大數據環境下配網停電影響評估技術研究

摘 要：隨著我國電力企業的快速發展，系統結構也越來越復雜，常常會因為各種原因發生供電不足甚至斷電的情況，文章對大數據環境下配電網停電影響評估技術進行研究，以期為國網公司營配一體化水平的提高提供清晰思路。

關鍵詞：大數據；配網；停電

目前，國網公司供電不足與斷電問題還未有完全解決方案，我們需要以經濟效益與社會需求為基礎，對配網運行及檢修進行優化，使當前環境下配電網運行達到最可靠水平。可運用營配領域積累的大量數據，估算停電損失，分析配網停電原因并采取相應的應急措施，既能有效降低停電影響，還能在電力企業增強城市配電網可靠性及優化應急電源配置過程中提供有力參考。

1 主要研究目標

文章對大數據環境下配電網停電影響評估技術進行試點研究，主要目標如下：

（1）實現配網停電原因分析及影響評估，確定運用目的并分析其業務價值，為國網企業智能配電網業務提供切實保障。

（2）實現大數據環境下應用場景的數據模型與可視化場景設計、分析模型設計等，達成運用目的。

（3）經過同步展開大數據技術路線運用分析，總結并探索適合國網企業營配一體化需要的大數據技術解決方法。

2 主要理論知識

本次研究主要理論知識包括信息熵理論與重尾分布理論。我們具體對其進行了以下分析：

2.1 信息熵理論

指標體系中指標包含的信息量直接決定了指標權重大小，一項指標的取值序列熵值亦在根本上說明了信息量的大小。通常來說，指標值如果很穩定，信息量也相對少；反之，信息量大的，指標值也越不穩定。而此項基礎理念在信息熵理論中得到了很好詮釋，所以，我們采用信息熵理論來分配指標權重非常適當。

2.2 重尾分布理論

為了讓正常指標值與異常指標值更好區分開來，我們需要設置一條分界線，也就是指標閾值，所以要將正常值和異常值的分布作為重點分析對象。通常來說，出現次數比較頻繁且普遍分布的取值屬于正常值，偏離了正常取值范圍的往往可以判斷為異常值。從重尾分布理論來看，一些常態的描述經常采用取值最高的部分來刻畫（比方說某市公民平均收入的人數），某部分異常對象時常采用尾部刻畫（比方說某市億萬收入的人群）。所以，可以運用重尾分布理論來設定指標閾值。

2.3 多源數據的集成與融合

從邏輯或物理的角度最全面整合了不同來源、不同特點、不同格式與不同性質的數據，進而給企業數據全面共享提供有利條件。

如今集成系統一般運用數據倉庫、聯邦式和基于中間件模型等辦法構建，不同程度上解決了企業數據共享與決策支持等問題。

3 技術路線研究

此次研究總體構架圖如圖1、圖2，采用概率圖模型理論，以目前我公司相關停電分析診斷指標為依據，構建主要指標體系架構，其中包括了如下內容：（1）優化指標閾值。采用重尾分布概念來對電力大數據流序列進行分析，建立重尾分布模型來體現每項指標值分布情況，明確停電指標的范圍，進一步明確常態數據與異常數據之間的重尾分布界限，方便設立指標閾值。（2）優化指標權重。各種因素的權重分配往往在研究多因素問題時作為重點研究對象，指標權重確定也歸屬此類范圍。（3）指標的網絡拓撲結構構建。以概率圖理論模型為基礎，把基礎指標之間的關系用邊來刻畫，建立一個完善的概率邏輯推理理論，對指標之間的Topology（拓撲）關系進行量化和明確。（4）建立停電影響指數模型。以綜合指數法為基本，參照一些前沿的科技新技術與方法，結合我國企業對停電業務的需要等情況，構建相應影響指數模型；可以從停電范圍和損失等角度進行分析。（5）停電影響評估。鑒于各專家評價理解不同與各指標信息完整程度不一致等情況，采取定性和定量的方式來對停電影響進行評價，并建立相應評價體系。

4 場景運用分析

4.1 應用場景①

基于營配大數據下電網大面積停電耐抗性及停電原因診斷模型。工作人員可依據“N-1”診斷分析模型給出的結果，來分析和解決各類不同的問題，他的優勢在于能夠迅速找到系統問題緣由，有利于我們及時采取恰當的解決措施。抗大面積停電能力診斷對歷史與當前發生的停電數據進行分析，并搜尋當前電網運行過程中存在的缺陷與問題，挖掘問題的結癥所在，針對性的進行升級修復，整體上提升了配網大規模斷電的耐抗性，為重點區域的供電提供可靠保障。

4.2 應用場景②

配電網可靠性診斷模型。依據元件的歷史可靠性數據預測和計算配電網的可靠性，對全部有可能發生故障的元件和事件進行剖析，對負荷點影響進行評判，挖掘系統故障模式并整合，評估停電的影響度。在配電網運行相對穩定的時候（母線電壓、元件容量、系統頻率等都在容許界限中），考慮在電網元件計劃停運和非計劃合理停運的情況下，還能確保足夠的電量和電壓供應。

5 結束語

此次研究主要對大數據環境下配電網停電影響進行了分析評估，首先運用重尾分布、信息熵等理論對營配數據進行集中分析，研究完成了對指標體系的閾值、診斷指標、指標關聯的優化，并構建了能體現配電網運營水平的基礎指標體系；其次，通過配網運營診斷與分析模型的研究，模擬仿真、內存計算等技術的探索，構造可以在線實時狀態監測、配網運營診斷的相關分析模型，對配網可靠性、安全性、運營效率及配網停電影響評估等各項目進行分析，為我們國網企業各項技術及客戶滿意度的提升有一定建設性的作用。

參考文獻

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