國網(wǎng)湖南省電力公司婁底供電分公司 潘 良 梁偉峰 李志遠 劉艷華

國網(wǎng)湖南省電力公司電力科學(xué)研究院 唐星祝

在145數(shù)字化轉(zhuǎn)型[1]和“雙碳”戰(zhàn)略[2]發(fā)展的背景下，智能電網(wǎng)和新型電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展，數(shù)字化、智能化變革已經(jīng)成為電網(wǎng)發(fā)展的重要趨勢。配電網(wǎng)作為電力能源消耗終端載體，承擔(dān)著服務(wù)用戶、優(yōu)化能源消耗的重要作用。而隨著經(jīng)濟的發(fā)展以及用能形式的不斷豐富，新型用電設(shè)備、分布式光伏、儲能等裝置的大量接入，配電網(wǎng)產(chǎn)生諧波電壓、電壓不平衡度、電壓偏差、電壓瞬變等多種電壓質(zhì)量問題，對用戶用電設(shè)備造成不良影響，嚴(yán)重情況下可能導(dǎo)致電子類設(shè)備損壞和居民家用電器燒毀，進而引發(fā)大量用戶用電投訴。配電網(wǎng)電壓問題作為電能質(zhì)量的重要管理內(nèi)容之一，不斷面臨新的挑戰(zhàn)。

在數(shù)字化變革和新型電力系統(tǒng)建設(shè)背景下，業(yè)務(wù)互聯(lián)、融合、共生、智能的特征越來越顯著，傳統(tǒng)被動式電壓管理模式和管理體系，已經(jīng)很難滿足當(dāng)今社會用戶對電壓質(zhì)量不斷攀升的要求，流程驅(qū)動、業(yè)務(wù)驅(qū)動、數(shù)據(jù)驅(qū)動已經(jīng)成為新的發(fā)展方向。數(shù)字化智能化變革的興起和推進，為配電網(wǎng)電壓運維管理指出了新的發(fā)展方向。

本文針對配電網(wǎng)電壓運維缺乏系統(tǒng)性管理、缺乏智能化運維工具、運維工作信息化水平低的問題，建立基于數(shù)字化+的配網(wǎng)電壓主動式運維體系和平臺，發(fā)揮數(shù)字化、互聯(lián)網(wǎng)化的技術(shù)優(yōu)勢，充分促進數(shù)據(jù)融合、大數(shù)據(jù)分析的開展，構(gòu)建智能分析和移動應(yīng)用，全面形成提升配電網(wǎng)電壓運維工作的質(zhì)量和工作成效。

1 現(xiàn)有電壓管理體系存在的問題

通信方式難以滿足主動運維需求。電網(wǎng)設(shè)備運行、電壓操作等作業(yè)現(xiàn)場業(yè)務(wù)流程管控相對獨立，電壓運維指揮方式以分散指揮為主，電壓運維指揮與作業(yè)現(xiàn)場交互以電話、短信等傳統(tǒng)通訊手段為主，難以實現(xiàn)大量信息并發(fā)互動。

電壓運維缺乏有效的指揮手段。配電網(wǎng)電壓管理受多種因素影響，電壓運維手段和措施缺乏實時性監(jiān)督和管控，電壓運維現(xiàn)場信息主要以人工收集為主，缺乏有效的指揮手段和措施，從而影響電壓運維成效。

電壓運維智能化支撐水平不足。輔助決策以人員經(jīng)驗和預(yù)案為主，應(yīng)對突發(fā)大范圍緊急狀況的處置能力較弱，缺乏有效統(tǒng)一的智能化支撐手段[3]。

2 基于數(shù)字化+的主動式電壓運維管理

2.1 建設(shè)目標(biāo)

依托數(shù)字化技術(shù)，建設(shè)主動式智能電壓運維管理體系，實現(xiàn)“供電局-工區(qū)-班組”全面貫通的電壓智能化、遠程化、精準(zhǔn)化運維管理，如圖1所示。

圖1 基于數(shù)字化+的主動式配電網(wǎng)電壓運維體系

多元信息融合。開展多元信息融合，整合多個電壓相關(guān)專業(yè)平臺，增強態(tài)勢感知能力，實現(xiàn)配電運行狀態(tài)全感知?；诖髷?shù)據(jù)、分布式計算等技術(shù)，基于多源異構(gòu)數(shù)據(jù)開展潮流分析、歷史數(shù)據(jù)挖掘、電壓評價、電壓預(yù)警等功能，提升配電電壓態(tài)勢感知能力。

數(shù)據(jù)驅(qū)動電壓運維業(yè)務(wù)優(yōu)化。主動采集系統(tǒng)內(nèi)各電壓等級無功設(shè)備配置情況和調(diào)度系統(tǒng)中的無功裝置投切記錄，結(jié)合電壓監(jiān)測系統(tǒng)的監(jiān)測數(shù)據(jù)，對電壓偏差、累計時長、發(fā)生次數(shù)、時段及位置等進行相關(guān)性分析，自動歸類并推送異常原因，為提升電壓治理精準(zhǔn)性提供有效支撐。

電壓運維立體化管理。整合全局?jǐn)?shù)據(jù)和作業(yè)現(xiàn)場數(shù)據(jù)，對生產(chǎn)指揮和遠程作業(yè)進行數(shù)字化重構(gòu)，結(jié)合深度數(shù)據(jù)挖掘分析和建模技術(shù)，開展電壓狀態(tài)預(yù)測，生成電壓運維操作方案，落實配電網(wǎng)電壓運維方案的評估和閉環(huán)管理，利用數(shù)字化+技術(shù)實現(xiàn)生產(chǎn)現(xiàn)場信息與主動式運維平臺實時互動和充分共享，顯著提高電壓運維的主動性和自動化水平。

2.2 體系架構(gòu)

基于數(shù)字化+的主動式配電網(wǎng)電壓運維體系主要包括配電網(wǎng)運維管理中心以及數(shù)字化應(yīng)用，滿足到地市/檢修公司、基層班組管理人員的不同需要，全面、高效支撐電壓運維業(yè)務(wù)，實現(xiàn)配電網(wǎng)電壓智能化、運維智能化和檢修智能化管控[4]。主要包括：

數(shù)據(jù)層。實現(xiàn)數(shù)據(jù)抽取、數(shù)據(jù)清洗、數(shù)據(jù)融合以及數(shù)據(jù)質(zhì)量評價，確保多元數(shù)據(jù)充分融合，保證電壓運維大數(shù)據(jù)分析的準(zhǔn)確性和可靠性。

計算組件。主要采用流計算、并行計算、內(nèi)存計算以及分布式計算，提高大數(shù)據(jù)分析的計算效率。

運維大數(shù)據(jù)分析。主要包括基于大數(shù)據(jù)進行潮流分析，對電壓越限時間開展邏輯回歸、關(guān)聯(lián)分析，識別關(guān)鍵因素，開展智能服務(wù)決策。

運維主動管控。電壓運維過程管控包括電壓評估、主動預(yù)警、電壓運維資源管控、電壓運維操作過程管控，并開展成效分析等。

多源信息可視化。主要實現(xiàn)配電網(wǎng)電壓數(shù)據(jù)表可視化展示、設(shè)備地理信息可視化、關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)可視化展示以及運維大屏可視化。

移動應(yīng)用。構(gòu)建數(shù)字化移動應(yīng)用，實現(xiàn)任務(wù)派單、流程跟蹤、管理評價、資源管理等功能，支持遠程現(xiàn)場作業(yè)與管控中心的高效互動，提升電壓運維的工作成效。

配置管理。完成與數(shù)字化應(yīng)用相關(guān)的配置管理工作，包括數(shù)據(jù)源管理、權(quán)限管理、任務(wù)管理等，實現(xiàn)應(yīng)用智能化調(diào)度管理和運行工況主動監(jiān)視，確保數(shù)字化應(yīng)用順利執(zhí)行工作任務(wù)。

2.3 基于移動APP 的運維指揮調(diào)度

基于配電網(wǎng)運維管理平臺，整合電壓運維業(yè)務(wù)流程，建設(shè)配網(wǎng)電壓運維指揮調(diào)度移動APP，支持相關(guān)信息雙向傳輸，對正在開展的電壓運維任務(wù)和資源調(diào)配進行綜合查詢和展示，對現(xiàn)場操作安全性、規(guī)范性進行實時監(jiān)控，對現(xiàn)場人員違章作業(yè)等進行實時告警和安全管控。主要業(yè)務(wù)流程包括工單生成、確認、執(zhí)行反饋等環(huán)節(jié)，如圖2和圖3所示。

圖2 工單下發(fā)確認流程

圖3 工單執(zhí)行完畢反饋流程

收集系統(tǒng)內(nèi)各電壓等級無功設(shè)備配置情況和調(diào)度系統(tǒng)中的無功裝置投切記錄，結(jié)合電壓監(jiān)測系統(tǒng)的監(jiān)測數(shù)據(jù)，對電壓偏差、累計時長、發(fā)生次數(shù)、時段及位置等進行相關(guān)性分析，自動歸類并推送異常原因，為提升電壓治理精準(zhǔn)性提供有效支撐。

運維工單信息包括工單編號、運維內(nèi)容、運維地址、派發(fā)時間、計劃停電時間、變電站名稱或臺區(qū)名稱、變電站編號或臺區(qū)編號、備注等。根據(jù)需要，計劃停電時間等信息可以批量發(fā)出。運維工單中同時下發(fā)該臺區(qū)所在供電所、供電所負責(zé)人、供電所臺區(qū)數(shù)量、臺區(qū)用戶數(shù)量、臺區(qū)運行檔位、臺區(qū)出口電壓合格率、臺區(qū)用戶電壓合格率等信息，提升信息共享效率。

運維人員收到工單后，APP 發(fā)出語音提示，并在APP 頂部顯示新消息提醒。

相應(yīng)的運維人員應(yīng)該在派工單上點擊“確認”，以表示運維任務(wù)的開始。該確認信息由APP 服務(wù)端處理后，將此工單置為已接單狀態(tài)。運維人員應(yīng)可通過該界面查看確認信息是否提交成功。

運維人員完工后，應(yīng)將完成現(xiàn)場拍照通過APP客戶端上傳，并需按格式在APP 客戶端上填報完工申請表單，上述信息及時標(biāo)由APP 服務(wù)端上送至APP 服務(wù)器，作為完工評審的依據(jù)。此項工作為可動態(tài)關(guān)聯(lián)配電臺區(qū)臺賬，現(xiàn)場作業(yè)時，智能提示選擇正確的臺區(qū)，降低誤操作可能，并有助于后續(xù)開展關(guān)聯(lián)分析和輔助決策。

二級單位管理人員通過APP，審核完畢該完工單后，審核信息應(yīng)可在APP 客戶端上查看。審核完成的工單進入歷史數(shù)據(jù)庫，為開展大數(shù)據(jù)挖掘分析和運維工作管理提升，提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

2.4 運維成效智能化評估

建立運維成效智能化評估模型，對運維工單績效結(jié)果及影響因素進行大數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)性分析，找出績效指標(biāo)影響因素及相關(guān)關(guān)聯(lián)強度，找出影響績效關(guān)鍵影響因素和薄弱環(huán)節(jié)，提出改善措施建議，為業(yè)務(wù)流程持續(xù)迭代優(yōu)化提供依據(jù)[5]。

3 成效分析

通過構(gòu)建基于數(shù)字化+的主動式電壓運維服務(wù)體系，實現(xiàn)電壓管理業(yè)務(wù)可視化展現(xiàn)、電壓運維過程實時管控、電壓運維策略優(yōu)化以及運維成效智能化評估。

在電壓管理業(yè)務(wù)可視化展現(xiàn)方面，通過融合配電GIS、調(diào)度自動化等專業(yè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對配網(wǎng)電壓各類數(shù)據(jù)全量業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)接入并采用可視化方式進行展示，直觀展示電壓分布情況，提升主動式電壓運維的精準(zhǔn)性。

在電壓運維過程管控方面，通過構(gòu)建移動電壓運維作業(yè)APP，打通電壓運維系統(tǒng)與工作現(xiàn)場的實際信息通道，實時采集展示電壓運維信息，提升過程管控的合理性，同時增強指揮決策信息流轉(zhuǎn)的及時性和準(zhǔn)確性。

在電壓運維策略優(yōu)化方面，基于歷史大數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)分析、實時潮流分析結(jié)果等，對電壓問題精準(zhǔn)識別和制定控制策略，實現(xiàn)遠程現(xiàn)場地理位置、實時運維資源合理配置，提升運維策略的智能性和準(zhǔn)確性。

在電壓運維質(zhì)量智能評估方面，實現(xiàn)運維計劃與對運維后自動化數(shù)據(jù)評價，分析運維成效，找出影響因素，實現(xiàn)電壓運維策略的不斷提升。

本文的研究成果較好的滿足了數(shù)字化和智能化配電網(wǎng)運維工作要求，在實際應(yīng)用中，收到了良好的實際工作成效。

4 結(jié)語

綜上所述，本文針對配網(wǎng)電壓質(zhì)量問題多樣，電壓質(zhì)量問題溯源困難，原有運維體系信息化、智能化程度不高的問題，積極適應(yīng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型和新型電力系統(tǒng)建設(shè)目標(biāo)，開展業(yè)務(wù)和流程的數(shù)字化重構(gòu)，建立數(shù)字化、智能化的配網(wǎng)電壓運維主動式體系，構(gòu)建以大數(shù)據(jù)分析、移動應(yīng)用為主體的配網(wǎng)電壓主動式運維平臺，在融合多源異構(gòu)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，通過大數(shù)據(jù)分析和移動運維作業(yè)工具建設(shè)，提升配電網(wǎng)電壓問題的主動發(fā)現(xiàn)、閉環(huán)管控和輔助決策能力，實現(xiàn)配電網(wǎng)電壓運維工作的業(yè)務(wù)互聯(lián)和融合創(chuàng)新，有效提升了配電網(wǎng)電壓運維作業(yè)的工作效率和智能化水平。