基于大數據技術的配電網運行可靠性研究

林語桐

（廣東電網有限責任公司肇慶供電局，廣東 肇慶 526000）

0 引 言

運用大數據技術全面分析配電網的精確投資、配電運行、維護檢修等，提高配電網的供電可靠性、供電服務質量以及運行效率。通過分析充分挖掘設備運營、設備投資、供電服務等關鍵業務的數據價值，明確業務推廣的薄弱環節，定位企業管理的薄弱點，為配電網的高質量發展提供保障。同時，在對庫存數據進行分析的基礎上構建業務評估系統，對故障概率和設備運行風險進行預測，從而提高配電網運行監控的實際水平，為分銷網絡的精細化管理和規劃提供數據支持，促進分銷網絡的高質量發展。

1 基于大數據技術的配電網運行

數據中心配電系統是一個龐大的系統，端部配電影響著整個數據中心IT關鍵設備供電的連續性，利用智能終端配電確保能源大數據中心的穩定運行已經成為電網管理的重點。對于終端配電，要及時掌握基礎設施設備的實時電力信息，為管理人員處理故障提供參考，提高運維效率。通過對配電系統的遠程監測，運維人員無須到達現場即可對設備進行遠程通電、斷電、重啟等操作，確保系統24 h安全運行[1]。

基于大數據技術能夠確保電力系統安全穩定運行，充分挖掘電力需求側響應能力，控制負載系統調節，實現系統的智能調度。積極推進電力系統各環節的數字化、智能化升級改造，加強電網的靈活精細化控制，促進源網互聯、充電儲能的多源協調，提高電網和各類電源的綜合利用效率。通過充分應用大數據技術，滿足大規模分布式電源廣泛接入和高效運行的要求，從而加快集輸站和配套電網項目建設。增加變電站之間的負荷轉移通道，在供電區域內合理規劃城市電網，進一步優化供電區域電網結構，提高開關站的供電可靠性。

配電網大數據挖掘與分析不僅可以充分應用海量數據資源，而且在提高用戶滿意度、支持配電網規劃與運營、改善配電網信息系統建設以及提高外部數據利用能力等方面發揮著突出作用。通過電力企業各級開展大數據分析應用，為配電網實現高質量發展目標提供參考。與此同時，為基層人員開展全方位的配電網規劃、監控分析運營提供參考，有助于提高工作效率，提升服務質量。目前，各大電網公司主要依靠電力管理系統（Power Management System，PMS）對電網設備進行管理，PMS可以提供設備管理所需的大部分信息，包括設備臺賬、缺陷數據、狀態評估數據、大修測試數據以及在線監測數據等。從加強對設備狀態全面控制的角度來看，PMS提供的有效信息有限，對狀態變化和風險感知的敏感性不夠，迫切需要一個具備先進的智能診斷和輔助分析功能的管理平臺，以更好地滿足運檢部門的工作需要[2]。

2 基于大數據技術提升配電網運行可靠性的有效路徑

建設大數據配電網智能調度管理系統，綜合利用大數據、云計算等新興技術推進智能控制體系構建，提高供電服務質量。以滿足經濟和社會發展需求為出發點，通過建立配電網智能調度管理系統，將基于可調的數據共享和質量管理相結合，加強智能配電網調度控制，實現基于數據融合的共享配電網修復。深入挖掘電力客戶數據，提高供電服務能力，有針對性地改善配電網監控策略，促進配電網調度控制的一體化管理，使得各種業務資源得到協調優化，實現配電網故障的及時搶修和客戶的高效響應，有效提高配電網的運行可靠性。

2.1 建立配電網智能調度管理組織體系

為了打破原有管理體系的限制，提高協同效率，積極探索大數據環境下調度控制和運行的新型管理模式。從建立組織結構和明確工作職責入手，協調多種資源，不斷加強組織體系和工作機制建設，實現調度控制運行與配電網維修指揮服務的有效集成，促進配電網調度控制運行的規范化、專業化、精益化管理[3]。

建立有效的跨部門運作的組織結構，設立分銷網絡2級專業管理小組，由公司主管領導直接負責。配電網2級專業管理團隊是整個管理系統的核心，全面負責公司配電網智能調度管理系統的建設與實施，統籌安排決策過程中重大問題的相關資源，促進跨部門協作、相互監督、相互支持。建立核心業務協作的工作機制，實現數據融合與共享。建立地縣級調查服務一體化工作機制，提高標準化水平。建立分配信息集成的業務應用機制，統一系統基本模式，實現網絡圖、單線圖、地理信息系統（Geographic Information System，GIS）圖的聯動。充分發揮配電自動化主站系統在感知配電網運行信息、預控運行風險、準確分析故障、科學安排操作人員以及全面指標評估等方面的作用，為配電網安全可靠運行提供保障，同時為網絡的動態改進提供規劃依據。構建運行模式安排和優化機制，促進配電網運行可靠性和經濟性的統一提高。完善調度與搶修指揮協調機制，加強配電網指揮調度中心建設，促進調度控制、搶修指揮以及現場故障處理的高度協調，采用“統一平臺、共同責任”的模式[4-7]。

2.2 對配網調度控制基礎數據進行管理

堅持閉環管理的原則推動數據共享，不斷提高數據應用和統計分析能力，為外部調度機構提供信息系統數據支持，實現設備數據的全生命周期控制，提高調度控制水平。建立基礎數據維護和應用機制，對基礎數據的改進和應用問題進行協調，制定基礎數據整改計劃，明確基礎數據整改目標和工作實施計劃。優化分工，嚴格按照標準逐一對數據進行審核，做到分工明確。實施過程控制，每2周召開1次基礎數據和設備臺賬應用改進工作會，及時掌握各專業工作進展情況，統計分析各種問題，及時制定解決方案和優化計劃[8]。

2.3 促進配電網運行數據與管理數據的集成

采用統一的網格物理模型，實現實時調度運行數據與靜態調度管理數據的融合。在數據指標層面，綜合考慮購電成本等內部經濟因素，提高配電網運行的節能環保指標。在業務應用層面，建立標準化的數據庫來描述電網的物理屬性，包括設備參數信息和設備之間的連接信息。此外，采用統一網格模型庫實現設備命名的相關性和標準化[9]。對配電網運行狀態進行評估，實現風險預警，規范調度日志、監控日志、停電和維護計劃的應用。有效推進基礎數據治理，制定標準化的數據清理方法、程序和模板，開發和應用標準化的信息清理工具，規范各環節的操作流程和協同步驟，逐步推進數據處理操作，為挖掘數據價值奠定堅實的基礎。配電網運行狀態評估和風險預警如圖1所示。

圖1 配電網運行狀態評估和風險預警

2.4 開發調度信息可視化平臺

開發調度信息可視化平臺，實現配電網運行數據的全景顯示。通過整合移動互聯網應用、硬件3D加速、大數據多維分析以及新型人機交互技術，初步建立基于實時數據中心的數據挖掘和可視化系統[10]。首先，創新視覺顯示系統的體系結構，實現視覺顯示的可擴展性和可定制性。根據不同的業務需求，實現不同功能的疊加和定制設計。其次，采用跨平臺設計，以適應不同的操作系統。充分利用開發包的跨平臺特性，最大限度地優化性能，滿足生產場景的高性能要求。最后，采用集成設計，將視頻、聲音、圖表以及文本完全集成，實現動態過渡、可觸摸交互等功能，以滿足不同應用場景的顯示要求。

3 結 論

對于未來配電行業的發展而言，軟件管理系統的建設和應用服務能力的提高越來越重要。基于大數據技術構建合理的配電網管理系統，提高配電網系統運行的安全性和可靠性，充分滿足用戶的模塊化和定制化需求。