一種基于多源大數(shù)據(jù)的主網(wǎng)線損管理系統(tǒng)

李正文，谷振皓，許 靜，郭春雨

（1.國網(wǎng)遼寧省電力有限公司，遼寧 沈陽 110006；2.中國科學院沈陽計算技術(shù)研究所有限公司，遼寧 沈陽 110168；3.國網(wǎng)遼寧省電力有限公司電力科學研究院，遼寧 沈陽 110006）

專論

一種基于多源大數(shù)據(jù)的主網(wǎng)線損管理系統(tǒng)

李正文1，谷振皓2，許 靜3，郭春雨1

（1.國網(wǎng)遼寧省電力有限公司，遼寧 沈陽 110006；2.中國科學院沈陽計算技術(shù)研究所有限公司，遼寧 沈陽 110168；3.國網(wǎng)遼寧省電力有限公司電力科學研究院，遼寧 沈陽 110006）

介紹了基于多維度大數(shù)據(jù)的遼寧主網(wǎng)線損管理系統(tǒng)，詳細描述了系統(tǒng)的建設背景、設計思想、組織構(gòu)架、主要功能以及在省級電網(wǎng)D－5000平臺的部署、應用情況，重點介紹了系統(tǒng)的先進性以及對于主網(wǎng)線損管理工作的促進作用，以對省級電網(wǎng)線損管理系統(tǒng)建設有所啟示。

線損；大數(shù)據(jù)；管理系統(tǒng)

電力網(wǎng)損是體現(xiàn)電網(wǎng)企業(yè)綜合競爭力的重要指標之一，反映了電網(wǎng)企業(yè)的規(guī)劃設計水平和整體運營效率。隨著我國經(jīng)濟進入新常態(tài)，新一輪電力體制改革深入推進，電網(wǎng)企業(yè)內(nèi)外部環(huán)境發(fā)生了深刻變化，生產(chǎn)經(jīng)營壓力增大，線損管理工作得到了電網(wǎng)企業(yè)的高度重視。近年來，國家電網(wǎng)公司相繼印發(fā)了《國家電網(wǎng)公司線損管理辦法》、《國家電網(wǎng)公司關(guān)于深化線損管理的意見》等一系列文件，對線損管理的精益化程度提出了更高要求。一直以來，針對降損措施以及線損管理系統(tǒng)建設，國內(nèi)外學者進行了諸多有益探索：文獻［1］指出了傳統(tǒng)線損管理的不足，提出了智能化線損管理體系；文獻［2］提出了一種線損管理系統(tǒng)的需求計劃和設計原則，并對系統(tǒng)的開發(fā)與實現(xiàn)進行了描述；文獻［3］設計并實現(xiàn)了一種省／地／縣一體化配電網(wǎng)線損管理系統(tǒng)，為實際生產(chǎn)決策提供技術(shù)支持；文獻［4］介紹了一種適用于配電網(wǎng)、基于圖模庫的線損管理系統(tǒng)，將線損理論計算與統(tǒng)計計算集成于一個平臺。但是現(xiàn)有研究主要集中于線損統(tǒng)計計算以及與之相配套的系統(tǒng)建設方面，對于影響線損統(tǒng)計結(jié)果的基礎數(shù)據(jù)質(zhì)量、錯誤數(shù)據(jù)追溯回補等根本問題涉及很少，迫切需要建立一種基礎數(shù)據(jù)完整性、準確性和時效性較高的線損管理系統(tǒng)。

本文介紹了一種基于多個數(shù)據(jù)源的主網(wǎng)線損管理系統(tǒng)，描述了該系統(tǒng)的設計思想、主體構(gòu)架、主要功能以及在遼寧220 kV及以上主網(wǎng)的應用情況，重點介紹了系統(tǒng)在基礎數(shù)據(jù)質(zhì)量校驗方面的先進性以及對于主網(wǎng)線損管理工作的促進作用，以對國家電網(wǎng)公司正在開展的同期線損系統(tǒng)建設有所啟示。

1 系統(tǒng)簡介

1.1 主體架構(gòu)

遼寧主網(wǎng)線損管理系統(tǒng)采用省地一體化模式建設，系統(tǒng)主站部署在遼寧省電力公司調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)安全Ⅲ區(qū)，各地市公司以及省檢修分公司通過電力信息網(wǎng)與系統(tǒng)主站實現(xiàn)信息交換。系統(tǒng)由數(shù)據(jù)源接入層、數(shù)據(jù)加工層和數(shù)據(jù)應用層組成。處于系統(tǒng)最底層的是數(shù)據(jù)源接入層，負責整個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)支撐服務；中間層是數(shù)據(jù)加工層，通過數(shù)據(jù)清洗、校驗，將基礎的電力電量數(shù)據(jù)加工生成網(wǎng)損指標數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)應用層是系統(tǒng)中唯一面向用戶的應用，為用戶提供數(shù)據(jù)報表以及經(jīng)濟運行分析等功能。系統(tǒng)網(wǎng)絡拓撲以及軟件架構(gòu)見圖1、圖2。

圖2 軟件層次結(jié)構(gòu)

1.2 主要功能

遼寧主網(wǎng)線損管理系統(tǒng)主要由數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)處理、網(wǎng)損統(tǒng)計計算、經(jīng)濟運行分析以及系統(tǒng)管理等5個功能模塊組成。

1.2.1 數(shù)據(jù)傳輸模塊

建設了多維數(shù)據(jù)源的異構(gòu)數(shù)據(jù)接口，將電能量采集系統(tǒng)、調(diào)度EMS系統(tǒng)和生產(chǎn)早會系統(tǒng)的相關(guān)業(yè)務數(shù)據(jù)通過定時任務自動接入到系統(tǒng)。由于計算網(wǎng)損的關(guān)口點數(shù)量較多，為防止出現(xiàn)本地設備檢修、異常等原因?qū)е碌臄?shù)據(jù)無法及時采集情況，在數(shù)據(jù)傳輸模塊中建設了數(shù)據(jù)補采功能，包含人工補采、系統(tǒng)自動補采等。

1.2.2 數(shù)據(jù)處理模塊

建設了用戶自定義的數(shù)據(jù)校核過濾功能，提供銘牌參數(shù)限值、歷史數(shù)據(jù)對照、實時電力積分對比3種校驗規(guī)則，將不符合校核規(guī)則的壞數(shù)據(jù)進行過濾并生成提示信息，同時將通過校核的熟數(shù)據(jù)存入系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫。該模塊實現(xiàn)了壞數(shù)據(jù)的校核、清理功能，這是本系統(tǒng)區(qū)別于同類系統(tǒng)的主要創(chuàng)新點。

1.2.3 網(wǎng)損統(tǒng)計分析模塊

根據(jù)220 kV及以上電網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu)，自動計算分壓、分區(qū)、分元件網(wǎng)損指標，并通過統(tǒng)計發(fā)電廠、變電站母線不平衡率、線路損失率、主變損失率等分項輔助指標，輔助線損管理人員分析、評估主網(wǎng)功率損失情況。

1.2.4 經(jīng)濟運行分析模塊

建設了分壓、分區(qū)、分元件的負載率查詢、統(tǒng)計以及歷史網(wǎng)損指標與電網(wǎng)運行方式的關(guān)聯(lián)分析功能，為省調(diào)經(jīng)濟優(yōu)化調(diào)度提供數(shù)據(jù)支持。

1.2.5 系統(tǒng)管理模塊

支持發(fā)、輸、變電設備統(tǒng)一建模、用戶及權(quán)限分配、系統(tǒng)參數(shù)維護以及系統(tǒng)事件日志查詢統(tǒng)計等功能。

2 應用情況

遼寧主網(wǎng)線損管理系統(tǒng)于2015年投入運行，按照遼寧主網(wǎng)線損管理業(yè)務流程，讀取電量采集系統(tǒng)、省調(diào)EMS系統(tǒng)、生產(chǎn)早會系統(tǒng)數(shù)據(jù)，自動統(tǒng)計分析全網(wǎng)一次網(wǎng)損、分電壓、分地區(qū)網(wǎng)損指標以及主網(wǎng)設備損耗，實現(xiàn)了主網(wǎng)多維度網(wǎng)損指標統(tǒng)計、計算結(jié)果校核、異常數(shù)據(jù)糾錯以及考核管理等功能。

2.1 多維度損耗統(tǒng)計

遼寧主網(wǎng)線損管理系統(tǒng)根據(jù)不同時間維度的業(yè)務需求，分別接入了電量采集系統(tǒng)、調(diào)度EMS系統(tǒng)、生產(chǎn)早會系統(tǒng)3類電量數(shù)據(jù)，同時提供人工數(shù)據(jù)申報功能，用于線損管理人員進行典型時刻網(wǎng)損實測工作。通過引入電量系統(tǒng)數(shù)據(jù)，能夠計算15 min時間級別的全網(wǎng)一次網(wǎng)損、220／500 kV分電壓網(wǎng)損、各地市公司220 kV及以上輸變電設備損耗，為節(jié)能降耗以及輸配電價測算、過網(wǎng)費計算等工作提供支持，見圖3、圖4。

圖3 系統(tǒng)15 min時間級別網(wǎng)損統(tǒng)計界面

圖4 系統(tǒng)主網(wǎng)分層分壓損耗統(tǒng)計界面

2.2 數(shù)據(jù)準確性校驗

通過對調(diào)度EMS系統(tǒng)實時數(shù)據(jù)進行積分，對電量采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)進行校驗。在數(shù)據(jù)校驗過程中，根據(jù)不同數(shù)據(jù)源中相同廠變母線不平衡率、線路損失率、主變損失率情況，校核篩選出電量采集系統(tǒng)的異常數(shù)據(jù)，并通過數(shù)據(jù)版本控制，替換異常數(shù)據(jù)，實現(xiàn)主網(wǎng)線損指標的精確統(tǒng)計，見圖5、圖6。

圖5 24 h級別母線不平衡率校核界面

2.3 線損管理考核

通過篩查、記錄發(fā)電企業(yè)以及地區(qū)調(diào)度上報的電量數(shù)據(jù)質(zhì)量，按照《東北區(qū)域發(fā)電廠并網(wǎng)運行管理實施細則》和《遼寧電網(wǎng)調(diào)度專業(yè)檢查與考核標準》，為發(fā)電企業(yè)并網(wǎng)運行考核以及供電公司同業(yè)對標考核工作提供數(shù)據(jù)支持。

圖6 月度時間級別人工數(shù)據(jù)校核界面

3 系統(tǒng)先進性

遼寧主網(wǎng)線損管理系統(tǒng)基于電量采集系統(tǒng)（TMR）、調(diào)度EMS系統(tǒng)、生產(chǎn)早會系統(tǒng)等3種維度的大數(shù)據(jù)，實現(xiàn)了主網(wǎng)一次網(wǎng)損指標的自動統(tǒng)計、壞數(shù)據(jù)篩查以及網(wǎng)損指標的多維度分析功能，相較于同類系統(tǒng)有以下特點。

3.1 基于大數(shù)據(jù)的多維度計算

遼寧主網(wǎng)線損管理系統(tǒng)取代了傳統(tǒng)的人工報表、手動計算的落后方式，系統(tǒng)按照統(tǒng)一規(guī)范，對取自電量采集系統(tǒng)、調(diào)度EMS系統(tǒng)、生產(chǎn)早會系統(tǒng)的基礎電量數(shù)據(jù)進行智能處理，可在1 min內(nèi)自動形成15 min、時、日、周、月等多時間維度的一次網(wǎng)損計算結(jié)果，每月可減少省／地兩級線損管理人員工作時間120 h，統(tǒng)計工作效率提升顯著。同時，系統(tǒng)能夠自動計算形成日時間級別的分壓、分區(qū)多維度網(wǎng)損指標，為調(diào)度機構(gòu)優(yōu)化調(diào)整電源及電網(wǎng)運行方式提供參考。經(jīng)統(tǒng)計，2015年依托該系統(tǒng)減少主網(wǎng)損耗電量47.5萬kWh。

3.2 計算結(jié)果的可比性驗證

系統(tǒng)對電量采集系統(tǒng)、調(diào)度EMS系統(tǒng)、生產(chǎn)早會系統(tǒng)的3套獨立數(shù)據(jù)同時并行計算，通過元件以及母線、區(qū)域平衡度分析，生成3個相互獨立的網(wǎng)損結(jié)算結(jié)果，經(jīng)過對比分析，最終篩選形成唯一的網(wǎng)損計算結(jié)論，解決了長期以來網(wǎng)損計算結(jié)果波動較大、計算可靠性難以驗證的問題，線損管理工作質(zhì)效得到了較大提升。

3.3 源數(shù)據(jù)的多維度追溯糾錯

通過對調(diào)度EMS系統(tǒng)實時數(shù)據(jù)進行15 min及日線維度的積分計算，支持線損管理人員追溯查找電量采集系統(tǒng)、生產(chǎn)早會系統(tǒng)的壞數(shù)據(jù)。同時支持對影響基礎數(shù)據(jù)質(zhì)量的人為原因進行記錄考核。依托該功能，遼寧省調(diào)建立了基數(shù)數(shù)據(jù)質(zhì)量排查考核機制，對于提升基礎數(shù)據(jù)管理水平發(fā)揮了積極作用。

4 結(jié)束語

建設滿足線損“四分”管理要求，具有信息化、自動化、智能化為基本特征的主網(wǎng)線損管理系統(tǒng)是電網(wǎng)企業(yè)節(jié)能降損、挖潛增效的必然選擇。遼寧主網(wǎng)線損管理系統(tǒng)通過對電量采集系統(tǒng)、調(diào)度EMS系統(tǒng)、生產(chǎn)早會系統(tǒng)3種獨立數(shù)據(jù)源的對比分析和篩查糾錯，保證了基礎數(shù)據(jù)的完整性、準確性和時效性，解決了長期以來電量數(shù)據(jù)質(zhì)量較差、難以實用的問題，為深化線損分析管理工作提供了支持。該系統(tǒng)采用省地一體化模式建設，主體架構(gòu)以及主要功能可以直接移植至地（縣）調(diào)度機構(gòu)，具有較好的推廣應用前景。

［1］李超英.基于電網(wǎng)智能化的中低壓線損管理研究［D］.天津：天津大學，2011.

［2］徐凌燕.電網(wǎng)線損模型研究及線損管理系統(tǒng)的開發(fā)［D］.北京：華北電力大學，2011.

［3］孟曉麗，李惠玲，盛萬興.省／地／縣一體化配電網(wǎng)線損管理系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)［J］.電力系統(tǒng)自動化，2005，29（23）：87－90.

［4］李惠玲，盛萬興，夢曉麗.基于圖模庫一體化的配電網(wǎng)線損管理系統(tǒng)的研制［J］.電力自動化設備，2008，28（6）：89－92.

A Power Loss Management System Based on Multi?Source Big Data

LI Zhengwen1，GU Zhenhao2，XU Jing3，GUO Cunyu1
（1.State Grid Liaoning Electric Power Co.，Ltd.，Shenyang，Liaoning 110006，China；2.Shenyang Institute of Computing Technology Co.，Ltd.，CAS，Shenyang，Liaoning 110168，China；3.Electric Power Research Institute of State Grid Liaoning Electric Power Co.，Ltd.，Shenyang，Liaoning 110006，China）

This paper introduces Liaoning power loss management system based on the multi dimension big data source and describes in detail on power loss system's design concept，organization structure，main functions and its set?up on the D?5000 platform of province power supply.It also focuses on this system's advantage，application status and management work.Some inspiration and reference to the further improvement of province power supply's power loss management work are provided.

line loss；big data；management system

TM73

A

1004－7913（2016）11－0001－03

李正文（1980），男，碩士，高級工程師，從事發(fā)電調(diào)度、電網(wǎng)經(jīng)濟運行分析工作。

2016－08－20）