配電自動(dòng)化終端數(shù)據(jù)質(zhì)量分析工具應(yīng)用研究

楊仁利，范英 ，陳俊安

（1.廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司茂名供電局，廣東茂名，525000;2.廣東機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣東廣州，510000）

0 前言

隨著計(jì)算機(jī)和傳感器技術(shù)快速發(fā)展，大量電力設(shè)備數(shù)據(jù)被采集、存儲(chǔ)和應(yīng)用[1-4]，但隨著采集數(shù)據(jù)不斷增長(zhǎng)，不需要或是錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)也不斷出現(xiàn)，影響調(diào)度員監(jiān)控和數(shù)據(jù)應(yīng)用，文獻(xiàn)提出了基于Apache Spark 的大規(guī)模數(shù)據(jù)并行預(yù)處理的方法，提出了針對(duì)這些問(wèn)題的數(shù)據(jù)治理方案，提升了配電網(wǎng)數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)精確度和數(shù)據(jù)預(yù)處理速度。但在配網(wǎng)調(diào)度員實(shí)際工作過(guò)程，并沒(méi)有解決影響調(diào)度員實(shí)時(shí)監(jiān)視問(wèn)題，錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)依然出現(xiàn)。本文通過(guò)在配電自動(dòng)化主站建立配電自動(dòng)化終端數(shù)據(jù)質(zhì)量分析工具，通過(guò)簡(jiǎn)單邏輯判斷，監(jiān)視配電自動(dòng)化終端遙測(cè)、遙信和遙控?cái)?shù)據(jù)，分析合理性，給出異常原因，確保10kV饋線在合解環(huán)過(guò)程中穩(wěn)定，確保配電主站自愈功能正常動(dòng)作，起到快速?gòu)?fù)電作用。

1 實(shí)現(xiàn)內(nèi)容

配電自動(dòng)化終端三遙信息分遙信、遙測(cè)和遙控。實(shí)現(xiàn)邏輯如下：

(1）量測(cè)數(shù)據(jù)分析

量測(cè)合理性分析：配電自動(dòng)化終端量測(cè)采集包括功率、電壓、電流、功率因素和頻率等，通過(guò)電壓、電流和功率分析單個(gè)配變自動(dòng)化終端量測(cè)合理性，通過(guò)變電站出線開(kāi)關(guān)量測(cè)數(shù)據(jù)和單線圖拓?fù)浞治稣麠l饋線量測(cè)合理性。

量測(cè)異常分析：對(duì)單臺(tái)配電自動(dòng)化終端單個(gè)采集點(diǎn)分析遙測(cè)死區(qū)設(shè)置過(guò)小、不合理和不刷新。通過(guò)分析實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)中配電自動(dòng)化終端量測(cè)數(shù)據(jù)狀態(tài)，當(dāng)某一采集點(diǎn)在某段時(shí)候內(nèi)頻繁變化且幅值較小時(shí)，則進(jìn)行標(biāo)記提示遙測(cè)死區(qū)設(shè)置過(guò)小。當(dāng)某一采集點(diǎn)在某時(shí)間發(fā)生突變，突變量超過(guò)限值，則提示越限。當(dāng)某一饋線多個(gè)配電自動(dòng)化終端量測(cè)在一定時(shí)間，沒(méi)有發(fā)出現(xiàn)變化，則判斷為不刷新。

不平衡分析：對(duì)終端電壓、電流進(jìn)行不平衡分析，用電壓、電流100%*（最大值-最小值）/最大值結(jié)果則為不平衡率。

(2）遙信數(shù)據(jù)分析

頻繁告警分析。分析告警事項(xiàng)，當(dāng)一段時(shí)間內(nèi)同一告警事項(xiàng)達(dá)到次數(shù)，則進(jìn)行屏蔽并本標(biāo)識(shí)遙信板有問(wèn)題或者開(kāi)入量頻繁抖動(dòng)，可以頻繁告警進(jìn)行歷史事項(xiàng)查詢，內(nèi)容可設(shè)置今天、昨天、最近24小時(shí)頻繁告警分析，并可設(shè)置頻繁告警次數(shù)。

遙信變位異常分析。分析終端告警事項(xiàng)的SOE時(shí)標(biāo)和COS時(shí)間，時(shí)間相差達(dá)到一定數(shù)值則判遙信變位異常。

(3）遙控異常分析

讀取歷史操作事項(xiàng)，只讀取調(diào)度員遙控失敗操作事項(xiàng)，對(duì)預(yù)置失敗、返校失敗、返校超時(shí)和遙控拒動(dòng)等進(jìn)行分析，并給出遙控失敗的原因。

(4）終端異常分析

終端采集數(shù)據(jù)及時(shí)性。分析“統(tǒng)計(jì)某段時(shí)間內(nèi)采集終端上送的遙信事項(xiàng)，分析最長(zhǎng)延遲時(shí)間、最小延遲時(shí)間和平均延遲時(shí)間，分析終端采集數(shù)據(jù)及時(shí)率，可有效知道該終端在變位或遙測(cè)變化時(shí)上送到主站情況，分析該終端網(wǎng)絡(luò)延遲或是信號(hào)不穩(wěn)定等。

終端在線異常分析。實(shí)時(shí)讀取采集點(diǎn)事項(xiàng)，分析該終端實(shí)時(shí)在線率情況，當(dāng)實(shí)時(shí)在線率低時(shí)分析故障原因。

2 結(jié)果驗(yàn)證

數(shù)據(jù)質(zhì)量分析工具在配電自動(dòng)化主站基礎(chǔ)上進(jìn)行開(kāi)發(fā)，不單獨(dú)開(kāi)發(fā)程序，通過(guò)在配電自動(dòng)化主站設(shè)置獨(dú)立頁(yè)面實(shí)現(xiàn)所有功能，讀取實(shí)時(shí)和歷史庫(kù)內(nèi)容，根據(jù)判斷邏輯實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)異常分析。針對(duì)上述要實(shí)現(xiàn)內(nèi)容，本節(jié)主要截取分析工具部分內(nèi)容進(jìn)行說(shuō)明，不對(duì)所有情況進(jìn)行討論。

如圖1所示，由終端異常分析界面可以顯示當(dāng)前狀態(tài)、當(dāng)日在線率、健康度、故障原因和頻繁變化數(shù)據(jù)狀態(tài)檢測(cè)，可以方便知道存在問(wèn)題終端情況，方便運(yùn)維人員快速定位問(wèn)題。針對(duì)出現(xiàn)遙測(cè)頻繁變化終端，判斷遙測(cè)死區(qū)設(shè)置過(guò)小，頻繁上送導(dǎo)致流量超標(biāo)，需要運(yùn)維人員及時(shí)處理。針對(duì)通訊停止終端，給出故障原因，方便運(yùn)維人員快速定位故障。

圖1 終端異常分析

如圖2所示，終端數(shù)據(jù)合理性分析，對(duì)終端量測(cè)有功、電壓、頻率、功率因數(shù)等進(jìn)行合理性判斷，監(jiān)測(cè)包括當(dāng)前實(shí)時(shí)值 、實(shí)時(shí)刷新時(shí)間、當(dāng)日最大最小值和發(fā)生時(shí)間。電壓設(shè)置±7%范圍，超出范圍判斷為異常。有功合理性判斷為采集的數(shù)與1.73*電壓*電流*功率因數(shù)，設(shè)置誤差范圍，超出范圍判斷為異常。運(yùn)維人員通過(guò)分析工具可以方便查找到電壓異常和有功異常終端，可以方便知道是否為PT燒壞或系數(shù)設(shè)置錯(cuò)誤。

圖2 終端數(shù)據(jù)合理性分析

如圖3所示，饋線量測(cè)數(shù)據(jù)合理性分析，出線開(kāi)關(guān)有功和電流正常情況都是大于終端的有功和電流，如果出現(xiàn)相反則判斷為異常。在饋線出現(xiàn)接地故障時(shí)，此時(shí)母線電壓和終端U0都會(huì)出現(xiàn)異常值，可以在分析工具中直接顯示，輔助判斷接地故障。

圖3 饋線量測(cè)合理性

如圖4所示，終端采集數(shù)據(jù)及時(shí)性分析界面，讀取歷史事項(xiàng)，統(tǒng)計(jì)一天時(shí)間內(nèi)所有終端事項(xiàng)，分析采集數(shù)據(jù)及時(shí)性問(wèn)題，通過(guò)判斷SOE信號(hào)時(shí)標(biāo)和主站接收到時(shí)間差，給出統(tǒng)計(jì)記錄數(shù)，最大延遲、最小延遲和平均延遲。終端正常上送到主站的時(shí)間都比較短，延遲小，如果某臺(tái)終端平均延遲較大，可以判斷終端信號(hào)不穩(wěn)定或是終端自身存在問(wèn)題。

圖4 終端采集數(shù)據(jù)及時(shí)性分析

3 結(jié)論

本文通過(guò)在配電自動(dòng)化主站開(kāi)發(fā)配電自動(dòng)化終端數(shù)據(jù)質(zhì)量分析工具，對(duì)終端量測(cè)信息進(jìn)行分析統(tǒng)計(jì)，可對(duì)配電自動(dòng)化終端量測(cè)數(shù)據(jù)、遙信數(shù)據(jù)、遙控異常、終端異常進(jìn)行分析，并在界面展示終端異常量測(cè)數(shù)據(jù)和原因，分析終端遙控失敗，遙信抖動(dòng)、頻發(fā)，遙測(cè)存在死區(qū)設(shè)置過(guò)小、不合理和不刷新等情況，方便運(yùn)維人員快速查找異常終端，并對(duì)通過(guò)在數(shù)據(jù)質(zhì)量分析工具中解決配電自動(dòng)化終端數(shù)據(jù)質(zhì)量問(wèn)題，提高配電主站數(shù)據(jù)質(zhì)量。