廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司廣州供電局 何 悅

由于配電網(wǎng)具有龐大的數(shù)量、占據(jù)的面積較廣泛、相對(duì)應(yīng)的工程結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜的特點(diǎn)，長(zhǎng)期使配電網(wǎng)的運(yùn)維存在薄弱的環(huán)節(jié)。為提高配電網(wǎng)精細(xì)化管理的水平，江蘇省電力公司正在大力推廣“單元制”的規(guī)劃辦法。但在現(xiàn)在的配電系統(tǒng)管理背景下，運(yùn)行管理技術(shù)已不能達(dá)到配電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的要求。迫切需要研究和應(yīng)用電網(wǎng)運(yùn)行控制的關(guān)鍵技術(shù)?；趩卧到y(tǒng)的配電網(wǎng)絡(luò)，配電網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)研究的發(fā)展是過渡階段必須經(jīng)歷的一個(gè)階段，包括建立數(shù)據(jù)基礎(chǔ)、處理數(shù)據(jù)，挖掘數(shù)據(jù)和應(yīng)用數(shù)據(jù)。

本文將介紹大數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)及其意義、配電網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)的焦點(diǎn)、數(shù)據(jù)應(yīng)用的現(xiàn)狀等方面，以及如何應(yīng)用網(wǎng)格法控制配電網(wǎng)大數(shù)據(jù)，應(yīng)用配電網(wǎng)數(shù)據(jù)網(wǎng)格改善運(yùn)維服務(wù)[1]。所以要想確保配電網(wǎng)供電的可靠性，關(guān)鍵就是加強(qiáng)其初步規(guī)劃。在新的大數(shù)據(jù)發(fā)展背景下，配電網(wǎng)通用規(guī)劃策略就是網(wǎng)格規(guī)劃，為城市范圍的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和最終項(xiàng)目建設(shè)提供了切實(shí)的支持。

1 配電網(wǎng)網(wǎng)格化規(guī)劃

1.1 配電網(wǎng)網(wǎng)格化規(guī)劃概述

現(xiàn)在國(guó)內(nèi)的中壓配電網(wǎng)大部分為電壓等級(jí)10kV和20kV 的電力網(wǎng)（根據(jù)需要可部分?jǐn)U展到35kV），其中低壓配電網(wǎng)的電壓等級(jí)主要為220V 和380V。配電網(wǎng)由架空線、電纜線和各種電站機(jī)房（包括配電室、變電站、邊界房、配電箱、預(yù)包裝變電站、配電變壓器）組成。

配電網(wǎng)的基本信息指的是配電網(wǎng)中全部的電氣設(shè)備的資產(chǎn)分類賬信息，包含電壓的等級(jí)、所有（維修）單位、清單編號(hào)、安裝信息、交貨信息等。配電網(wǎng)的運(yùn)行數(shù)據(jù)包括線路和裝置的故障信息、外表缺陷、操作環(huán)境、測(cè)試數(shù)據(jù)和負(fù)載信息，這些數(shù)據(jù)是通過將技術(shù)應(yīng)用于電路和設(shè)備進(jìn)行物理檢查而獲得的，其檢測(cè)報(bào)告是日常運(yùn)維過程中保留的記錄，正是這些基本信息和操作配電網(wǎng)數(shù)據(jù)構(gòu)成了配電網(wǎng)的大數(shù)據(jù)。

在配電網(wǎng)所配備的自動(dòng)化系統(tǒng)中，配電網(wǎng)的狀態(tài)估計(jì)是配電網(wǎng)高級(jí)應(yīng)用功能中基本和重要的功能，它可以基于網(wǎng)絡(luò)分析為其他高級(jí)應(yīng)用提供實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)模型。根據(jù)配電網(wǎng)存在的特點(diǎn)提出一個(gè)關(guān)于網(wǎng)格狀態(tài)估計(jì)的概念，網(wǎng)格狀態(tài)估計(jì)是指一次在一個(gè)網(wǎng)格中選擇一個(gè)或多個(gè)網(wǎng)格，讀取這些網(wǎng)格中的饋線模型，再來執(zhí)行狀態(tài)估計(jì)，這樣每個(gè)狀態(tài)估計(jì)選擇的饋線數(shù)量就可以滿足計(jì)算速度的要求，因?yàn)椴煌伨€間的交互非常微弱幾乎可以忽略不計(jì)，這種策略是在網(wǎng)絡(luò)化規(guī)劃中是十分可行的。

1.2 網(wǎng)格化的優(yōu)點(diǎn)

對(duì)于不同區(qū)域其相應(yīng)的負(fù)荷重要性不同，可看出供電區(qū)域A 和B 的配電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)對(duì)時(shí)效性和確定性的要求均高于供電區(qū)域C 和D，這樣可以讓供電站優(yōu)先對(duì)重要區(qū)域進(jìn)行狀態(tài)估計(jì)，使網(wǎng)絡(luò)可以正常使用。優(yōu)化了區(qū)域A 和B 的狀態(tài)估計(jì)，從而避免了為每個(gè)狀態(tài)估計(jì)計(jì)算整個(gè)配電網(wǎng)絡(luò)模型的過程，從而節(jié)省了狀態(tài)估計(jì)和計(jì)算的時(shí)間，確保關(guān)鍵區(qū)域網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的實(shí)時(shí)性能；網(wǎng)絡(luò)化狀態(tài)估計(jì)可以為調(diào)度員提供更多的自由性和選擇度，有時(shí)調(diào)度員想要查看只是某個(gè)區(qū)域中多條線路的實(shí)時(shí)狀態(tài)，因此調(diào)度員只需要選擇饋線所在的電網(wǎng)，在對(duì)配電網(wǎng)實(shí)施狀態(tài)估計(jì)即可避免對(duì)整個(gè)配電網(wǎng)絡(luò)執(zhí)行狀態(tài)估計(jì)。

1.3 基本準(zhǔn)則

對(duì)于配電網(wǎng)的網(wǎng)格規(guī)劃來說，其在大數(shù)據(jù)的背景下，因其獨(dú)特的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，受到了電網(wǎng)公司的關(guān)注，但必須遵循某些原則以反映網(wǎng)格本身的價(jià)值：首先，根據(jù)擬議的擴(kuò)展區(qū)域的電力需求，在電網(wǎng)規(guī)劃中要考慮的區(qū)域必須考慮到實(shí)際的電力需求，然后進(jìn)入下一階段的建設(shè)，以及現(xiàn)有的在中國(guó)配電網(wǎng)基礎(chǔ)上結(jié)合政府部門控制的土地，在規(guī)劃中還考慮了各個(gè)園區(qū)供電的性質(zhì)和可靠性；其次，以實(shí)際監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)為參考，配電網(wǎng)絡(luò)供電點(diǎn)的位置以及各種計(jì)量，操作和維護(hù)的實(shí)際監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，因此在電網(wǎng)企業(yè)的生產(chǎn)系統(tǒng)中，可以根據(jù)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展水平，通過合理的計(jì)算進(jìn)行配電網(wǎng)的負(fù)荷預(yù)測(cè)。

再次，要規(guī)劃的區(qū)域被進(jìn)一步劃分并詳細(xì)劃分為多個(gè)配電網(wǎng)，電網(wǎng)應(yīng)當(dāng)匹配供電的需求，滿足其基本要求，通過對(duì)數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)的結(jié)果以及電網(wǎng)的現(xiàn)狀進(jìn)行分析，每個(gè)機(jī)架都能夠單獨(dú)進(jìn)行電力供應(yīng)，盡最大努力來緩解供電壓力，滿足區(qū)域電力需求，最大化配電網(wǎng)絡(luò)的效益和價(jià)值；最后，通過有效的網(wǎng)格化規(guī)劃，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)格化“點(diǎn)”與“面”的有機(jī)結(jié)合。在中長(zhǎng)期得規(guī)劃方案中，變電站需要實(shí)現(xiàn)網(wǎng)格化的有機(jī)結(jié)合，選擇獨(dú)立電源插座時(shí)應(yīng)遵循接近原理，通常選擇兩個(gè)或兩個(gè)以上不同變電站的電源線，最佳方案是在變電站之間形成環(huán)網(wǎng)，如果現(xiàn)實(shí)狀況不允許也必須選擇同一變電站的電源線，從而形成一個(gè)有機(jī)的整體[2]。

1.4 基本方法

數(shù)據(jù)收集的質(zhì)量直接關(guān)系到數(shù)據(jù)管理的方法，數(shù)據(jù)收集只能由現(xiàn)場(chǎng)人員進(jìn)行查驗(yàn)，當(dāng)呈現(xiàn)大量數(shù)據(jù)時(shí)，很容易在驗(yàn)證和輸入的各個(gè)方面出現(xiàn)錯(cuò)誤，假設(shè)沒有完整的控制措施錯(cuò)誤是無法避免的，數(shù)據(jù)的可用性取決于其時(shí)效性、確定性和完整性。如何使用數(shù)據(jù)是面臨的問題，傳統(tǒng)的配電網(wǎng)數(shù)據(jù)僅適用于GIS 和其他靜態(tài)系統(tǒng)中，無法有效地指導(dǎo)管理運(yùn)行工作，因此配電網(wǎng)數(shù)據(jù)在設(shè)備營(yíng)銷活動(dòng)或運(yùn)行維護(hù)中的應(yīng)用值得考慮并進(jìn)行合理的規(guī)劃。

1.5 對(duì)供電區(qū)的規(guī)劃

在大數(shù)據(jù)的現(xiàn)狀下不僅熟悉了解網(wǎng)格劃分的基本原則，在此基礎(chǔ)上還能最大程度地確保網(wǎng)格規(guī)劃的順利實(shí)施。首先，應(yīng)當(dāng)根據(jù)具體的情況詳細(xì)劃分供電區(qū)域，在劃分不同配電網(wǎng)的特定控制區(qū)域時(shí)一般以地級(jí)市為最基礎(chǔ)的單位，之后以城市的發(fā)展水平為基礎(chǔ)，按照規(guī)定的劃分原則對(duì)每一個(gè)縣區(qū)的轄區(qū)進(jìn)行劃分，通常將街道、開發(fā)區(qū)以及城鎮(zhèn)作為主要的劃分依據(jù)。對(duì)于各個(gè)供電地區(qū)的等級(jí)和現(xiàn)狀劃分，必須要嚴(yán)格遵守該地區(qū)詳細(xì)的負(fù)荷密度及行政管理水平供應(yīng)區(qū)域的詳細(xì)情況，如果實(shí)際分區(qū)太大則需分析具體問題，結(jié)合當(dāng)時(shí)情況，考慮發(fā)展的深度和區(qū)域，將街道、村莊和小公園定為最基礎(chǔ)單位，進(jìn)一步將具體供電區(qū)域劃分為幾個(gè)供電區(qū)域。

2 應(yīng)用規(guī)劃

對(duì)于配電網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化，可借助配電網(wǎng)大數(shù)據(jù)技術(shù)，科學(xué)運(yùn)用網(wǎng)格建模以及數(shù)據(jù)識(shí)別對(duì)現(xiàn)有的數(shù)據(jù)進(jìn)行合理利用，對(duì)配電網(wǎng)的運(yùn)維方式進(jìn)行優(yōu)化，結(jié)合數(shù)據(jù)特點(diǎn)進(jìn)行電網(wǎng)的運(yùn)維。同時(shí)，網(wǎng)格思想結(jié)合八步數(shù)據(jù)管理方法可有效解決線損問題。城市配電網(wǎng)的大數(shù)據(jù)至少可以分為資產(chǎn)數(shù)據(jù)、運(yùn)維數(shù)據(jù)、客服與營(yíng)銷數(shù)據(jù)等三個(gè)層次[3]。資產(chǎn)數(shù)據(jù)是描述資產(chǎn)的工廠價(jià)值和網(wǎng)格初始化的三種數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)，運(yùn)營(yíng)和維護(hù)數(shù)據(jù)基于資產(chǎn)數(shù)據(jù)來描述資產(chǎn)的生命動(dòng)態(tài)。進(jìn)行電網(wǎng)運(yùn)行維護(hù)，收集并維護(hù)配電網(wǎng)資產(chǎn)數(shù)據(jù)和運(yùn)行維護(hù)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)管理器通過由分布網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)構(gòu)建的分布網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)（DIS）輸入分布網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的資產(chǎn)數(shù)據(jù)，為了對(duì)操作和數(shù)據(jù)進(jìn)行維護(hù)，在數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)中，系統(tǒng)通過搜索與該設(shè)備相關(guān)的歷史信息，可對(duì)其未來的運(yùn)維提出科學(xué)合理的建議，特別的能夠由網(wǎng)格或區(qū)域的方式，來提出運(yùn)維相關(guān)的策略。

綜上，在大數(shù)據(jù)的背景之下，配電網(wǎng)的網(wǎng)格化規(guī)劃應(yīng)強(qiáng)調(diào)規(guī)劃的動(dòng)態(tài)性，明確負(fù)荷變化演化過程，努力滿足區(qū)域配電網(wǎng)規(guī)劃的要求。通過應(yīng)用網(wǎng)格化單元制調(diào)節(jié)運(yùn)行技術(shù)，配電網(wǎng)操作界面更加明確，事故處理更加便捷、快捷，配電網(wǎng)測(cè)量數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確，極大地方便了操作人員的應(yīng)用，提高配電網(wǎng)的監(jiān)管和運(yùn)行水平。配電網(wǎng)規(guī)劃系統(tǒng)建成后，有關(guān)部門應(yīng)確定相應(yīng)的管理方案，真正使配電網(wǎng)網(wǎng)格化規(guī)劃本身具有良好的可操作性。