郭欣玥 張飛 內(nèi)蒙古科技大學信息工程學院

隨著社會的進步和時代的發(fā)展，人們的用電需求在不斷地上升，為了滿足人們?nèi)找嬖鲩L的用電需求，我國的智能配電系統(tǒng)在不斷地升級和完善，一些中大型國家電網(wǎng)也在不斷地增加。隨著政府和人們對智能配電體系重視的加強，一些智能化技術(shù)手段逐漸應(yīng)用于配電系統(tǒng)，一些結(jié)構(gòu)復雜、類型多樣的數(shù)據(jù)也逐漸應(yīng)用于當前的數(shù)據(jù)配電體系中，從而為更多的人提供更好的服務(wù)。所謂大數(shù)據(jù)技術(shù)就是指對一些異于常規(guī)的，不能用正常的工具軟件進行有效選擇、整理、復制、粘貼、分享的一些數(shù)據(jù)的集合，這些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)比較復雜、數(shù)量比較龐大、人們比較難以應(yīng)對。

1 配電網(wǎng)大數(shù)據(jù)分析應(yīng)用場景

1.1 面向有源配電網(wǎng)規(guī)劃的負荷預(yù)測

近些年來，隨著人們對用電需求的不斷增加，大數(shù)據(jù)技術(shù)在當前社會中的作用越來越顯著。傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)配電系統(tǒng)已經(jīng)逐漸不能適應(yīng)時代的發(fā)展和滿足人們多樣化的需求。當今時代，隨著現(xiàn)在科學技術(shù)的不斷更新升級，應(yīng)用于配電系統(tǒng)的科技手段越來越多，我國在電源預(yù)測領(lǐng)域做出的成績越來越顯著，一些遺傳算法、量子算法與人工智能控制等廣泛應(yīng)用于配電預(yù)測中，不斷完善以往的電荷預(yù)測、數(shù)據(jù)資料的搜集渠道、存儲以及整合能力，從而使相關(guān)人員在工作中更得心應(yīng)手。

1.2 配電網(wǎng)運行狀態(tài)評估與預(yù)警

配電網(wǎng)運行的狀態(tài)評估與預(yù)警系統(tǒng)作為配電系統(tǒng)至關(guān)重要的組成部分，它的結(jié)構(gòu)構(gòu)成比較多樣復雜。如圖1所示，它主要分為以下幾部分:

圖1 有源配電網(wǎng)運行狀態(tài)評估和風險預(yù)警

首先通過分析配電系統(tǒng)的各個方面，進而計算出配電運行的風險系數(shù)，預(yù)測在未來的某個時間段內(nèi)可能出現(xiàn)的危險情況。然后根據(jù)風險造成的后果進行有效分類，由相關(guān)專家學者進行分析總結(jié)，對風險的類型以及程度進行定位和評估，最終形成一套行之有效的解決方案，盡可能地把配電系統(tǒng)運行中可能出現(xiàn)的風險降到最低。

1.3 有源配電網(wǎng)電能質(zhì)量監(jiān)測和評估

隨著分布式電源的不斷發(fā)展和更新，我國的配電系統(tǒng)逐漸形成了不同規(guī)模的配電網(wǎng)。由于配電系統(tǒng)中的電壓以及電功率的波動，使我國的配電網(wǎng)遭受不同程度的沖擊。因此，我們可以盡量利用配電系統(tǒng)中擁有的電荷數(shù)據(jù)、運行數(shù)據(jù)等，從而制定一個科學化、系統(tǒng)化的配電構(gòu)架和方案體系。

1.4 基于配電網(wǎng)數(shù)據(jù)融合的停電優(yōu)化

配電系統(tǒng)中的停電優(yōu)化主要是在配電自動化、電功率系統(tǒng)、電量自動化系統(tǒng)、電量采集系統(tǒng)、電網(wǎng)維修和檢查系統(tǒng)、地理信息處理和整合系統(tǒng)的基礎(chǔ)上不斷完善和發(fā)展起來的，利用當前社會中先進的科技手段對電網(wǎng)中的相關(guān)數(shù)據(jù)資料進行有效的分析，進一步對配電網(wǎng)中的設(shè)備檢測信息、電網(wǎng)的運行過程等進行深入的了解，最終形成一套科學合理的停電方案。然后由工作人員根據(jù)指定的方案進行相關(guān)的操作實施，爭取以最小的成本、最小的停電范圍等來提高配電系統(tǒng)運行的效率。

2 配電網(wǎng)多源數(shù)據(jù)融合中的不良數(shù)據(jù)辨識

2.1 不良數(shù)據(jù)檢測與辨識方法

不良數(shù)據(jù)檢測就是檢查數(shù)據(jù)系統(tǒng)里面是否有不良數(shù)據(jù)。不良數(shù)據(jù)辨識是指在數(shù)據(jù)檢測發(fā)現(xiàn)不良數(shù)據(jù)后，來確定哪些是不良數(shù)據(jù)。隨著我國電網(wǎng)的發(fā)展，已經(jīng)存在很多檢測不良數(shù)據(jù)的方法，主要為以下兩類:(1)一類是一些比較現(xiàn)代的方法，檢測方法有目標函數(shù)極值檢測法、加權(quán)殘差法、量測量突變檢測法等。傳統(tǒng)的不良數(shù)據(jù)辨識方法主要有殘差搜索法、非二次準則法、零殘差法、估計辨識法等;這些方法在過去和現(xiàn)在都發(fā)揮著很大的作用;(2)一類是相對傳統(tǒng)的方法，這類是較為創(chuàng)新的理論和方法，有模糊數(shù)學法、間隙統(tǒng)計法等。這些方法由于局限性，大多只能用在較為簡單的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)上來操作。隨著我國智能電網(wǎng)的不斷擴大、配電系統(tǒng)中分布式電源的廣泛應(yīng)用，較為傳統(tǒng)的方法很難達到對電網(wǎng)中大數(shù)據(jù)的檢測。

2.2 基于多源數(shù)據(jù)的不良數(shù)據(jù)辨識方法

配電網(wǎng)大數(shù)據(jù)經(jīng)過不斷的發(fā)展，形成了數(shù)據(jù)多源和渠道多變的特點，不同來源的數(shù)據(jù)可以相互監(jiān)督，包括不同數(shù)據(jù)系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)的相互審核，可有效的辨別不良數(shù)據(jù)。(1)對電度量和量測量的監(jiān)督審核的檢測方法介紹電度量與量測量數(shù)據(jù)主要由獲得方式和配電網(wǎng)多數(shù)據(jù)來細分，可以用電度量和量測量來監(jiān)督審核不良數(shù)據(jù)。(2)對不同數(shù)據(jù)系統(tǒng)間的審核的檢測方法介紹配電網(wǎng)中數(shù)據(jù)的來源可分為不同系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)可以相互審核。(3)對不同數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)間的審核的檢測方法介紹配電網(wǎng)中含有多種結(jié)構(gòu)，例如有結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)、非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)等，這些不同的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以相互修改。

3 數(shù)據(jù)挖掘與分析處理技術(shù)在配電網(wǎng)的應(yīng)用

3.1 設(shè)備狀態(tài)管控

根據(jù)配電網(wǎng)實時運行數(shù)據(jù)，感知設(shè)備運行狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備潛在運行隱患，輔助科學指導配網(wǎng)運維檢修工作，降低運檢成本，提高配網(wǎng)設(shè)備可用性；開展配電網(wǎng)運行狀態(tài)趨勢分析，形成符合狀態(tài)檢修要求的預(yù)警告警機制，輔助提升電網(wǎng)檢修、運行的效率效益；開展全壽命設(shè)備健康水平評估與負荷轉(zhuǎn)移風險評估， 有效提高設(shè)備利用效率，延緩電網(wǎng)建設(shè)、提高投資效率。

3.2 配網(wǎng)缺陷管控

實現(xiàn)配網(wǎng)設(shè)備缺陷的多維度統(tǒng)計分析（按數(shù)量、性質(zhì)、狀態(tài)、部位、原因及家族性缺陷等）、缺陷到期未消預(yù)警、重要設(shè)備缺陷成因分析（如缺陷與負載相關(guān)性分析）、構(gòu)建缺陷預(yù)測模型實現(xiàn)缺陷預(yù)警預(yù)測功能，輔助分析缺陷原因、合理安排設(shè)備巡視計劃、開展隱患缺陷消除工作，提高設(shè)備質(zhì)量。

3.3 配網(wǎng)停運狀態(tài)

基于網(wǎng)絡(luò)拓撲關(guān)系、運行狀態(tài)數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對配電網(wǎng)各層級（配電饋線/支線/配變/低壓線路）的停電狀態(tài) ( 故障停運、檢修停運（臨時、計劃）、電流突變 )、供電可用系數(shù)及其影響停電時戶數(shù)的真實全面掌控,實現(xiàn)配電停運狀態(tài)的多維度統(tǒng)計分析（如按類型、原因、次數(shù)、空間分布、時間分布等），自動挖掘臨時停電及無票作業(yè)切實提升供電可靠性。

3.4 配網(wǎng)負載狀態(tài)

基于設(shè)備臺賬和遙測數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對配電網(wǎng)各層級（配電饋線 /支線/低壓線路/配變）的負載情況（重載、過載、輕載、空載、負載率等）的真實全面掌控，實現(xiàn)多維度統(tǒng)計分析（如按時間、原因、負荷趨勢），自動挖掘負荷突增重過載、臨時突增重過載及終端異常、臺賬異常重過載設(shè)備，輔助各單位合理安排配變運維計劃及采集運維計劃，減少重過載、達到經(jīng)濟運行。

3.5 配網(wǎng)電壓質(zhì)量

基于網(wǎng)絡(luò)拓撲、設(shè)備臺賬和 10kV 母線電壓、配變出口電壓、用戶電壓及諧波監(jiān)測等遙測數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對電壓越限情況（如過電壓、低電壓等）、諧波異常情況及無功補償投切情況的全面真實掌控 ; 實現(xiàn)對電壓質(zhì)量的多維度統(tǒng)計分析（如按越限次數(shù)、時長、越限原因、諧波程度等）,自動挖掘電壓越限原因、長期低電壓用戶、投切不合理無功補償、檔位不合理配變，輔助編制低電壓改造方案、電壓優(yōu)化調(diào)整方案（如調(diào)檔）、諧波治理方案，有效開展電壓質(zhì)量治理工作，提升電壓質(zhì)量。

3.6 配網(wǎng)三相不平衡

基于網(wǎng)絡(luò)拓撲、設(shè)備臺賬和 10kV 母線及配變的遙測數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對10kV母線及配變?nèi)嗖黄胶馇闆r的的全面真實掌控 ; 實現(xiàn)對配網(wǎng)三相不平衡的多維度統(tǒng)計分析（按次數(shù)、時長、原因、空間分布、時間分布等）,自動挖掘三相不平衡原因、長期不平衡配變、負荷分配不合理臺區(qū)，輔助編制三相不平衡治理方案，做好負荷合理分配工作，減少三相不平衡，降低臺區(qū)線損水平。

4 結(jié)論

通過上述介紹，想必大家對我國的智能配電系統(tǒng)有了一定的了解，然后進一步對配電系統(tǒng)運行的應(yīng)用場景以及其他方面的發(fā)展進行總結(jié)，從而更好地促進大數(shù)據(jù)技術(shù)為社會的發(fā)展貢獻自己的力量。

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