配網運營趨勢分布圖算法研究及實現

何安宏 肖徐兵

國電南瑞科技股份有限公司

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配網運營趨勢分布圖算法研究及實現

何安宏 肖徐兵

國電南瑞科技股份有限公司

本文通過選取配網運營管理中的幾個關鍵業務視角，實現從設備運行風險、損益風險及可靠性等角度挖掘配網大數據共性規律、鎖定日常管理短板、實現動態過程管控，量化評估成效，形成“配網運營趨勢分布圖”，為配網運營的精益化管理，提供輔助支撐。

電網GIS 重載 過載 供電可靠率 線損 負荷密度

1　引言

配網作為電網的末端環節，直接面向廣大電力客戶，配網管理水平的高低，直接影響供電能力與供電質量，關系電網企業的運營水平和社會形象。深化配網管理，及時發現配網運行中的薄弱環節，掌握配網運營趨勢，保證配網健康運行，既是滿足客戶訴求，實現企業健康發展的需求，更是實現社會穩定、經濟發展的需求。

國網公司近幾年陸續建設了生產管理信息系統、配電自動化系統、95598系統、營銷管理系統、國網GIS平臺、用電信息采集系統等，多個省市公司基于自建系統，初步建立了對配電網運營全過程進行監控和管理的信息平臺，實現了對配網設備以及自動化運行狀況的監控功能，但是大都以縱向深入為主，將多個業務進行橫向集成的程度不高。需要進行數據分析時，各專業部門需要根據各自需求，從各系統導出大量數據，再進行人為加工和校核，嚴重影響了工作效率和質量。隨著配電網越來越龐大、運行方式越來越復雜，如果沒有有效的科學手段進行輔助決策分析，未來工作難度將越來越大，無法做到及時發現配網運行中的薄弱環節， 難以實時掌握配網運營趨勢。

本文通過將多個業務系統的數據進行橫向集成，對關鍵業務數據進有效分析和深度挖掘，形成一個可以量化的指標數據，并結合電網GIS圖形以不同的顏色直觀標示出哪塊區域比較薄弱，根據顏色的變化及時掌握配網的運營趨勢情況，保證配網健康穩定的運行。

2　配網運營趨勢分布圖算法

在電網GIS地理圖中按設定大小劃分網格，選取幾個關鍵業務視角，分別計算在一段時間范圍內（如最近一個月）這幾個關鍵業務在每個網格內的可量化指標，并根據每個業務視角分配的權重比例，計算出每個網格內的配網運營趨勢的總指標。按關注程度將指標分為5個等級，用從淺到深的顏色來填充網格，顏色越深表示該網格的電網運營情況最為薄弱或最值得關注，如果某個網格內沒有電網設備則沒有顏色。

指標計算方式可結合網格大小動態調整，本文中選擇的網格大小為300米*300米，時間范圍為最近一個月，指標取值范圍為1至 5級，考慮的關鍵業務視角及指標權重如表1。

2.1網格劃分及網格內臺區統計

（1）在電網GIS中指定需要進行配網運營趨勢分析的地理范圍，如分析某個地市局的管轄范圍，則需要分析的地理范圍為該市的地理行政區面積，將指定的地理范圍按300米*300米劃分網格，確定每一個網格的左上角及右下角地理坐標。

（2）從電網GIS中查詢指定的地理范圍內所有配電臺區，并確定每個臺區的地理坐標。

（3）根據網格的左上角及右下角坐標和臺區的坐標，計算每個網格內的臺區數，同時確定每個臺區所屬的網格。

2.2臺區故障次數

計算網格內的臺區故障次數，關鍵是獲取到指定時間范圍內每個發生過故障的臺區。可從生產管理系統（PMS）或配網搶修指揮平臺中獲取指定時間范圍內所有發生過故障的臺區，分別計算每個網格內的所有臺區共發行過幾次故障，計算方法為只要有一個臺區發生過一次故障計數就加1，同理一個臺區發生過兩次故障計數加2，得出每個網格的臺區故障總次數。再根據每個網格的故障總次數計算出臺區故障指標，具體的計算方法參考指標權重表。

2.3重/過載臺區比例

臺區負載率 = 三相有功總功率/額定容量 * 100%重載標準：負載率＞= 80% 且＜ 100%，且持續2小時過載標準：負載率＞= 100%，且持續2小時

計算網格內的重/過載臺區比例，關鍵是獲取到指定時間范圍內每個臺區的負載率。目前對有功總功率的采集基本上是15分鐘一個采集點，從用電信息采集系統中獲取。根據重/過載計算公式統計每個網格內所有發生過重/過載情況的臺區數，除以網格內的臺區總數得出重/過載的臺區比例，參照指標權重表計算出重/過載臺區比例指標。

2.4高損臺區比例

臺區線損的具體數據從用電信息采集系統中獲取， 目前對臺區線損的統計基本上是根據電表的日凍結數據每天統計一次。當某臺區線損超過20%，則定義為高損臺區。統計每個網格內的所有被定義為高損臺區的臺區個數，除以網格內的臺區總數得出高損臺區比例，參照指標權重表計算出高損臺區比例指標。

2.5供電可靠性

計算網格的供電可靠性，關鍵是獲取指定時間范圍內每個臺區的停電時長。臺區停電分為計劃停電和故障停電兩種，計劃停電數據可從生產管理系統（PMS）或停電管理系統（OMS）中獲取，故障停電數據可從生產管理系統（PMS）或配網搶修指揮平臺中獲取。將網格內所有臺區的計劃停電時長與故障停電時長的總和作為網格的停電戶時數，除以網格的總戶時數得出網格的供電可靠性，參照指標權重表計算出供電可靠性指標。

2.6重要/敏感用戶數

重要/敏感用戶信息可以從營銷管理系統（CIS）中獲取，計算網格內重要/敏感用戶數的關鍵是要分析出用戶具體在哪個網格內。具體的方法是先從營銷管理系統中獲取重要/敏感用戶信息同時查詢到關聯配電變壓器的營銷編號（CISID），再通過營配融合的建設成果查詢到營銷編號（CISID）對應的生產管理系統編碼（PMSID），最后通過生產管理系統編碼（PMSID）從電網GIS平臺中分析該配變電壓器所在的網格，從而確定用戶所在的網格，統計出每個網格內的重要/敏感用戶數，參照指標權重表計算出重要/敏感用戶數指標。

2.7最大負荷密度

表1　指標權重表

計算網格的最大負荷密度，關鍵是獲取指定時間范圍內每個臺區的最大負荷，臺區負荷數據可以用電信息采集系統中獲取。具體的方法是取每個臺區在指定時間范圍內的最大負荷之和得到網格內的最大負荷，除以網格的面積得到網格的負荷密度，參照指標權重表計算出最大負荷密度指標。

2.8配網運營趨勢總指標

在分別計算出幾個關鍵業務視角在每個網格內的可量化指標值后，參照指標權重表，根據每個業務指標值所占的權重，計算出每個網格的配網運營趨勢總指標，結合電網GIS地理圖，將指標值以不同的顏色來表示，指標值越大則相應顏色越深，表示該網格內的電網比較薄弱，需要重點關注。

3　配網運營趨勢分布圖研發及實現

配網運營趨勢分布圖基于電網GIS地理圖開發，采用公共信息模型對配電網進行建模，通過信息交互總線自動從各業務系統獲取相關數據。以B/S三層架構進行設計，后臺使用JAVA開發，前臺使用FLEX技術基于電網GIS地理圖背景進行界面開發，可以在地理圖中以不同的顏色標示當前配網運營狀態，以網格化區域的形式實現精益化管理，根據顏色變化及時掌握配網運營趨勢情況。

4　結論

本文通過選取幾個關鍵業務視角，以配電網日常運行及生產管理過程中產生的數據為基礎，對關鍵業務數據進有效分析和深度挖掘，為每一個關鍵業務產生一個可以量化的指標，并綜合計算出一個表示當前配網運營趨勢的總指標，通過該指標可以發現當前配電網運行過程中的薄弱環節，結合以地理圖為背景的電網GIS，以可視化的形式在地理圖中標示出每塊區域的指標高低，并能查看影響指標結果的因素，及時掌握配網運營趨勢，方便運維人員及時發現問題，有效解決問題， 為配網運營的精益化管理，提供輔助工具。

［1］王碩，趙杰等.基于網格化的城市智能配電網規劃研究.東北電力技術，2016，04

［2］李旺.關于配變臺區故障分析及優化.科技風，2015（15）：103-103

［3］李玉文.配電變壓器重過載分析.中國電子商情：科技創新，2014（13）：139-139

［4］劉夏清，張敏等.高線損臺區治理之道.中國電力企業管理，2009（20）

［5］李博，丁葉林等.配電網供電可靠性研究.城市建設理論研究，2012（16）

［6］林秋金.淺談敏感用戶對電能質量的要求與對策.海峽科學，2012（8）：93-94

［7］李雙偉，范斗等.基于數據分區的負荷密度顯示的實現.電力系統保護與控制，2008， 36（3）：42-44