統(tǒng)運(yùn)行的自動(dòng)化。相關(guān)工作人員要對(duì)故障區(qū)進(jìn)行快速判斷、隔離，從而減少故障區(qū)域和停電時(shí)間，保證非故障區(qū)域的供電正常穩(wěn)定。

大數(shù)據(jù)技術(shù)通過動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、智能分析、高效并發(fā)等有效解決了配電網(wǎng)運(yùn)行管理中存在的復(fù)雜性問題，促進(jìn)配電網(wǎng)運(yùn)行安全穩(wěn)定，幫助相關(guān)人員更好地掌握配電網(wǎng)運(yùn)行規(guī)律，采用科學(xué)的措施對(duì)影響可靠性的相關(guān)因素進(jìn)行預(yù)防。為保證電力設(shè)備的正常運(yùn)行，人們需要加大電力設(shè)備維護(hù)檢修力度，完善電力檢修計(jì)劃，促進(jìn)電力設(shè)備能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行[5]。確保整個(gè)規(guī)劃的科學(xué)合理性是基礎(chǔ)，人們需要對(duì)配電網(wǎng)制度進(jìn)行完善和優(yōu)化，通過所在地的不同情況，對(duì)電力負(fù)荷情況進(jìn)行判斷，同時(shí)結(jié)合城市發(fā)展情況進(jìn)行分配和完善。

8 結(jié)語(yǔ)

隨著時(shí)代的進(jìn)步，電力系統(tǒng)日漸發(fā)展完善。大數(shù)據(jù)時(shí)代，大數(shù)據(jù)技術(shù)的有效運(yùn)用，將為電力發(fā)展帶來質(zhì)的飛躍。當(dāng)前，人們要不斷提升配電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性，對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，同時(shí)引入先進(jìn)技術(shù)，不斷提高設(shè)備檢測(cè)質(zhì)量和數(shù)據(jù)采集水平。由于影響運(yùn)行可靠性的因素較多，在預(yù)估運(yùn)行可靠性中變數(shù)眾多，因此相關(guān)工作人員在評(píng)估運(yùn)行可靠性的過程中要全面、細(xì)致地對(duì)相關(guān)因素進(jìn)行排查分析，提出合理的調(diào)控方案，為配電網(wǎng)的可持續(xù)發(fā)展提供有力支持。同時(shí)，要合理運(yùn)用配電網(wǎng)大數(shù)據(jù)，從繁多的信息中挖掘出有效、真實(shí)的數(shù)據(jù)，為業(yè)務(wù)發(fā)展提供參考依據(jù)。

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