基于數字化＋的主動式配電網電壓運維管理研究

張瑞穎 嚴思奇 楊晨曦 孫榕華 余永勝

（云南電網有限責任公司昆明供電局）

0 引言

通訊模式很難適應有源運行的需要。對于諸如電網設備運行、電壓操作等工作現場的業務流程的控制是相互獨立的，電壓運營的指揮模式主要是以分散的指揮模式進行，電壓運營的指揮和工作現場之間的交互主要是通過電話、短信等傳統的通信方式進行的，很難做到大規模的信息同時進行，電網運行管理工作缺少行之有效的指導方法。在配電網中，對其進行管理的過程中，存在著諸多的問題，對其進行管理的方法等方面，缺少對其進行監督與控制，因此，對其運行效果造成了很大的影響。目前，該系統主要依賴于工作人員的經驗和應急計劃，對大規模應急事件的處理能力薄弱，缺少高效、統一的智能支持手段。

1 基于數字化＋的主動式電壓運維管理

1.1 建設目標

以數字技術為基礎，構建“電網-工區-團隊”一體化的電壓智能化、遠程化、精細化運行與維護管理系統。通過對多種數據進行融合，集成多種與電網有關的技術平臺，提高情景識別的能力，達到對電網運行狀況的全面認知。在此基礎上，利用大數據和分布式計算等技術，開展基于多源異質數據的潮流分析、歷史數據挖掘、電壓評估和預警等研究，提高配電網電壓情勢感知的能力。以數據為基礎的電網運行的優化，積極地對系統中各個電壓等級的無功設備配置情況以及調度系統中的無功裝置投切記錄進行收集，與電壓監控系統的監控數據相結合，對電壓偏差、累計時長、發生次數、時段及位置等進行了關聯分析，并對其進行自動分類并將其推送出去，從而為提高電壓管理的精度提供了有力的支持。本文以配電系統為研究對象，通過對配電系統各環節運行過程中的關鍵環節的深入研究，以此為基礎，融合全域、多維度、多層次的綜合數據，以達到動態可持續發展的目的，為配電系統的運行過程提供有效的決策支持，以提升配電系統運行的主動權及運行過程的可控性及閉環控制能力。

1.2 體系架構

在“數字化＋”的基礎上，構建了一個有源的電壓運維系統，它由一個有源的運維管理中心和數字應用組成，它可以根據各個地市、檢修公司和基層班組的管理人員的需求來提供全面有效的支持，從而達到了對電壓的運維智能化和檢修智能化的控制效果。其中包含有：資料層面。通過對電網運行數據的提取、清洗、融合、質量評估，實現多源數據的有效融合，為電網運行數據的準確、可靠提供保障。計算成分本文擬采用流式計算、并行計算、存儲計算和分布式計算等多種方法來提升計算效率。運營管理大數據的研究。具體研究內容包括：利用大數據開展潮流分析，利用邏輯回歸和關聯分析等方法，辨識影響潮流變化的關鍵因子，實現潮流變化的智能化決策。運行的積極控制。電壓運行流程控制主要包含電壓評估、前瞻預警、電壓運行資源控制、電壓運行操作流程控制和效果分析等內容。多源數據的顯示。主要完成了對配電網的電壓數據表的可視化展示、設備地理信息的可視化、關聯數據的可視化展示和運維大屏的可視化手機程序設置。建立一個數字的移動應用，讓任務派單、流程跟蹤、管理評價、資源管理等都成為可能，讓遠程現場操作與控制中心之間能夠進行有效的交互，從而提高電壓運維的工作效率。組態管理完成與數字化應用有關的配置管理工作，具體內容如下：數據源管理、權限管理、任務管理等，從而達到應用智能化調度管理和運行工況主動監視的目的，確保數字化應用能夠順利地執行工作任務。

1.3 基于移動APP的運維指揮調度

以配電網運營管理平臺為基礎，對電壓運營業務過程進行集成，構建出配網電壓運營指揮調度的移動APP，讓其能夠實現有關信息的雙向傳遞，全面地查詢并顯示目前正在進行的電壓運營工作和資源調配，實時地監控現場操作的安全性、規范性，并對現場工作中的違規操作等展開實時的警告和安全控制。工單的生成、確認、實施和反饋是其重要組成部分，對系統中各個電壓等級的無功設備配置情況以及調度系統中的無功裝置投切記錄進行采集，并與電壓監控系統的監控數據相結合，對電壓偏差、累計時長、發生次數、時段及位置等展開關聯分析，對其進行自動分類，并將異常原因進行推送，從而為提高電壓管理的精度提供有效的支持。運維工單的內容主要有：工單編號、維護內容、維護地址、派送時間、計劃停電時間、變電站或區域名稱、變電站或臺區的編號備注等。按要求可以成批發送計劃斷電的時間和其他資料。在維護工作訂單上同步發送臺區所在的供電所、供電所負責人、供電所臺區數目、臺區用戶數目、臺區運行檔位、臺區出口電壓合格率、臺區用戶電壓合格率等，提高了信息的分享效能。當用戶接收到工作指令時，應用程序會以聲音的方式進行通知，同時應用程序的頂端會出現新的信息通知。對應的操作員應當在發貨單上按下“確認”，表明操作工作已經啟動。經過APP客服的審核，這個工單就被設置成接受了。操作人員應該能夠在這個接口上看到驗證資料的遞交情況。在完成工作之后，維護人員應該將已經完成的現場照片，用APP客戶端進行上傳，并按照一定的格式，在APP客戶端上填寫完工申請表單，將這些信息及時地由APP服務端發送到APP服務器，以此為基礎進行竣工評估，如圖所示。本文旨在實現對臺區帳冊進行動態關聯，在實際運行中，通過智能的提醒，選擇合適的臺區，減少錯誤的發生，同時也為后期開展相關的分析與決策提供依據。二次工程主管在完成此項工程進度表的審閱后，可在APP中查詢審閱情況。將審核完成的工單放入到歷史數據庫中，為提高大數據挖掘分析和運維工作管理，奠定了數據基礎［1］。

圖 工單下發確認流程

1.4 運維成效智能化評估

在此基礎上，構建運行效果的智能評價模型，通過對運行效果與影響因子的大數據關聯分析，識別運行效果的影響因子及其關聯強度，尋找影響運行效果的關鍵因子和薄弱環節，并給出改進的對策，為運行過程的不斷迭代優化奠定基礎。

2 成效分析

在數字化＋的基礎上，建立起了積極的電壓運維服務體系，從而可以讓電壓管理業務可視化展現、電壓運維過程實時管控、電壓運維策略優化和運維效果智慧化評估成為可能。在電壓管理業務的可視化呈現上，將配電GIS、調度自動化等專業系統的數據進行整合，從而對配網中的電壓各種數據進行全量的業務數據訪問，并以可視化的形式進行展示，從而可以將電壓的分布狀況進行更好地呈現出來，提高了主動式電壓運營的準確性。在電網運行控制中，建設電網運行控制手機，實現電網運行控制之間的真實溝通，實現電網運行控制數據的實時收集與顯示，提高電網運行控制過程的科學性，提高調度控制的時效性與精準度。在電網運行決策上，根據電力系統的運行數據分析、實時潮流分析等，準確辨識電網運行中存在的故障并提出相應的調控措施，從而達到對電網運行決策的地理位置、實時的有效分配，提高電網運行決策的智能化和準確性。在電壓營運質量智能評估中，可以完成營運計劃和對營運后的自動化數據進行評價，并對營運效果進行分析，找到其影響因素，從而達到持續提高電壓營運策略的目的。本文的研究結果能夠很好地適應電力系統的數字化、智能化運行的需要，并在實踐中取得了很好的效果［2］。

3 結束語

綜上所述，本文主要是為了解決配網的電壓質量問題多種多樣、難以進行追溯以及原有運維體系信息化、智能化程度不高等問題，并主動與數字化轉型和新型電力系統建設的目標相匹配，進行業務和流程的數字化重組，建立數字化、智能化的配網電壓運維主動式體系，并以大數據分析、移動應用為主要內容。在融合多源異構數據的基礎上，通過大數據分析和移動運維作業工具的建設，提高配網電壓問題的主動發現、閉環管控和輔助決策的能力，從而實現配網電壓運維工作的業務互聯和融合創新，提高配網電壓運維工作效率和智能化水平。