黃宜軍 張健 國網(wǎng)江蘇省電力有限公司句容市供電分公司

隨著電力體制改革的持續(xù)推進以及經(jīng)濟下行壓力的進一步增大，企業(yè)提高自身運營效率、降低生產(chǎn)成本對其生存發(fā)展顯得尤為重要。對供電企業(yè)而言，線損率是其生產(chǎn)經(jīng)營狀況的一項重要技術經(jīng)濟指標，直接關系到其經(jīng)營成果和經(jīng)濟效益。當前，臺區(qū)變壓器增容或線路調整導致用戶數(shù)據(jù)遷移不及時、違約竊電、表計電量采集數(shù)據(jù)頻繁缺失的現(xiàn)象時有發(fā)生，不僅給供電企業(yè)造成了經(jīng)濟損失，也給廣大用戶的用電安全造成較大的隱患。在國網(wǎng)公司的統(tǒng)一部署下，目前已開展同期線損的計算，但由于監(jiān)測手段的不足，導致臺區(qū)線損異常仍頻繁發(fā)生。

一、大數(shù)據(jù)技術在智能配電網(wǎng)中的價值

目前，大數(shù)據(jù)技術正受到人們越來越多的關注，各國政府、企業(yè)等機構都開始意識到數(shù)據(jù)將成為未來最珍貴的資源，但這也依賴于大數(shù)據(jù)分析能力。隨著信息技術的快速發(fā)展，對數(shù)據(jù)獲取、存儲、分析等技術提出了新的要求，因此諸如分布式存儲、分布式計算、流計算、內存數(shù)據(jù)庫、PB級行式/列式數(shù)據(jù)倉庫、數(shù)據(jù)挖掘與分析等大數(shù)據(jù)技術迅速發(fā)展。隨著人們對大數(shù)據(jù)技術的愈發(fā)重視，大數(shù)據(jù)技術在各個行業(yè)都有所發(fā)展。在醫(yī)療行業(yè)，由于計算機存儲性能大幅提高，在醫(yī)療診治過程中產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)才得以保存。醫(yī)療數(shù)據(jù)系統(tǒng)將患者就診記錄上傳至云端，不僅醫(yī)生可隨時查看患者的病歷，而且患者在診治過程產(chǎn)生的全部數(shù)據(jù)可用于臨床試驗研究，從而推動醫(yī)療行業(yè)的科研發(fā)展。在金融行業(yè)，通過對民眾在社交平臺發(fā)表的言論進行大數(shù)據(jù)分析，可以提前判斷市場走勢；還可以通過大數(shù)據(jù)分析，有效預防金融犯罪和詐騙，使銀行和客戶的利益得到保障。在互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)，短視頻平臺和購物軟件通過運用大數(shù)據(jù)技術和算法推薦技術，自動推薦給用戶瀏覽過的相關視頻或商品，這些個性化的精準推送使用戶獲取信息更加方便。

二、臺區(qū)線損管理痛點問題

當前臺區(qū)線損存在的問題痛點主要集中在基礎數(shù)據(jù)、計算方法、分布式電源、臺區(qū)運行狀態(tài)監(jiān)測4個方面。一是臺區(qū)基礎數(shù)據(jù)價值挖掘深度不夠；由于臺區(qū)CAD圖拓撲結構建模技術空缺，臺區(qū)運行數(shù)據(jù)無法與結構數(shù)據(jù)精準融合，導致線損細粒度計算數(shù)據(jù)缺失，未能有效發(fā)揮臺區(qū)基礎數(shù)據(jù)真正價值。二是現(xiàn)有臺區(qū)線損計算方法精度偏低；現(xiàn)有計算方法不具備分段計算和分相疊加計算功能，速度快但粒度粗，線損病因無法精準定位到具體相位或線段，降損工作消耗大量人力、物力且效果差。三是分布式電源未納入細粒度線損計算；近年來，分布式電源使得配電臺區(qū)從單一電源的輻射式網(wǎng)絡轉變?yōu)楣β孰p向流動的有源網(wǎng)絡，低壓電網(wǎng)的分布發(fā)生本質的變化，臺區(qū)低壓線損治理難度進一步加大，但目前尚無將其影響納入細粒度線損計算的先例。四是臺區(qū)運行狀態(tài)精細化監(jiān)測工具空缺；現(xiàn)有臺區(qū)運行狀態(tài)檢測工作側重于臺區(qū)總體狀態(tài)監(jiān)測，缺少臺區(qū)末端運行狀態(tài)監(jiān)測、預警工具，在架空線、接戶線和用戶層級存在監(jiān)控盲區(qū)，無法做到臺區(qū)精益運維。

三、現(xiàn)階段我國用電信息采集系統(tǒng)建設現(xiàn)狀

電力企業(yè)用電信息管理系統(tǒng)是一種綜合性、全面性、系統(tǒng)性的信息采集管理系統(tǒng)，在整合和管理用電信息方面發(fā)揮出了十分重要的作用。從實際構成上來看，當前我國電力用電信息系統(tǒng)包含主體終端、通信傳輸通道、信息采集設施，這幾個子系統(tǒng)在實際運作中呈現(xiàn)出彼此密切關聯(lián)的特點。在用電信息采集系統(tǒng)的作用下能夠對用電數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的信息進行集中化管理。在這三個子系統(tǒng)中通信傳輸通道發(fā)揮著信息傳遞的主體作用，負責整個電力系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息傳輸，在保證電力系統(tǒng)安全方面起到了十分重要的作用。電力信息傳輸通道包含光纖網(wǎng)絡、無線網(wǎng)絡、全球定位系統(tǒng)等。電力信息的采集設備是用戶綜合整理用電信息的重要設施，通過指定的設備能夠更為全面的收集整理數(shù)據(jù)信息，之后在通信信道的作用下來將信息傳輸?shù)街黧w控制終端。電力企業(yè)信息采集設備包含信息采集終端、信息集中處理器、信息集中運行期。電力大數(shù)據(jù)是大數(shù)據(jù)技術在電力企業(yè)經(jīng)營發(fā)展中的一種應用，在具體實施的過程中會呈現(xiàn)出多樣化的表現(xiàn)形式，在大數(shù)據(jù)技術的支持下電力企業(yè)以文本資料為主導結構化數(shù)據(jù)開始出現(xiàn)了音頻、視頻等多個類型，由此使得電力企業(yè)的信息采集和整合應用變得更加多元。

四、模型應用

基于上述得到的臺區(qū)線損綜合治理排查模型，依托移動作業(yè)終端開展相關應用探索實踐，進行線損精益化管控平臺的設計，其功能架構如圖1所示。該平臺基于模型計算得到線損異常用戶名單，以臺區(qū)線損作為采集質量、營配基礎檔案質量、現(xiàn)場用電情況、線損異常波動的指標，持續(xù)提高臺區(qū)線損日監(jiān)測達標率；以線損作為打擊竊電及違約用電的專項行動依據(jù)，開展現(xiàn)場核查工作。運用大數(shù)據(jù)挖掘技術，跨系統(tǒng)關聯(lián)用電信息采集系統(tǒng)、營配貫通平臺、營銷業(yè)務應用系統(tǒng)等相關業(yè)務數(shù)據(jù)，通過應用所構建的數(shù)據(jù)模型，實現(xiàn)對線損異常用戶的篩選排查。基于排查結果，對線損異常的臺區(qū)用戶從電量、營配關系、采集異常、地理位置等維度進行自動分析，在符合國網(wǎng)安全接入要求的前提下利用移動作業(yè)終端對線損異常臺區(qū)進行現(xiàn)場核對，并對違約竊電行為進行拍照留存，固化證據(jù)，提高臺區(qū)線損日監(jiān)測達標率。

圖1 線損精益化管控平臺功能架構

五、大數(shù)據(jù)分析的臺區(qū)線損綜合治理排查思路

（一）密切監(jiān)控不同外界環(huán)境對線損的影響

在大數(shù)據(jù)技術的支持下來實現(xiàn)對用電信息數(shù)據(jù)的精準分析，從而能夠幫助相關人員更為精準的把握供電線路線損的基本運行規(guī)律和實際情況。同時，根據(jù)大數(shù)據(jù)技術的分析結果還能夠了解不同季節(jié)對供電系統(tǒng)線損的影響。在季節(jié)溫度差變化比較大的地區(qū)更容易出現(xiàn)線損的問題，且夏天線路線損率要超過冬天的線損率。借助大數(shù)據(jù)分析技術能夠對不同地區(qū)、不同季節(jié)環(huán)境下供電線路線損情況進行精準的計算，實現(xiàn)對用電信息的精準整理，從而幫助相關人員更為全面的了解外界各個因素變化對用電線路運行損傷產(chǎn)生的影響，進而根據(jù)電力企業(yè)線損實際情況來制定出對應的解決對策，確保供電線路的穩(wěn)定性、安全性。

（二）智能配電網(wǎng)網(wǎng)損管理

基于深度神經(jīng)網(wǎng)絡的拓撲辨識是線損計算的基礎，而基于線損計算結果可進一步通過深度學習方法給出優(yōu)化線路開關、電容器數(shù)量和位置等設置，最大程度地減少智能配電網(wǎng)網(wǎng)損，從而實現(xiàn)智能配電網(wǎng)網(wǎng)損管理。拓撲辨識結果與智能配電網(wǎng)電氣測量數(shù)據(jù)作為深度學習模型的輸入，該模型獲取了智能配電網(wǎng)拓撲和線損的映射關系，最終模型輸出每條線路的線損和線路開關、電容器數(shù)量和位置等可控元件的優(yōu)化設置?？傊?，雖然智能配電網(wǎng)中潮流分配始終在變化，但可再生能源發(fā)電和負荷功耗以周期性模式運行，因此歷史數(shù)據(jù)中通常存在時間相關性，這使得用深度學習模型構造輸入與輸出映射關系更加容易，是實現(xiàn)智能配電網(wǎng)拓撲實時辨識、線損計算和網(wǎng)損管理決策的有力武器。

（三）實現(xiàn)臺區(qū)數(shù)據(jù)精準融合

通過系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理模塊，實現(xiàn)臺區(qū)運行數(shù)據(jù)與結構數(shù)據(jù)融合。通過有效整合采集、營銷、PMS系統(tǒng)中的臺區(qū)運行數(shù)據(jù)，通過索引臺區(qū)編號、表箱編號和用戶編號，得到臺區(qū)24h正、反向有功、無功功率，光伏用戶每小時的發(fā)電功率，普通用戶日凍結電量等數(shù)據(jù)，再經(jīng)對異常數(shù)據(jù)的清洗、擬合后，將運行數(shù)據(jù)與臺區(qū)結構數(shù)據(jù)的精準融合，生成完備的臺區(qū)計算數(shù)據(jù)，選擇日期，就可自動獲取5年內任意1天、月、年的相關數(shù)據(jù)，為臺區(qū)線損分析工作提供有力的數(shù)據(jù)支撐。通過構建大數(shù)據(jù)中心，打通了信息孤島，為基層供電企業(yè)提供了大量有效數(shù)據(jù)，進一步方便了大數(shù)據(jù)分析、智能輔助決策等技術的開發(fā)應用，充分實現(xiàn)了數(shù)據(jù)流動價值，為臺區(qū)線損治理工作提供了根本保障。

（四）實現(xiàn)智能反竊電

第一，電力信息采集系統(tǒng)能夠對用戶用電信息進行全面的整理，在整合數(shù)據(jù)信息之后通過終端數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)來對這些信息進行評測和監(jiān)督控制，在電力系統(tǒng)用電量出現(xiàn)異常反應之后會在第一時間發(fā)出智能預警。同時，依托大戶數(shù)據(jù)技術的波形統(tǒng)計圖和白晝分析圖還能夠清晰的展現(xiàn)出用戶用電量的信息，進而實現(xiàn)對整個電力系統(tǒng)運行情況的監(jiān)測控制。第二，在出現(xiàn)漏電問題之后借助大數(shù)據(jù)技術能夠對關聯(lián)用戶的用電情況進行深入的分析，在綜合比對正常用電和不正常用電現(xiàn)象之后對偷漏電故障進行判斷，找到引發(fā)竊電的原因，并有針對性的提出對應的解決對策。

六、結束語

綜上所述，大數(shù)據(jù)技術在智能反竊電和線損監(jiān)控工作的發(fā)展中起到了十分重要的作用，表現(xiàn)為在數(shù)據(jù)技術的支持下打造出了基于電力用戶用電信息采集系統(tǒng)的用電信息采集大數(shù)據(jù)處理平臺，通過實驗的開展和充分的驗證使得電力企業(yè)用電信息采集系統(tǒng)打破了現(xiàn)階段用電信息存儲、分析和應用管理的局限，并為電力系統(tǒng)運行隱患、竊電行為、線損等問題解決提供了重要支持。在未來，依托更先進的技術形式和信息資源能夠實現(xiàn)分布式能源并網(wǎng)綜合監(jiān)督控制，表現(xiàn)為在技術的支持下用電信息采集系統(tǒng)能夠實現(xiàn)對分布式能源并網(wǎng)運行的實時性監(jiān)督控制，全面激發(fā)客戶使用新能源的熱情，從而為電力企業(yè)的能源消耗提供重要的數(shù)據(jù)支持。