基于大數(shù)據(jù)的配電網(wǎng)停電分析與管理

，， ， ， ， ， ，卓雯

(國(guó)網(wǎng)四川省電力公司德陽(yáng)供電公司，四川 德陽(yáng) 618000)

0 引 言

配電網(wǎng)作為電網(wǎng)的重要組成部分，是與客戶用電密切相關(guān)的重要環(huán)節(jié)。配電網(wǎng)的停電分析與管理工作直接影響著供電公司的供電可靠性水平和客戶的用電體驗(yàn)。因此，做好該項(xiàng)工作無(wú)論是對(duì)提升優(yōu)質(zhì)服務(wù)水平和企業(yè)社會(huì)形象，還是對(duì)促進(jìn)售電量增長(zhǎng)、提高企業(yè)效益都具有十分重要的意義。配電網(wǎng)停電分析與管理工作涉及調(diào)度、營(yíng)銷和生產(chǎn)等多部門業(yè)務(wù)以及調(diào)度管理系統(tǒng)、營(yíng)銷SG186系統(tǒng)、生產(chǎn)PMS系統(tǒng)等大量數(shù)據(jù)信息，具有涉及部門面廣、數(shù)據(jù)信息量大的特點(diǎn)。目前工作中仍存在停電信息無(wú)法精準(zhǔn)通知到戶、頻繁停電和未按計(jì)劃停送電等管控不到位問(wèn)題。

目前，大數(shù)據(jù)已在全球范圍內(nèi)被廣泛應(yīng)用于商業(yè)、電力、石油等數(shù)據(jù)密集型企業(yè)，以提高企業(yè)管理水平與行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力[1-4]。而配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模大、設(shè)備種類多，配電自動(dòng)化、用電信息采集等各類應(yīng)用系統(tǒng)累積的海量多源、異構(gòu)的數(shù)據(jù)也呈現(xiàn)出大數(shù)據(jù)的各項(xiàng)特征[5]。如何有效地挖掘并利用能反映配電網(wǎng)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的細(xì)顆粒度大數(shù)據(jù)，越來(lái)越受到學(xué)者關(guān)注和討論[6-12]。文獻(xiàn)[13-16]研究了大數(shù)據(jù)技術(shù)在配電網(wǎng)低電壓、線損計(jì)算和主動(dòng)搶修等方面的應(yīng)用。文獻(xiàn)[17]提出了基于大數(shù)據(jù)分析的配電網(wǎng)停電數(shù)據(jù)管理平臺(tái)，但僅局限于大數(shù)據(jù)在故障停電的預(yù)警、告警和原因分析方面的應(yīng)用，尚不能滿足實(shí)際的配電網(wǎng)停電分析管理需要。

為了有效利用配電網(wǎng)“大數(shù)據(jù)”所承載的巨大價(jià)值，下面應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)，從停電信息編譯發(fā)布、停電信息分析以及停電計(jì)劃管控3個(gè)方面拓展完善現(xiàn)有的配電網(wǎng)停電分析管理工作，不僅能實(shí)現(xiàn)停送電信息對(duì)外精準(zhǔn)告知服務(wù)，提升用戶用電體驗(yàn)，同時(shí)有助于對(duì)內(nèi)強(qiáng)化停電計(jì)劃安排、執(zhí)行與管控，有效減少頻繁停電、停電計(jì)劃執(zhí)行不到位的情況，實(shí)現(xiàn)對(duì)停送電信息的全方位精益化管理。

1 數(shù)據(jù)及功能構(gòu)架

基于大數(shù)據(jù)的停電分析與管理，全面融合調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)、配電自動(dòng)化系統(tǒng)、用電信息采集系統(tǒng)、PMS系統(tǒng)、OMS系統(tǒng)、SG186系統(tǒng)、95598系統(tǒng)等營(yíng)配調(diào)專業(yè)的實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)以及業(yè)務(wù)管理數(shù)據(jù)，搭建了開放式大數(shù)據(jù)云計(jì)算平臺(tái)，并以此為核心實(shí)現(xiàn)停電范圍自動(dòng)編譯、停電信息精準(zhǔn)告知、配電變壓器停運(yùn)研判、頻繁停電預(yù)警以及停電計(jì)劃安排與管控等功能應(yīng)用，以滿足用電客戶在停送電信息方面的服務(wù)需求以及實(shí)現(xiàn)企業(yè)內(nèi)部對(duì)停電分析與管理工作的精益化管控目標(biāo)。

圖1 配電網(wǎng)停電分析與管理數(shù)據(jù)及功能構(gòu)架

2 停電信息編譯發(fā)布

2.1 停電范圍自動(dòng)編譯

利用大數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)停電范圍的自動(dòng)編譯，以提高停電范圍編譯的準(zhǔn)確性和及時(shí)性。首先，從OMS系統(tǒng)自動(dòng)獲取計(jì)劃停電信息，從調(diào)度自動(dòng)化、配電自動(dòng)化以及用電信息采集系統(tǒng)分別獲取配電網(wǎng)10 kV主饋線、分段線路、分支線以及配電變壓器故障停電信息。然后，利用PMS系統(tǒng)設(shè)備臺(tái)賬數(shù)據(jù)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治觯鶕?jù)計(jì)劃停電以及故障停電信息中的停電開關(guān)設(shè)備，自動(dòng)分析編譯具體的停電設(shè)備范圍。

圖2 停電范圍自動(dòng)編譯應(yīng)用數(shù)據(jù)來(lái)源

利用PMS系統(tǒng)設(shè)備臺(tái)賬數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)停電范圍自動(dòng)編譯：從PMS系統(tǒng)中讀取架空線路、電纜線路、開關(guān)設(shè)備、桿塔設(shè)備以及變壓器設(shè)備等臺(tái)賬數(shù)據(jù)信息。通過(guò)架空線路“起始桿塔”和“末端桿塔”、電纜線路“電纜起點(diǎn)”和“電纜終點(diǎn)”、其他設(shè)備的所屬桿塔或站房設(shè)備等信息還原電網(wǎng)的設(shè)備拓?fù)溥B接關(guān)系，在獲取到停電開關(guān)設(shè)備信息后，以停電開關(guān)為邊界點(diǎn)，采用廣度優(yōu)先搜索技術(shù)自動(dòng)生成各停電開關(guān)影響的停電設(shè)備，實(shí)現(xiàn)停電范圍的自動(dòng)編譯。

2.2 重要、敏感客戶識(shí)別

不同類型的用電客戶對(duì)停電有不同的忍耐度。對(duì)重要用戶而言，突然中斷供電可能會(huì)造成爆炸、火災(zāi)、重大設(shè)備損壞等惡性事故發(fā)生，需要及時(shí)、準(zhǔn)確告知其停電信息，以便提前做好停電應(yīng)急預(yù)案。對(duì)于多次致電或有過(guò)投訴記錄的敏感客戶而言，停電通知不到位則可能再次引起客戶不滿和投訴。因此，利用SG186系統(tǒng)客戶檔案信息、95598搶修工單和非搶修工單數(shù)據(jù)信息，設(shè)置一定篩選條件生成重要、敏感用戶臺(tái)賬，并在停送電信息的停電客戶中準(zhǔn)確識(shí)別出該類客戶，精準(zhǔn)開展停電信息告知及服務(wù)工作。

重要、敏感客戶篩選規(guī)則如下：

1)根據(jù)SG186系統(tǒng)中用戶檔案信息中的“重要性等級(jí)”字段，從系統(tǒng)中篩選客戶形成不同類型重要客戶的臺(tái)賬，包括：①特級(jí)重要用戶；②一級(jí)重要用戶；③二級(jí)重要用戶；④臨時(shí)性重要用戶。其他類型重要用戶可人工添加到重要用戶臺(tái)賬中進(jìn)行管理。

2)根據(jù)客戶故障報(bào)修工單、投訴和意見等非搶工單歷史記錄生成敏感客戶臺(tái)賬，生成規(guī)則包括：①在歷史工單中有3次及以上報(bào)修記錄的頻繁報(bào)修客戶；②有投訴記錄的客戶；③回訪不滿意客戶；④客戶社區(qū)經(jīng)理提供的敏感客戶。

圖3 重要、敏感客戶數(shù)據(jù)來(lái)源

2.3 停電信息精準(zhǔn)發(fā)布

1)停電分析到戶

實(shí)現(xiàn)停電信息精準(zhǔn)發(fā)布的前提是停電分析到戶。將計(jì)劃停電和故障停電信息自動(dòng)編譯到具體的停電設(shè)備后，利用PMS系統(tǒng)與SG186系統(tǒng)設(shè)備的營(yíng)配貫通關(guān)聯(lián)基礎(chǔ)，可以在SG186系統(tǒng)中查詢到對(duì)應(yīng)停電設(shè)備供電的所有客戶，實(shí)現(xiàn)停電信息精準(zhǔn)分析到戶。

2)停電信息精準(zhǔn)告知

停電信息分析到戶后，將停電客戶與重要、敏感客戶臺(tái)賬進(jìn)行關(guān)聯(lián)比對(duì)，重點(diǎn)標(biāo)識(shí)停電范圍中的重要、敏感客戶，并為該類客戶有側(cè)重地進(jìn)行停電信息精準(zhǔn)告知等服務(wù)。同時(shí)，將停電信息同步發(fā)送給臺(tái)區(qū)經(jīng)理，由臺(tái)區(qū)經(jīng)理負(fù)責(zé)對(duì)其所管理的臺(tái)區(qū)客戶進(jìn)行停電信息告知。

獲取客戶的聯(lián)系方式主要有：以SG186系統(tǒng)客戶檔案中的聯(lián)系方式為基礎(chǔ)，根據(jù)掌上川電APP中客戶戶號(hào)綁定的手機(jī)信息對(duì)客戶檔案中的聯(lián)系方式進(jìn)行更新，同時(shí)采用客戶報(bào)修工單中的手機(jī)信息對(duì)客戶聯(lián)系方式進(jìn)行補(bǔ)充。

3 停電信息分析

3.1 配電變壓器停運(yùn)判定及損失電量估算

為了能夠更直觀、真實(shí)地掌握客戶停電情況，并為進(jìn)一步開展頻繁停電分析、停電計(jì)劃執(zhí)行情況分析提供有效的信息支撐。利用用電信息采集系統(tǒng)配變電壓、電流和表碼數(shù)據(jù)對(duì)配電變壓器停運(yùn)情況進(jìn)行分析。

基于用電信息采集系統(tǒng)以15 min為1個(gè)采集點(diǎn)獲取的配電變壓器電壓、電流和表碼數(shù)據(jù)對(duì)配電變壓器停運(yùn)情況進(jìn)行研判。首先，利用經(jīng)驗(yàn)篩除存在質(zhì)量問(wèn)題的異常數(shù)據(jù)；然后，將連續(xù)4個(gè)采集點(diǎn)無(wú)電壓、電流值的配電變壓器初步判定為停運(yùn)，再進(jìn)一步通過(guò)表碼數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證；最后，以前后第7天同時(shí)段電量平均值作為停運(yùn)時(shí)段的損失電量。

圖4 停電信息精準(zhǔn)告知功能

其中，按照以下經(jīng)驗(yàn)篩除存在質(zhì)量問(wèn)題的異常采集數(shù)據(jù)：將1天內(nèi)出現(xiàn)10次連續(xù)大于4個(gè)點(diǎn)無(wú)電壓、電流數(shù)據(jù)的情況，視為循環(huán)無(wú)數(shù)據(jù)問(wèn)題；連續(xù)96個(gè)點(diǎn)無(wú)電壓、電流數(shù)據(jù)，判定為24 h無(wú)數(shù)據(jù)問(wèn)題。將這兩類無(wú)數(shù)據(jù)問(wèn)題作為異常數(shù)據(jù)，不再進(jìn)行配電變壓器停運(yùn)判定。通過(guò)表碼數(shù)據(jù)驗(yàn)證配電變壓器真實(shí)停運(yùn)，主要包括：①該段時(shí)間內(nèi)無(wú)電量產(chǎn)生；②該段時(shí)間前后表碼電量止度隨時(shí)間遞增無(wú)異常；③取該段時(shí)間前后各1個(gè)有數(shù)據(jù)的測(cè)量點(diǎn)，計(jì)算其電量差值。若該電量值小于前后相鄰兩個(gè)測(cè)量區(qū)間電量值平均值的2/3，判定配電變壓器真實(shí)停運(yùn)。

圖5 配電變壓器停運(yùn)判定流程

3.2 停運(yùn)類型分析

圖6 配電變壓器停運(yùn)類型分析

在獲取用電信息采集系統(tǒng)配電變壓器停運(yùn)信息以后，根據(jù)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的開關(guān)跳閘、電流突變情況以及配電自動(dòng)化系統(tǒng)支線開關(guān)跳閘、故障指示器告警等信息，研判屬于單臺(tái)配電變壓器停運(yùn)、分段線路停運(yùn)、分支線停運(yùn)或主饋線停運(yùn)，同時(shí)結(jié)合計(jì)劃停電以及線路故障跳閘情況判斷是屬于計(jì)劃停電或者故障停電，及時(shí)主動(dòng)開展停運(yùn)類型分析，快速發(fā)布停電信息，攔截95598故障報(bào)修。

3.3 頻繁停電預(yù)警

利用調(diào)度自動(dòng)化數(shù)據(jù)、配電自動(dòng)化數(shù)據(jù)獲取線路或支線停電信息，并利用用電信息采集系統(tǒng)獲取到配電變壓器停電信息之后，將停電線路、停電臺(tái)區(qū)同歷史停電信息進(jìn)行比對(duì)，對(duì)即將超過(guò)停電次數(shù)的停電線路、臺(tái)區(qū)進(jìn)行預(yù)警，嚴(yán)格管控對(duì)應(yīng)線路、臺(tái)區(qū)的不合理停電；對(duì)于已超過(guò)預(yù)警次數(shù)的停電，生成頻繁停電預(yù)警督辦工單，派發(fā)工單至相關(guān)人員，開展重點(diǎn)巡視、設(shè)備消缺、現(xiàn)場(chǎng)解釋等工作。

4 停電計(jì)劃管控

4.1 停電計(jì)劃安排

充分利用歷史停電信息、保電信息以及非搶工單信息，為停電計(jì)劃安排提供參考。將停電申請(qǐng)信息在申請(qǐng)停電時(shí)間的前后一段時(shí)間內(nèi)，與其他已執(zhí)行、未執(zhí)行的停電計(jì)劃、停電申請(qǐng)、10 kV故障記錄比對(duì)，來(lái)判斷預(yù)安排的計(jì)劃停電線路是否超過(guò)規(guī)定的停電次數(shù)，合理安排停電工作，實(shí)現(xiàn)“一停多用”或推遲停電工作避免引發(fā)頻繁停電投訴；通過(guò)與系統(tǒng)錄入的保電信息數(shù)據(jù)比對(duì)，核實(shí)計(jì)劃停電是否與相關(guān)保電工作沖突，調(diào)整計(jì)劃停電時(shí)間或提前做好保電應(yīng)急預(yù)案；調(diào)取停電范圍內(nèi)客戶投訴記錄，核實(shí)該計(jì)劃停電是否包含具有投訴傾向的敏感客戶，提前與客戶進(jìn)行協(xié)調(diào)溝通或調(diào)整停電計(jì)劃安排。

圖7 停電計(jì)劃安排

4.2 停電計(jì)劃執(zhí)行管控

當(dāng)停電信息對(duì)外公告后，未按計(jì)劃執(zhí)行停電將給客戶既定的生產(chǎn)、生活安排產(chǎn)生影響，嚴(yán)重時(shí)可能引發(fā)客戶投訴。利用調(diào)度自動(dòng)化、配電自動(dòng)化、搶修和非搶工單等實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，對(duì)電網(wǎng)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、客戶實(shí)時(shí)信息反饋進(jìn)行跟蹤，對(duì)停電計(jì)劃的執(zhí)行情況進(jìn)行綜合研判和分析。

在停電過(guò)程管控方面，根據(jù)調(diào)度自動(dòng)化、配電自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)配電網(wǎng)10 kV主饋線、分段線路和分支線開關(guān)分合閘情況的監(jiān)控，將開關(guān)分合閘時(shí)間與計(jì)劃停電時(shí)間比對(duì)，核實(shí)計(jì)劃停電相關(guān)的開關(guān)操作是否已按計(jì)劃執(zhí)行。同時(shí)在系統(tǒng)中設(shè)定停電未送電時(shí)間閾值、超計(jì)劃送電時(shí)間閾值，對(duì)即將超過(guò)閾值的停電信息進(jìn)行預(yù)警，并通過(guò)短信對(duì)服務(wù)人員進(jìn)行提醒。對(duì)已超過(guò)閾值的停電信息，通過(guò)短信通知服務(wù)人員，再由服務(wù)人員主動(dòng)聯(lián)系客戶進(jìn)行告知、解釋原因。

在執(zhí)行結(jié)果分析方面，通過(guò)95598客戶停電報(bào)修記錄、客戶投訴工單分析是否存在客戶實(shí)際停電時(shí)間與計(jì)劃停電公告時(shí)間具有較大差異的情況，對(duì)因未嚴(yán)格執(zhí)行停電計(jì)劃，引起客戶不滿或投訴的單位和部門進(jìn)行考核。

5 結(jié) 語(yǔ)

通過(guò)對(duì)海量配電網(wǎng)實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)以及業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的挖掘應(yīng)用，對(duì)現(xiàn)有的配電網(wǎng)停電分析與管理工作進(jìn)行擴(kuò)展和完善。相比過(guò)去，停電信息編譯和發(fā)布方式更智能，能夠更精準(zhǔn)地服務(wù)于用電客戶；停電計(jì)劃管控手段更精細(xì)，能夠更全面監(jiān)督停電計(jì)劃的執(zhí)行情況。