林鈺杰 吳麗賢

摘 要： 經(jīng)濟的快速發(fā)展也讓社會對電網(wǎng)建設(shè)、電能質(zhì)量有了更高的要求，穩(wěn)定有效的數(shù)據(jù)支撐對于電能服務(wù)工作具有重要的作用。智能配電網(wǎng)的發(fā)展中，數(shù)據(jù)點來源復(fù)雜，含有異常數(shù)據(jù)出現(xiàn)問題的可能性較高。例如2003年意大利的全國大停電、2006年的西歐大停電案例說明，配網(wǎng)調(diào)度工作需要有效地規(guī)劃，才能用于支撐導(dǎo)切符合，保障配電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行。配電網(wǎng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)質(zhì)量標準化管理可以在正確的配網(wǎng)數(shù)據(jù)下，進行高質(zhì)量的調(diào)度工作，讓業(yè)內(nèi)配電網(wǎng)領(lǐng)域形成一套完善的數(shù)據(jù)監(jiān)測與質(zhì)量管理方案，以便于在電能施工用的過程中及時發(fā)現(xiàn)存在的質(zhì)量問題，彌補潛在的損失，并最終為電能質(zhì)量高級規(guī)劃的實現(xiàn)提供數(shù)據(jù)支持和技術(shù)保障。

關(guān)鍵詞： 數(shù)據(jù)監(jiān)測; 配電網(wǎng); 基礎(chǔ)數(shù)據(jù); 標準化管理

中圖分類號： TP393 ? ? ?文獻標志碼： A

Analyss of Standardzaton Management of Basc Data Qualty of

Dstrbuton Network Based on Data Montorng

LN Yuje， WU Lxan

（Foshan Power Supply Bureau， Guangdong Power Grd Co. Ltd.， Foshan 528000）

Abstract： The rapd development of the economy has also made the socety have hgher requrements for power grd constructon and power qualty. Stable and effectve data support plays an mportant role n power servce work. n the development of smart dstrbuton networks， the sources of data ponts are complex， and there s a hgh possblty of problems wth abnormal data. For example， n 2003， the natonal blackout n taly and the blackout n Western Europe n 2006 also ndcated that the dspatchng work of the dstrbuton network needs effectve plannng， whch can be used to support the gudance and complance， and to ensure the safe and stable operaton of the dstrbuton network. The basc data qualty management of dstrbuton network can carry out hgh-qualty schedulng work under the correct dstrbuton network data， and form a complete data montorng and qualty management plan n the feld of dstrbuton network n the ndustry， so as to facltate the process of electrc energy constructon. n the tmely dscovery of exstng qualty problems， make up for potental losses， and ultmately provde data support and techncal support for the mplementaton of advanced power qualty plannng.

Key words： Data montorng; Dstrbuton network; Basc data; Standardzaton management

0 引言

由于化石燃料使用過程中產(chǎn)生的環(huán)境問題，讓世界范圍內(nèi)的能源形勢正發(fā)生顯著的變化。配電網(wǎng)由于靈活、高效的優(yōu)勢受到了廣泛關(guān)注，而近年來信息技術(shù)的快速發(fā)展也讓配電網(wǎng)產(chǎn)生了大量的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，例如電網(wǎng)電壓、地理信息、天氣信息等，如何對數(shù)據(jù)進行有效管理，對于電網(wǎng)安全穩(wěn)定的運行具有關(guān)鍵作用，保障配電網(wǎng)數(shù)據(jù)在電網(wǎng)運行決策中的作用。因而為了充分發(fā)揮配電網(wǎng)數(shù)據(jù)的價值，就需要對數(shù)據(jù)質(zhì)量監(jiān)測與管理方法進行深入探究。

1 配電網(wǎng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)質(zhì)量管理工作

1.1 必要性探究

配電網(wǎng)數(shù)據(jù)質(zhì)量具有真實性與完整性，這也是數(shù)據(jù)質(zhì)量保障的基礎(chǔ)。此外，人們在利用數(shù)據(jù)與存儲數(shù)據(jù)的過程中也會產(chǎn)生數(shù)據(jù)質(zhì)量，例如使用、傳輸質(zhì)量，也就是過程質(zhì)量。對于配電網(wǎng)工作來說，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的質(zhì)量直接影響到分析數(shù)據(jù)的作用，但從目前的實際工作來看，配電網(wǎng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)質(zhì)量正受到多種因素的影響，例如系統(tǒng)軟件故障、硬件損壞、通信受電磁干擾等，無一例外地會影響數(shù)據(jù)采集的精度、完整性等。目前數(shù)據(jù)傳輸多依靠網(wǎng)絡(luò)進行，安全性也應(yīng)該得到高度重視，防止數(shù)據(jù)出現(xiàn)丟失。但異常數(shù)據(jù)的出現(xiàn)始終是威脅配電網(wǎng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)質(zhì)量的關(guān)鍵因素，質(zhì)量標準化管理工作的作用不可忽視[1]。

1.2 數(shù)據(jù)源

大規(guī)模配電網(wǎng)的數(shù)據(jù)包含了調(diào)度、管理、監(jiān)督等多種方面的有業(yè)務(wù)，數(shù)據(jù)源類型豐富，無論是配電變壓器、智能電表、管理系統(tǒng)還是變電站，所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量龐大，而主要的數(shù)據(jù)種類包括網(wǎng)絡(luò)拓撲數(shù)據(jù)與量測數(shù)據(jù)兩種類型[2]。它們均來自于數(shù)據(jù)庫與系統(tǒng)監(jiān)測前端，監(jiān)測前端從不同的設(shè)備上獲取數(shù)據(jù)，然后轉(zhuǎn)換為不同格式的質(zhì)量數(shù)據(jù)文件，并最終將文件上傳至不同的數(shù)據(jù)服務(wù)器[3]。但由于監(jiān)測設(shè)備數(shù)量和種類的差異，數(shù)據(jù)源必然存在著格式問題，此時數(shù)據(jù)質(zhì)量檢測系統(tǒng)能否存在一致的數(shù)據(jù)接口，也是質(zhì)量管理工作的要點。

1.3 異常數(shù)據(jù)檢測工作

異常數(shù)據(jù)即正常數(shù)據(jù)當中存在著的個別值，他們的數(shù)據(jù)與正常數(shù)據(jù)相比存在明顯差異，它的出現(xiàn)讓數(shù)據(jù)質(zhì)量出現(xiàn)了明顯降低，甚至導(dǎo)致最終結(jié)論的差異與錯誤[4]。此時，數(shù)據(jù)監(jiān)測工作就成為了質(zhì)量標準化管理的關(guān)鍵內(nèi)容。在不同的領(lǐng)域內(nèi)，數(shù)據(jù)檢測的方法也有所差異，例如通過數(shù)據(jù)源模式來判斷屬性之間的差異，消除數(shù)據(jù)沖突，是主要的檢測模式[5]。

1.4 拓撲數(shù)據(jù)檢測

拓撲結(jié)構(gòu)可以如圖1所示。

配電網(wǎng)中的拓撲結(jié)構(gòu)咋子數(shù)據(jù)中表現(xiàn)為樹形分支結(jié)構(gòu)，因而計算方法也可以參考樹的算法。算法執(zhí)行結(jié)束時如果還存在未被接入網(wǎng)絡(luò)的拓撲數(shù)據(jù)，則說明數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常，此時也需要對配電網(wǎng)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進行監(jiān)測，并了解錯誤的原因與錯誤模式[6]。尤其是在實際的電力系統(tǒng)工作當中，系統(tǒng)所獲取的數(shù)據(jù)必然會存在一定的誤差，某一節(jié)點的電壓范圍有所差異。在配電網(wǎng)中也能夠通過不同的檢測方式來獲取不同時間斷面的數(shù)據(jù)源特征。

2 基于數(shù)據(jù)監(jiān)測的配電網(wǎng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)質(zhì)量標準化管理模式2.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計方案

設(shè)計方案如圖2所示。

當Web客戶端通過瀏覽器進行訪問時，配電網(wǎng)數(shù)據(jù)質(zhì)量檢測系統(tǒng)也可以通過輸入?yún)?shù)的方式來講參數(shù)傳輸給服務(wù)器，此時服務(wù)接口可以獲取數(shù)據(jù)，再對這些數(shù)據(jù)進行異常數(shù)據(jù)檢測處理，并最終生成檢測報告。值得一提的是結(jié)構(gòu)設(shè)計可以從不同的數(shù)據(jù)源中獲取數(shù)據(jù)，但可以從統(tǒng)一的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來向檢測系統(tǒng)中提供正確的數(shù)據(jù)[7]。

2.2 體系設(shè)計

數(shù)據(jù)質(zhì)量標準化管理系統(tǒng)的功能模塊主要包括異常數(shù)據(jù)檢測與網(wǎng)絡(luò)拓撲監(jiān)測，主要體系包括線路查詢、數(shù)據(jù)管理、異常檢測、統(tǒng)計圖查閱與報表生成，并將最終的結(jié)果存入系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫當中[8]。主要包括服務(wù)層與邏輯層。

服務(wù)層主要負責的功能是數(shù)據(jù)交互，并通過Web服務(wù)來獲取不同的數(shù)據(jù)，讓邏輯層來進行分析，并可以通過不同的數(shù)據(jù)接口來實現(xiàn)管理功能。

邏輯層則主要負責的是數(shù)據(jù)的處理與信息的查看，包括對異常數(shù)據(jù)的監(jiān)測工作。用戶可以通過不同的算法來獲取數(shù)據(jù)中可能存在的異常，并將檢測結(jié)果存入數(shù)據(jù)庫當中。一旦通過檢測報告來查看異常數(shù)據(jù)信息，也可以結(jié)合數(shù)據(jù)來獲取修正方案[9]。

2.3 質(zhì)量管理檢測系統(tǒng)設(shè)計

系統(tǒng)設(shè)計如表1所示。

從系統(tǒng)功能要求來看，網(wǎng)絡(luò)拓撲監(jiān)測功能主要的作用在于監(jiān)測拓撲異常情況。從目前常見的異常狀態(tài)中，可以發(fā)現(xiàn)主要問題包括母線號、中壓饋線線路問題等，此時管理系統(tǒng)可以有效地識別這些問題，并最終獲取數(shù)據(jù)準確的檢測報告[10]。

另外從異常數(shù)據(jù)的檢測工作來看，主要針對數(shù)據(jù)的合理性進行檢查。例如多源數(shù)據(jù)對比就是系統(tǒng)的一種比較方案，是同一監(jiān)測點在同一時刻的電壓數(shù)據(jù)比較，具體來看，可以將誤差范圍控制在±0.5%的范圍之內(nèi)，否則就判斷為錯誤的測量數(shù)據(jù)[11]。這種方式的優(yōu)點在于可以進行電壓幅值的數(shù)據(jù)測量，并給出修正范圍，但如果不存在PMU時也需要采用其它的檢測方案。因而為了提升測量的準確性，可以以量測數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，來進行匹配校驗。具體表達如下。US=U+PR-QXU其中US代表電壓幅值計算值，U代表末端電壓測量幅值，P為有功功率，Q為無功功率，R為線路電阻，X為電抗，因而線路始端電壓幅值計算值開以上述公式計算。如果監(jiān)測點在某一時刻的電壓幅值與任意一條線路節(jié)點測量計算的偏差范圍在±0.8%以內(nèi)，則判斷測量數(shù)據(jù)為正常數(shù)據(jù)，否則需要使用電壓幅值計算值來進行調(diào)整與修正[12]。

3 標準化管理的主要方式

3.1 縱向調(diào)度管理

縱向調(diào)度管理是基于指標統(tǒng)計地區(qū)的管理工作，例如可以將遙測合格率進行統(tǒng)計，然后對上一個月的狀態(tài)進行曲線繪制，然后根據(jù)指標來進行分析，不僅可以讓管理部門意識到工作當中可能存在的問題，還能提升管理水平。除了系統(tǒng)本身的功能指標以外，還可以借助管理指標配網(wǎng)信息正確率的預(yù)估，針對于存在的缺陷進行考核。缺陷次數(shù)需要進行橫向?qū)Ρ?，以直采信息正確率的指標結(jié)果來進行判斷[3]。一方面可以對統(tǒng)計數(shù)據(jù)進行分析，并快速地了解到設(shè)備當中可能存在的問題，另一方面還能對某些現(xiàn)象進行排除，將設(shè)備或其它因素導(dǎo)致的數(shù)據(jù)誤差問題進行篩選，提升運維工作的效率。

3.2 業(yè)務(wù)融合

業(yè)務(wù)融合配網(wǎng)自動化數(shù)據(jù)監(jiān)測是通過主站部署監(jiān)測系統(tǒng)的方式，結(jié)合基爾霍夫定律的相關(guān)要求，對配網(wǎng)工作進行數(shù)據(jù)監(jiān)測，針對數(shù)據(jù)的合理性展開分析，結(jié)合實時數(shù)據(jù)的變化趨勢了解到對指標影響程度最大的因素，做好及時的預(yù)警工作[4]。例如可以結(jié)合各類問題，按照影響程度與變化趨勢進行劃分，然后利用帕累托法對關(guān)鍵問題進行重點管控，反映出數(shù)據(jù)質(zhì)量的關(guān)鍵指標，從而進行針對性探究。目前配網(wǎng)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理涉及到幾個不同的方面，一是通過配網(wǎng)數(shù)據(jù)來進行數(shù)據(jù)傳輸與存儲工作，二是在配網(wǎng)終端收集數(shù)據(jù)，三是阿紫配網(wǎng)自動化主站獲取并整合數(shù)據(jù)，實現(xiàn)雙向數(shù)據(jù)傳輸路徑的構(gòu)建[5]。由于所有的電網(wǎng)數(shù)據(jù)都遵循基爾霍夫定律，所以電網(wǎng)數(shù)據(jù)的監(jiān)視工作可以以遙測結(jié)果、遙控正確率等指標來進行判定，采用各種技術(shù)手段來對異常數(shù)據(jù)進行監(jiān)視。

例如在原有數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上構(gòu)建數(shù)據(jù)管控制度，對開閉站的流入電流與流出電流進行等效管理。特別是對于線路而言，如果有量測工作，那么遙信必須為合位，對于遙控動作正確率的判斷則可以通過監(jiān)視的結(jié)果來判定。在不同的區(qū)域，線路規(guī)劃也會有所差異，一次設(shè)備參數(shù)與二次設(shè)備的量測工作都可以獲取數(shù)據(jù)信號，在配網(wǎng)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上來判斷量測采集工作的具體問題。如在發(fā)現(xiàn)配網(wǎng)設(shè)備的缺陷時，就可以進行定位管理。

3.3 橫向協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)管理

橫向協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)管理是結(jié)合不同的專業(yè)角度來實現(xiàn)自動化管理流程的規(guī)劃，在運行過程中收集數(shù)據(jù)，讓數(shù)據(jù)在各部門間得到展示，讓問題在最短時間內(nèi)得到消除。這項工作需要多資源的橫向整合，并可以依靠外界資源配合內(nèi)部技術(shù)管理來實現(xiàn)數(shù)據(jù)管理工作的優(yōu)化和完善，如利用現(xiàn)代溝通手段在工作指導(dǎo)方面提升工作效率，自動化獲取實時數(shù)據(jù)[16]。例如從系統(tǒng)來看，配電網(wǎng)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)服務(wù)系統(tǒng)包括靜態(tài)數(shù)據(jù)接口、負荷功率數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與量測值數(shù)據(jù)接口等，因而質(zhì)量檢測系統(tǒng)可以通過這些接口來獲取配電網(wǎng)運行過程中產(chǎn)生的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，然后對異常數(shù)據(jù)進行監(jiān)測，并生成最終的檢測報告，結(jié)合算法來獲取信息。這樣一來可以詳細地了解不同層次的數(shù)據(jù)研究方案，并結(jié)合算例驗證的結(jié)果來判斷系統(tǒng)運行時的穩(wěn)定性。

4 總結(jié)

本次研究首先針對配電網(wǎng)的工作內(nèi)容進行了探討，從數(shù)據(jù)質(zhì)量與數(shù)據(jù)源的角度來研究數(shù)據(jù)質(zhì)量標準化管理的重要性，然后對數(shù)據(jù)監(jiān)測方法進行了整理分析，并最終確定了適用于配電網(wǎng)的管理方案。在數(shù)據(jù)監(jiān)測的要求下，可以通過數(shù)據(jù)質(zhì)量管理系統(tǒng)，從不同的方面對數(shù)據(jù)進行質(zhì)量管控，然后生成相應(yīng)的研究報告，管理人員可以結(jié)合報告內(nèi)容展開后續(xù)的分析與決策工作，為異常數(shù)據(jù)的管理和修復(fù)提供基礎(chǔ)條件，也為配電網(wǎng)的電能質(zhì)量提升提供了數(shù)據(jù)指標與技術(shù)支持。在未來的工作中，還可以通過提升Web服務(wù)質(zhì)量的方式來保障安全性能，在大數(shù)據(jù)的背景之下滿足大幅增長數(shù)據(jù)的需求。

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（收稿日期： 2018.10.22）

作者簡介：林鈺杰（1987-），男，（通信作者），廣東佛山人，碩士研究生，工程師，研究方向：信息系統(tǒng)開發(fā)和管理、營配信息集成。

吳麗賢（1974-），女，廣東佛山人，碩士研究生，高級工程師，研究方向：營配信息集成、信息系統(tǒng)開發(fā)和管理。文章編號：1007-757X（2020）01-0127-03