才旺多杰 旦巴達(dá)杰

（國(guó)網(wǎng)西藏電力有限公司嘉黎縣供電公司）

0 引言

配電網(wǎng)上連主電源、下接眾用戶，是電力系統(tǒng)呈現(xiàn)實(shí)用價(jià)值的不可或缺的環(huán)節(jié)［1］；在能源利用的新時(shí)代，又是分布式發(fā)電并網(wǎng)的主要載體。管理好配電網(wǎng)的運(yùn)維和檢修，一方面可維系配電網(wǎng)的健康運(yùn)行，確?！岸喙╇姟⒐┖秒姟钡拈L(zhǎng)久實(shí)現(xiàn)；另一方面有助于國(guó)有資產(chǎn)的保值增值，達(dá)成電力建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展。但隨著配電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)張和電網(wǎng)企業(yè)減員增效的推進(jìn)，基于常規(guī)模式進(jìn)行配電網(wǎng)運(yùn)檢管理已顯得捉襟見肘。文獻(xiàn)［2］對(duì)配電網(wǎng)的各個(gè)運(yùn)維環(huán)節(jié)進(jìn)行梳理和精簡(jiǎn)，客觀上提高了運(yùn)維效能。文獻(xiàn)［3］借助最小樹及最短路理論，研究了變電站和線路巡視的路線改進(jìn)，能提升巡視效率。文獻(xiàn)［4］基于故障發(fā)展理論和運(yùn)行數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)，提出了10 kV 層面的變、配電設(shè)備的狀態(tài)檢修決策模型。總起來(lái)說(shuō)，以上研究對(duì)改善配電網(wǎng)運(yùn)檢管理有所增益，但仍存在一些問(wèn)題，如關(guān)注方向單一、體系性不強(qiáng)、信息化程度不高等等?？紤]到電力系統(tǒng)內(nèi)各專業(yè)的深度交互，以及近年來(lái)電力大數(shù)據(jù)發(fā)展迅猛，可嘗試依托大數(shù)據(jù)挖掘來(lái)實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)運(yùn)檢管理水平的躍進(jìn)。

1 配電網(wǎng)運(yùn)行現(xiàn)狀總析

配電網(wǎng)層面的考核指標(biāo)紛繁蕪雜，但核心計(jì)兩項(xiàng)：電壓合格率和供電可靠率?；陬l繁的農(nóng)網(wǎng)改造，農(nóng)村低電壓現(xiàn)象基本得到遏制，10 kV 線路的跳閘率也不斷下降，總體呈現(xiàn)出較高的供電質(zhì)量。但從運(yùn)檢的角度探析，仍能匯集出一些共性問(wèn)題：（1）近年來(lái)極端天氣頻仍，使得負(fù)荷預(yù)測(cè)精度下降（因不確定因素增加），造成臺(tái)區(qū)布點(diǎn)、線路技改等配網(wǎng)工程與實(shí)際需求的契合度不足（滯后與超前并存），表征電建項(xiàng)目確立有待深入研究。（2）盡管線路跳閘多發(fā)生于架空線層面，但隨著運(yùn)行年限的增加，開閉所故障時(shí)有發(fā)生，主要是環(huán)網(wǎng)柜受潮或電纜搭接處有異常。（3）架空線路故障的主因?yàn)轼B害、雷擊和單相接地［5］，這表征線路的絕緣化水平和避雷措施有待精益化增進(jìn)。所謂精益化，就是以最小的代價(jià)實(shí)現(xiàn)最大的利益，譬如確定出合理的區(qū)段執(zhí)行線路絕緣包覆、接頭處絕緣補(bǔ)強(qiáng)等措施（不是全域進(jìn)行）。（4）運(yùn)維力量的補(bǔ)充與配電網(wǎng)規(guī)模的增長(zhǎng)不成比例，逐漸出現(xiàn)難以為繼的情況。（5）智能電網(wǎng)建設(shè)大環(huán)境下，分布式電源并網(wǎng)、電動(dòng)汽車充電樁接入、微電網(wǎng)投用等一系列新事物不斷呈現(xiàn)，給傳統(tǒng)運(yùn)檢帶來(lái)不小的挑戰(zhàn)。

綜合上述，雖然配電網(wǎng)發(fā)展總體向上，但一些固有矛盾并未消失，反而以新的更加復(fù)雜的方式出現(xiàn)，為尋求改善，一個(gè)可行的途徑是：充分利用信息化技術(shù)和大數(shù)據(jù)處理技術(shù)，對(duì)配電網(wǎng)各類重要數(shù)據(jù)進(jìn)行采挖，攫取出核心特征，以此作為配電網(wǎng)運(yùn)維決策的科學(xué)依據(jù)。

2 配電網(wǎng)運(yùn)檢薄弱點(diǎn)研究

配電網(wǎng)供電水平取決于多個(gè)方面，如勘察、設(shè)計(jì)、施工、設(shè)備質(zhì)量、運(yùn)檢管理等等，其中，運(yùn)檢管理是最后一個(gè)控制環(huán)節(jié)，地位非常重要：良好的運(yùn)檢管理可彌補(bǔ)“先天不足”，能使運(yùn)檢力量得到最恰當(dāng)?shù)姆峙洹槭古潆娋W(wǎng)運(yùn)檢管理得到有針對(duì)性提升，必須對(duì)當(dāng)下共性的管理薄弱點(diǎn)進(jìn)行分析。

（1）配電網(wǎng)故障分析不夠精細(xì)。從長(zhǎng)時(shí)間來(lái)說(shuō)，配電網(wǎng)故障或許不可避免，但應(yīng)努力找到詳細(xì)的主導(dǎo)因素（如某項(xiàng)設(shè)計(jì)存在欠缺、周邊濕度過(guò)大、設(shè)備質(zhì)量缺陷，等等），這樣才能形成針對(duì)性措施，確保同樣的故障盡量不再出現(xiàn)。舉例：某35 kV 變電站有兩條進(jìn)線，同桿架設(shè)，某日雷擊其中一條線路引發(fā)變電站進(jìn)線開關(guān)柜爆炸并導(dǎo)致整個(gè)開關(guān)室火災(zāi)。這個(gè)事故中需要分析的內(nèi)容很多，如：為什么避雷器不起作用，為什么雷擊這條線路而不是那條線路，為什么一個(gè)開關(guān)爆炸造成整個(gè)開關(guān)室損毀，等等?？傊?，不能簡(jiǎn)單地歸咎于雷擊，而應(yīng)條分縷析，如此方能起到提升作用。

（2）故障搶修效率有待提高。配電網(wǎng)發(fā)生故障后，其處理步序一般為［6］：明確故障點(diǎn)→集結(jié)搶修隊(duì)伍→執(zhí)行安全措施→搶修并恢復(fù)供電。應(yīng)該說(shuō)，基于安全考量，這些環(huán)節(jié)全部必須、不能有缺，但具體的環(huán)節(jié)用時(shí)是可以通過(guò)新方法或新技術(shù)予以壓縮的。舉例：線路發(fā)生故障，整線巡視需要大量時(shí)間，但若依托有效模型來(lái)融合故障錄波、故障指示等信息，則能快速確定故障地點(diǎn)，為搶修贏得時(shí)間。

（3）電力大數(shù)據(jù)未得到充分利用。為契合信息化建設(shè)，電網(wǎng)企業(yè)建立了為數(shù)眾多的信息平臺(tái)，涵蓋各專業(yè)各部門，其中相當(dāng)一部分直接或間接牽涉到配電網(wǎng)運(yùn)檢管理。應(yīng)該說(shuō)，經(jīng)年累月下，這些平臺(tái)積累了海量的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)往往蘊(yùn)含了配電網(wǎng)運(yùn)行的關(guān)鍵特征，但由于缺乏縱向貫通和橫向交互，使得數(shù)據(jù)價(jià)值未能體現(xiàn)。

（4）數(shù)據(jù)采集有待合規(guī)。配網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程中的大量數(shù)據(jù)已能通過(guò)各類在線監(jiān)測(cè)裝置或系統(tǒng)予以自動(dòng)采集，但仍會(huì)有一部分重要數(shù)據(jù)需手工加錄。一些運(yùn)維人員習(xí)慣于傳統(tǒng)工作模式，思想上對(duì)電網(wǎng)信息化的趨勢(shì)認(rèn)識(shí)不夠，在錄數(shù)時(shí)或缺失、或不規(guī)范，如此就會(huì)對(duì)大數(shù)據(jù)利用產(chǎn)生負(fù)面影響。

3 基于大數(shù)據(jù)挖掘的配電網(wǎng)運(yùn)檢管理架構(gòu)

基于前述，當(dāng)前的配電網(wǎng)運(yùn)檢管理遭遇諸多瓶頸，亟需大數(shù)據(jù)挖掘來(lái)加持；而多年的信息化和物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)也確保了數(shù)據(jù)的質(zhì)與量。以下為基于配電網(wǎng)運(yùn)檢管理提升視角而作的架構(gòu)設(shè)計(jì)：（1）配網(wǎng)運(yùn)檢管理與數(shù)據(jù)資產(chǎn)管理必須有效“打通”，但前提是對(duì)數(shù)據(jù)質(zhì)量作專項(xiàng)治理。（2）應(yīng)基于多維度視角建立故障分析模型，該模型的輸入為故障發(fā)生時(shí)的全景數(shù)據(jù)，輸出為故障類型辨識(shí)、故障致因判定、故障解決決策。（3）以資產(chǎn)全壽命周期管理為導(dǎo)向，探索基于常態(tài)化管控手段的配電網(wǎng)運(yùn)檢管理改進(jìn)措施，最終實(shí)現(xiàn)故障率的大幅下降。以上闡述可參見圖1。

圖1 借助大數(shù)據(jù)挖掘的配電網(wǎng)運(yùn)檢管理架構(gòu)

很明顯，圖1 中“①”和“②”具有基礎(chǔ)性和決定性特征，應(yīng)具體展開，大致情況見圖2所示。

圖2 開展大數(shù)據(jù)挖掘的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)的實(shí)現(xiàn)要?jiǎng)t

（1）關(guān)于“A-1”。與電力系統(tǒng)分解為“發(fā)、輸、供、配、用”類似，供電部門內(nèi)部劃設(shè)調(diào)度、營(yíng)銷、基建、運(yùn)檢等部門。在信息化時(shí)代背景下，各部門均建設(shè)有信息化平臺(tái)搜集相關(guān)數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)在表面上可能相互獨(dú)立，但實(shí)際上應(yīng)該是相互關(guān)聯(lián)的。為消除信息孤島，宜設(shè)立數(shù)據(jù)協(xié)同工作小組來(lái)負(fù)責(zé)不同信息平臺(tái)之間接口的打造，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。

（2）關(guān)于“A-2”。從時(shí)間先后上看，首先是提升工作效率需要而建設(shè)各型信息系統(tǒng)，然后因數(shù)據(jù)積累而有了大數(shù)據(jù)挖掘的需求，如此會(huì)帶來(lái)一個(gè)問(wèn)題：不同部門對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行所關(guān)注的側(cè)重面不一致，導(dǎo)致其對(duì)數(shù)據(jù)的具體要求存在差異化，表現(xiàn)為不同系統(tǒng)的導(dǎo)出數(shù)據(jù)至少在形式上不盡相同。如此，為利于后續(xù)的數(shù)據(jù)分析，一定要對(duì)所有原始數(shù)據(jù)作標(biāo)準(zhǔn)化處置，統(tǒng)一規(guī)制。

（3）關(guān)于“A-3”。在當(dāng)前技術(shù)條件下，數(shù)據(jù)缺失不能百分百規(guī)避。致因：① 設(shè)備變動(dòng)后未及時(shí)作關(guān)聯(lián)性操作，致使相關(guān)信息在某個(gè)時(shí)間點(diǎn)后無(wú)法獲取；② 因工作人員的疏忽而造成的遺漏；③ 數(shù)據(jù)在采集、傳輸過(guò)程中因通信鏈路異常而出現(xiàn)損失。很明顯，數(shù)據(jù)越完備，則基于數(shù)據(jù)挖掘的各類評(píng)判越符合電網(wǎng)實(shí)際，故而必須做好缺失數(shù)據(jù)的填補(bǔ)工作?？刹蓳穹椒ㄒ妶D3所示。

圖3 大數(shù)據(jù)挖掘中應(yīng)對(duì)數(shù)據(jù)缺失的方法

（4）關(guān)于“B-1”。大數(shù)據(jù)挖掘的對(duì)象是全數(shù)據(jù)而不是抽樣數(shù)據(jù)，故而，應(yīng)將每一年度能得到的與故障有關(guān)的數(shù)據(jù)全部導(dǎo)進(jìn)分析模型。另外，為便于凸顯常見缺陷或家族性缺陷，應(yīng)將配電網(wǎng)故障劃設(shè)為線路、電纜和變電三大類，各大類再細(xì)分若干小類。

（5）關(guān)于“B-2”。TCM 報(bào)修信息顯示：配網(wǎng)故障集中在0.4kV、10kV 兩個(gè)電壓層面（占比達(dá)97%以上）。故而削弱對(duì)其他電壓等級(jí)的關(guān)注，而著力對(duì)0.4kV 網(wǎng)絡(luò)、10kV 網(wǎng)絡(luò)的故障作深度分析，如：故障頻率、故障數(shù)量與發(fā)生時(shí)段、發(fā)生時(shí)點(diǎn)、發(fā)生地地理環(huán)境等之間的關(guān)聯(lián)性擬合。

（6）關(guān)于“B-3”。配電網(wǎng)故障規(guī)律是較為復(fù)雜的，其體現(xiàn)之一是存在區(qū)域差異性。如拆遷區(qū)域必多發(fā)異物觸碰或違章用電現(xiàn)象，要重點(diǎn)關(guān)注。

4 基于大數(shù)據(jù)挖掘的運(yùn)檢管理措施優(yōu)化

對(duì)電力系統(tǒng)大數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘的目的是找出提升配電網(wǎng)運(yùn)檢管理水平的切入點(diǎn)。各地因?qū)嵡椴町?，可設(shè)計(jì)不同的措施體系，但原則上因遵循如圖4 所示的多層次架構(gòu)。

圖4 進(jìn)行大數(shù)據(jù)挖掘后的措施體系架構(gòu)

下面對(duì)圖4中的最下層內(nèi)容展開闡述。

（1）關(guān)于“A-1”。電纜的可靠性要高于架空線，但經(jīng)濟(jì)代價(jià)高，因此在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，架空線仍是線路的主體。目前，對(duì)于架空線來(lái)說(shuō)，絕緣化手段比較完善，也容易實(shí)施（主要是對(duì)一些樁頭進(jìn)行絕緣包扎）。但線路防雷始終是難點(diǎn)。故而，首先設(shè)計(jì)上要體現(xiàn)對(duì)耐雷水平的關(guān)切，如淘汰針式絕緣子、防雷間隙或線路避雷器的合理加設(shè)、嚴(yán)控防雷接地等；然后在設(shè)備采購(gòu)階段務(wù)必要規(guī)避帶家族性缺陷的產(chǎn)品，努力以試驗(yàn)合格為采購(gòu)依據(jù)。

（2）關(guān)于“A-2”。主要是按照職責(zé)和流程做好每一環(huán)節(jié)的施工監(jiān)督以及完工驗(yàn)收。運(yùn)維人員是設(shè)備的最終接受者，應(yīng)要求相關(guān)單位（施工/監(jiān)理）拍攝施工過(guò)程以備核查。此外，應(yīng)根據(jù)以往事故所暴露出來(lái)的問(wèn)題不斷優(yōu)化驗(yàn)收細(xì)則。

（3）關(guān)于“A-3”。第一要以常態(tài)化態(tài)度對(duì)待極端天氣（全球氣候?yàn)?zāi)變是事實(shí)，其帶來(lái)的極端天氣會(huì)越趨頻繁），應(yīng)對(duì)各類應(yīng)急預(yù)案進(jìn)行細(xì)致梳理，重點(diǎn)關(guān)注特巡細(xì)則、備品準(zhǔn)備、應(yīng)急指揮等，盡量縮短故障搶修時(shí)間。第二要對(duì)外力破壞引起重視（隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，大規(guī)模市政建設(shè)在所難免，其必然會(huì)對(duì)在運(yùn)電力設(shè)施造成影響），做細(xì)電網(wǎng)公司職責(zé)范圍內(nèi)的警示工作，同時(shí)加強(qiáng)與相關(guān)部門的協(xié)作，采用各種形式（如隱患告知書）來(lái)規(guī)避碰撞線路、擊穿電纜等破壞事件。

（4）關(guān)于“B-1”。主要是遵循《配電網(wǎng)故障搶修管理規(guī)定》，在明晰各型搶修流程基礎(chǔ)上，優(yōu)化人員配置，將細(xì)化職責(zé)落實(shí)到部門、落實(shí)到個(gè)人。特別要有切實(shí)可行的搶修值班制度（含外協(xié)隊(duì)伍）。

（5）關(guān)于“B-2”。大數(shù)據(jù)挖掘能顯示特定區(qū)域的故障規(guī)律，在這種情況下應(yīng)不失時(shí)機(jī)地開展駐點(diǎn)優(yōu)化配置，即根據(jù)大數(shù)據(jù)預(yù)判結(jié)果，對(duì)即將進(jìn)入故障高發(fā)地域，適時(shí)進(jìn)行搶修人員、搶修物資等的補(bǔ)強(qiáng)配置，對(duì)于關(guān)鍵作業(yè)，宜按A、B崗保證。

（6）關(guān)于“B-3”。同樣基于大數(shù)據(jù)挖掘給出的結(jié)果，對(duì)搶修物資備品庫(kù)進(jìn)行優(yōu)化管理（根據(jù)使用頻度來(lái)配置備品備件以及開展輪換工作），特別對(duì)故障高頻區(qū)域或時(shí)段，備品備件應(yīng)全面且充足。

（7）關(guān)于“C-1”。根據(jù)配電網(wǎng)運(yùn)行實(shí)情，統(tǒng)籌運(yùn)檢力量與管理期冀，合理設(shè)置“剛需”流程。一般應(yīng)包括配電設(shè)備運(yùn)維管理、配電設(shè)備缺陷管理、配電設(shè)備故障搶修管理等項(xiàng)目。

（8）關(guān)于“C-2”。對(duì)各個(gè)流程要有可操作性描述，主要是流程功效、執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)、考核指標(biāo)、牽涉部門、適用范圍等，每一個(gè)節(jié)點(diǎn)務(wù)必細(xì)化和明示。

5 結(jié)束語(yǔ)

智能電網(wǎng)背景下，電力大數(shù)據(jù)事實(shí)已經(jīng)形成。對(duì)各型大數(shù)據(jù)進(jìn)行縱向貫通、橫向勾連，將能提煉出配電網(wǎng)運(yùn)行的諸多關(guān)鍵信息，從而為運(yùn)檢管理水平的飛升奠定基礎(chǔ)。從總體上論證了借助大數(shù)據(jù)挖掘的配電網(wǎng)運(yùn)檢優(yōu)化的大體思路、主體架構(gòu)以及一些關(guān)鍵點(diǎn)開展方法，也給出了基于大數(shù)據(jù)挖掘成果的配電網(wǎng)運(yùn)檢措施改進(jìn)的核心框架，對(duì)減員增效環(huán)境下提升配電網(wǎng)供電可靠性有一定借鑒意義。