陸祖紅

摘? ?要：文章主要對配電網(wǎng)低電壓監(jiān)測進行分析，在分析中指出大數(shù)據(jù)技術在配電網(wǎng)低壓監(jiān)測中的具體應用和實踐。

關鍵詞：大數(shù)據(jù)技術;配電網(wǎng);低電壓監(jiān)測

電壓合格率對配電網(wǎng)運行具有重要意義，第27號《供電監(jiān)管辦法》（2010年國家電力監(jiān)管委員會）中對該值監(jiān)管提出了明確要求。作為一個綜合性、全方位的考核指標，需要在配電網(wǎng)中建立起完善的供電電壓檢測管理體系以對該值進行監(jiān)控。大數(shù)據(jù)的興起也為配電網(wǎng)低壓監(jiān)測提供了重要的技術支撐，利用大數(shù)據(jù)構建配電網(wǎng)低壓監(jiān)測體系，能夠實現(xiàn)整個系統(tǒng)供電電壓的全方位檢測，對直觀、快捷發(fā)現(xiàn)電壓異常具有重要意義。同時，借助大數(shù)據(jù)分析技術深入分析信息化系統(tǒng)的相關數(shù)據(jù)，定位異常所在，為電壓的質量改善、故障處理提供支持。

1? ? 電壓監(jiān)測現(xiàn)狀分析

在智能電網(wǎng)建設進程穩(wěn)步推進的背景下，電壓監(jiān)測需求提高，同時，電壓檢測數(shù)據(jù)量也迅速增加，面對當前智能電網(wǎng)復雜多樣的特征，當前的電壓監(jiān)測結構已經不能滿足業(yè)務發(fā)展要求，具有一定局限性。

（1）我國電力網(wǎng)絡改革以及智能電網(wǎng)建設、建成進程不斷推進，電壓質量監(jiān)測點數(shù)量不斷增加，這導致計算與監(jiān)測的數(shù)據(jù)量也不斷增加，雖然系統(tǒng)在不斷完善，但仍不能完全滿足當前實際需求。

（2）電壓質量監(jiān)控系統(tǒng)的性能和數(shù)據(jù)存儲、計算、分析功能的水平息息相關，電壓量的增加對軟件平臺架構、擴充提出了要求，但當前的軟件平臺構架并不能滿足實際需求，同時，硬件性能也有待提高。

（3）數(shù)據(jù)集成平臺已經無法滿足當前智能電網(wǎng)背景下數(shù)據(jù)增長的需求，就廣東省智能電網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀來看，這一問題尤為突出。不能在傳統(tǒng)數(shù)據(jù)集成平臺中引入新技術以及智能算法等來實現(xiàn)電力質量監(jiān)控和故障識別、定位處理等功能，在電能質量治理方面存在的問題亟待解決。

面對這些問題和現(xiàn)狀，就必須要科學引入大數(shù)據(jù)技術來輔助電壓監(jiān)測發(fā)展，滿足電壓監(jiān)測分析的實際需求。

2? ? 大數(shù)據(jù)技術在電壓監(jiān)測中的應用展望

2.1? 基于大數(shù)據(jù)的電壓監(jiān)測影響因素分析

在配電網(wǎng)運行中，電流、電阻、變壓器容量等因素均會影響電壓，另外，功率因素、短路電流，甚至電線長度和設備類型等也會直接影響電源電壓。根據(jù)實際情況，在計量自動化系統(tǒng)以及綜合調度系統(tǒng)的基礎上，引入大數(shù)據(jù)技術實現(xiàn)配電網(wǎng)低電壓的實時監(jiān)測功能。

（1）將配電網(wǎng)的電壓情況以可視化的形式在接線圖上展示出來，并且依托基礎數(shù)據(jù)進行分析匯總，最終形成電壓情況總圖并進行可視化顯示。

（2）利用大數(shù)據(jù)統(tǒng)計對不同區(qū)域分別進行統(tǒng)計分析，形成不同區(qū)域的電壓情況趨勢圖并進行可視化展示。

（3）通過監(jiān)控功能篩選配電網(wǎng)中不合格的主變、配電臺區(qū)以及輸電線路等，對不合格的部分進行匯總和可視化展示。同時，依托基礎數(shù)據(jù)進行深入分析，歸類分析得出不合格原因。

（4）一般需要對重要的設備進行特別關注，并設置自動預警功能。設置相應預警參數(shù)，系統(tǒng)實時監(jiān)測的電壓值等參數(shù)能夠和預警參數(shù)閾值比對，當出現(xiàn)問題或者故障的時候，能進行預警。

（5）低電壓監(jiān)測數(shù)據(jù)和信息能夠在數(shù)據(jù)庫中進行存儲，并以“圖+表”的形式展示給工作人員。

2.2? 基于大數(shù)據(jù)的停電監(jiān)測影響因素分析

結合配電網(wǎng)低電壓監(jiān)測數(shù)據(jù)得到相應的數(shù)據(jù)庫匯總信息，借助大數(shù)據(jù)技術對匯總數(shù)據(jù)進行深入分析和挖掘，能夠得到用戶平均停電時間趨勢圖以及停電持續(xù)時間分布情況等，同時，還能夠結合實際情況得到用戶停電的原因，并利用大數(shù)據(jù)對主要責任原因進行比對分析。利用大數(shù)據(jù)分析還能夠對配網(wǎng)自動化覆蓋路、線路分段數(shù)、帶電作業(yè)次數(shù)等與可靠性相關的生產指標進行分析，通過指標分析得出供電可靠性薄弱環(huán)節(jié)與其薄弱的原因，以此為基礎制定相應的整改措施。

（1）利用大數(shù)據(jù)技術結合配電網(wǎng)系統(tǒng)對不同區(qū)域用戶停電情況進行分析，得到相應停電時間趨勢圖。

（2）統(tǒng)計不同區(qū)域用戶停電次數(shù)，根據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)以及大數(shù)據(jù)技術得到不同區(qū)域停電次數(shù)趨勢圖。

（3）利用大數(shù)據(jù)技術統(tǒng)計分析停電的主要原因以及每個原因導致停電的占比，以“圖+表”形式展示出來，為提出應對措施，提供借鑒資料。

（4）結合供電率、線路分段數(shù)、絕緣化率等對生產指標進行分析。

3? ? 電壓監(jiān)測數(shù)據(jù)平臺應用實證及關鍵技術

3.1? 技術路線

配電網(wǎng)低電壓監(jiān)測采用如圖1所示的數(shù)據(jù)監(jiān)測平臺系統(tǒng)架構，利用J2EE 3層體系結構將低電壓監(jiān)測的數(shù)據(jù)邏輯與業(yè)務邏輯分類，進一步提高系統(tǒng)的網(wǎng)絡計算能力以及并行操作能力，使系統(tǒng)的整體性能有所提升。采用這一體系構建的系統(tǒng)可擴展性高、可維護性強、成本低、開發(fā)難度低。

瀏覽器/應用服務器/數(shù)據(jù)庫服務器（Browser/Application /Server，B/A/S）架構引入構建配電網(wǎng)低電壓監(jiān)測系統(tǒng)。將J2EE應用服務作為中間層的運行平臺，并通過業(yè)務組件的形式將配電網(wǎng)低電壓監(jiān)測所需的各種業(yè)務組件部署到服務器上。應用框架層處于中間層上部，主要為電力行業(yè)以及配電網(wǎng)低電壓監(jiān)測提供可以重復使用的通用基礎服務，為實現(xiàn)系統(tǒng)功能提供科學、完善的軟硬件支撐[1]。

3.2? 關鍵技術分析

3.2.1? 系統(tǒng)關鍵技術

配電網(wǎng)低電壓監(jiān)測系統(tǒng)在數(shù)據(jù)獲取過程中，一般對接多個系統(tǒng)，導致整個系統(tǒng)平臺數(shù)據(jù)量極大。為更好應對較大數(shù)據(jù)量問題，引入并行計算基數(shù)以及分布式存儲技術以實現(xiàn)數(shù)據(jù)分析和存儲。為保證配電網(wǎng)低電壓數(shù)據(jù)的深入分析，還引入了大數(shù)據(jù)挖掘技術以及指標預測技術等，這些技術的應用滿足了智能電網(wǎng)建設的實際需求。

3.2.2? 分布式存儲技術

當前電網(wǎng)建設存在分布范圍廣、相關設備繁多的特點，導致采集到的數(shù)據(jù)量極大，傳統(tǒng)集中式數(shù)據(jù)存儲方式應用性交叉，限制數(shù)據(jù)處理速度，在數(shù)據(jù)存儲可靠性和實時性方面欠佳[2]。并且這種傳統(tǒng)集中式數(shù)據(jù)存儲的方式需要在各服務器之間進行大量的數(shù)據(jù)交換，會浪費大量的網(wǎng)絡資源。針對這種現(xiàn)狀，尋求一種適合智能電網(wǎng)數(shù)據(jù)存儲的方法成為一大研究熱點，其中，分布式數(shù)據(jù)存儲技術很好地解決了這一問題。

分布式存儲充分利用網(wǎng)絡中各個存儲設備之間的存儲容量，進行虛擬連接，形成大容量存儲池，使大容量的數(shù)據(jù)分散存儲在不同節(jié)點，同時，選用科學的存儲策略將存儲數(shù)據(jù)有機聯(lián)系在一起，形成存儲整體。應用分布式存儲技術，能夠有效、安全地處理配電網(wǎng)低電壓監(jiān)測過程中產生的大量數(shù)據(jù)。

3.2.3? 并行計算技術

采用集群、分布式處理、任務調度等策略實現(xiàn)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)采集管理。采取內存計算技術，在內存中駐留各類服務和節(jié)點所需訪問的參數(shù)數(shù)據(jù)，將大部分業(yè)務對歷史數(shù)據(jù)庫的訪問轉為對內存的訪問，減少數(shù)據(jù)庫壓力、提高性能。采用多機集群以及多線程并行計算等實現(xiàn)高效的數(shù)據(jù)計算處理，從而保障了電壓監(jiān)測的實時性和高效性[3]。

3.2.4? 數(shù)據(jù)挖掘技術

在配電網(wǎng)低壓監(jiān)測過程中，不應該僅通過傳統(tǒng)聯(lián)機分析的方式進行數(shù)據(jù)分析處理，還應該借助大數(shù)據(jù)技術進行深入挖掘，分析各項指標以及潛在規(guī)律，為配電網(wǎng)運營與發(fā)展提供科學、有力的支撐。目前，大數(shù)據(jù)挖掘技術已經開始應用于廣州的配電網(wǎng)絡當中，采用聚類模型、遺傳算法模型等進行分析，取得了較好的效果[4-5]。

3.2.5? 指標預測技術

利用大數(shù)據(jù)技術結合基礎數(shù)據(jù)，得到已有的趨勢圖能夠進行預測和分析如配電網(wǎng)低電壓波動趨勢、停電時間趨勢以及停電次數(shù)趨勢等。對相應的指標也能夠進行預測，并且給出短期、中期、長期預測，未雨綢繆，保證配電網(wǎng)穩(wěn)定運行。

4? ? 結語

智能電網(wǎng)建設進程加快、電壓負荷問題突出，采取科學、有效的措施維護用電穩(wěn)定性成為人們關注的熱點。為提高配電網(wǎng)低電壓監(jiān)測質量和水平，引入大數(shù)據(jù)技術具有重要意義。但在未來發(fā)展中，這一技術需要不斷發(fā)展與完善。

[參考文獻]

[1]補敏，丁澤俊，鐘錦群，等.基于配用電大數(shù)據(jù)的供電電壓監(jiān)測與分析研究[J].電力大數(shù)據(jù)，2019（3）：1-7.

[2]王亞君，孫希闊，趙麗新.大數(shù)據(jù)技術在配電網(wǎng)低電壓監(jiān)測中的應用研究[J].電子制作，2018（22）：91-92.

[3]張宇帆，艾芊，肖斐，等.數(shù)據(jù)驅動電能質量分析現(xiàn)狀及其支撐技術與展望[J].電力自動化設備，2018（11）：187-196.

[4]彭春柳，陳躍輝，朱吉然，等.基于配電網(wǎng)大數(shù)據(jù)平臺的低電壓監(jiān)測及預警系統(tǒng)的開發(fā)與應用[J].湖南電力，2018（2）：5-8.

[5]張興，田冰，魏延迪，等.供電臺區(qū)低電壓應急治理方案研究[J].中國設備工程，2018（8）：178-179.