浅析大数据技术在配电网运行管理中的发展与运用

第一篇：浅析大数据技术在配电网运行管理中的发展与运用

【摘要】为了适应日益增长的电力需求，解决配电网点多、设备多、管理难度大、配电网信息实时性低等问题，本文系统梳理了国际、国内配电网发展现状，以及数据挖掘与分析处理技术在配电网的应用研究情况，将大数据挖掘应用引入配电网日常管理，利用大数据分析，提前发现未来病态设备，推进配电网设备向在线化、透明化、智能化发展，将配电网由“修得快”向“不停电”转变，提升优质服务水平，并希望能对今后相关研究实践工作提供一定的参考价值。

【关键词】配电网大数据应用电网运行管理

中图分类号：TM73 文献标志码：A

基于数据的知识发掘是企业为提高经营管理水平，促进企业转型升级的重要的支撑。随着大数据、云计算、物联网、移动互联技术的不断发展，电力行业信息系统中蕴含的数据量越来越多，对其的价值发掘利用也日趋深入。数据挖掘技术为数据的知识发现提供了技术支持，实现了数据―信息一知识一智慧的转变。通过发掘公司信息系统的数据，在公司的配电网管理产生重要作用，对线损管理、配网规划、配网运维、需求侧管理等方面产生明显的经济效益。

一、大数据处理技术在配电网运行管理中的应用方向

（一）主动配电网能量优化调度方面的应用

从数据分析层面上看，目前电网中各信息系统大多是基于本业务、本部门的需求，存在不同的平台、应用系统和数据格式，导致信息与资源分散，异构性严重。而大数据处理平台能够实现多源异构数据的存储和提取，并能大大提高数据存储容量，这将有效提高主动配电网能量调度系统的数据存储效率。

（二）主动配电网保护控制方面的应用

灵活多变的用电负荷与规模化接入的分布式电源产生了大量的量测信息，同时先进的量测技术与通信技术也使配网能够实现更为全面、实时的状态监测。因而，应有效利用日益增长的海量配网信息以应对主动配电网运行控制对保护所提出的新要求与新挑战。分析配网保护多设备间信息共享策略，以多节点及其相关区域冗余信息为基础的多信息保护与控制方法将是未来的重要研究方向。主动配电网中保护测量信息具有多源、多时间尺度的特点，因此，配网保护量测数据的自动关联与统一描述方法将是一个重要的研究方向。

（三）应用在主动配电网的状态分析评估方法

主动配电网的运行情况有几类关键的信息采集，其中包括电动汽车的特殊负荷时空分布特征、设备运行状况检测、短期负荷情况预测、分布式电源出力情况预测。其中，关联规则聚类系统继承了关联的分类、决策树等挖掘方法，是可以应对分布式电源出力的分析来关联出各类的气象数据和周围地域相异气象站的特征情况。挖掘分布式电源出力的情况不是稳定的，它的概率情况随着分布式电源出力的变化而改变。用户的智能电表将大量的用电信息传送到主动配电网中，数据的流通可以达到双向的效果。随机变化模式、数据波动模式和稳定模式在当前的主动配电网中成为了分析用户负荷情况的三大模式，可以将智能电表中海量的数据用聚类分析的方法收集并提取。负荷与日期和天气构建的关联情况可以用关联分析技术来分类；短期负荷的检测精度可以用规则挖掘的智能预测系统来提高。

（四）主动配电网需求侧管理方面的应用

需求侧管理能够维持配电网中供用电平衡，从而提高DG的渗透率，而DG渗透率的提高又能够降低负荷的峰值，从而延缓配电网的升级。另外，主动配电网中的电动汽车以及拥有分布式发电单元的用户都是调度中心可以调控的对象，是主动配电网需求侧管理的重要研究对象。在主动配电网运行的过程中，这些研究对象都积累了大量的运行信息，例如用户智能表计信息，电动汽车充放电规律信息等。对这些信息的有效数据挖掘，将促进需求侧管理策略的制定更为合理有效。同时，电动汽车放电电价补偿，分布式能源用户电价补偿等政策的制定也依赖于用户行为心理分析的结果，这些信息的利用也是大数据在需求侧管理方面应用的重要方向。

二、大数据技术在配电网运行管理中应用场景拓展

（一）国内对配电网的资产管理主要停留在概念层面。对量大面广的配电设备，基本上则以经验为主，采取相对粗放的定性评估，且尚未从配电网整体角度辅以定量评价的方法，建立高效、经济的管理体系。近年来，虽然我国电网资产管理研究有从基于设备评估到基于网络健康状态评估方面发展的趋势，但并未形成完整理论体系。

（二）实现配电资产全寿命周期管理依赖于对各类配电设备乃至整个配电网健康状态的定量评估。目前已有的定量评价模型（例如针对单体设备的EA（Arrhenius equation）公式和针对配电网络的扣分法），仅为简单的健康状态评价指标（例如仅考虑老化因素）或简单量化分析的方法，且评价指标多从设备本体以及网络结构等因素出发，对于自然环境等外力因素考虑较少，因而缺乏更为合理、准确、全面的配电设备及网络的健康状态评价方法和更深入的信息规律挖掘研究。

（三）实现配电资产全寿命周期管理需要大量数据做支撑，然而由于电力系统的特殊性，难以直接利用?@取的配电数据、网络在线监测数据与离线检测数据。同时，对于各种监测数据的筛选和辨识相对较低，缺乏有针对性的数据处理方法。

（四）我国配电网资产管理知识（例如一线专家根据某类型变压器测量数据所给出的诊断结论）可传承性不佳。对各类配电设备的管理，一线专家经过多年摸索，拥有很多宝贵经验。然而作为个体的总结，在已有的配电资产管理体系中，往往难以得到继承与复用；因此，如何将抽象的经验具体化、符号化，实现知识的存储与继承，是我国配电网资产管理中存在的一个前瞻l生问题，也是一项具有挑战性的研究工作。

（五）国内变配电设备在信息的监测、存储与共享研究方面取得了较大的进展，并研发了针对变压器、断路器等设备的状态监测与故障诊断机制，但仍面临很多突出问题：状态监测还处于分散监测阶段，与计算机监控系统相互独立，电力控制中心与各个变电站之间、状态监测系统与其他系统之间数据信息共享模型与通信接口高度异构，难以充分利用不同的信息进行设备的状态评估；另外，变配电的监测管理依靠简单的视频监控，且在线监测技术缺乏相应的技术和管理标准，部分在线监测装置寿命短、运行不稳定、测试效果差，对设备状态进行分析需要耗费大量的时间和精力，且变配电设备的基本数据保存分散，难以查找，容易丢失。这些问题的解决是大数据技术在配电网中应用的前提。我国配电网规模大、设备众多，所以数据量非常可观，但也存在诸多挑战：从时间、空间标识的角度来看，配电网数据具有分散性；从测量工况复杂的角度来看，数据具有模糊性；此外数据还具有冗余性、高维性等特征；即使合理地利用智能终端实现了数据的获取，各种监测数据的筛选与辨识仍然存在困难――解决数据的可信性问题正是大数据工作的核心部分之一。合理利用智能终端实现设备和网络运行数据以及其他外部环境数据可获取，大数据技术（人工智能、群体智能、深度学习、机器学习等）基于获取的丰富海量的数据能进一步分析设备个体运行状态（找出反映设备健康状态的关键特征量，从而降低数据维度，提高效率），判断设备是否还能正常工作或者建立设备和网络整体的正常工作区间（大数据实现状态估计），同时结合专家经验修正相关模型，实现经验分析和数据分析相结合，传承资产管理中的专家知识，提高模型的可解释性和泛化能力。

三、结语

总而言之，配电网的未来发展趋势是朝着更加强大的数据分析、更加直观实时的数据观察的智能化道路发展。电力领域的大数据技术稳定性得到了很大的提高，但是在数据的及时性和保护方面仍然有很大的提升空间。作为相关人员，应该不断地进行摸索研究，并提升自己的专业技术水平，更好地促进我国电力事业的发展。

第二篇：配电网运行与管理研究

配电网运行与管理研究

目前，随着电力系统的迅速发展和超高压大容量电网的形成，配电网的运行与管理技术已发生了很大变化，国内外经验表明，如果对配电网运行管理不善，一旦发生故障，轻者造成部分用户停电，重者使系统失去稳定性、电网瓦解、造成大面积停电、经济遭受巨大损失。电力生产的最大特点就是发电、输电、变电、配电、用电必须同时进行。作为电力生产重要环节之一的配电网，其设备运行及管理的好坏，直接关系到供电企业所得利润和经济效益。同时随着配电网容量的增大，新技术的应用和配电网综合自动化改造进程的加快，配电网运行与管理的工作量及难度显著增加，这对配电网运行与管理人员的综合素质提出了更高的要求。

为了提高配电网运行与管理者的管理水平，将对配电网运行与管理技术所涉及到的配电网规范化管理、配电线路、配电变压器的运行管理及现场安全工作等作系统研究。

研究内容要点：

1.配电线路运行技术

2.配电变压器的运行试验选择

3.箱体变电站选择、安装、调试

4.配电网无功功率自动补偿技术

5.配电网安全管理

6.配电网设备管理

第三篇：矢量化SVG图形技术在配电网运行监视中的应用

2014年电力系统自动化学术研讨会论文集

矢量化SVG图形技术在配电网运行监视中的应用

陈广，朱如升

（北京科东电力控制系统有限责任公司 2014）

摘要：SVG具有可扩展、可交互等特性，将SVG引入到电力WEB系统中，是电力系统实现WEB发布的新途径。本文总结了目前配电自动化系统中的WEB技术现状和不足，提出了基于SVG技术实现电网WEB发布的基本模型、架构和具体方法。通过实践证明SVG技术完全能够胜任电力系统的WEB应用需要，将在电力系统的各个方面得到广泛的应用。

关键字：SVG；WEB系统;电力；配网自动化；配网运行监测

Vectorization SVG graphics technology in monitoring the operation of the distribution network

(Beijing Kedong Power Control Systems LLC 2014)Abstract:As a method for web publication,SVG has the characteristic of expansibility and interaction.It is a new path to introduce SVG into web application of power system.This paper summarize shortcoming,advantage and introduce basic method of applying SVG to WEB application in power system,and describes the frame work.SVG technique can meet the requirement of web publication and it will get more extensive application in power system.Key Words:SVG;WEB system;electric power;distribution network automation;distribution power Operational monitoring0 引言

近年来，WEB的相关技术发展最为迅速，通过Java、JavaScript等网络编程语言，HTML（HyperText Markup Language），XML（eXtensible Markup Language）互联网上的数据通用语言，在WEB浏览器中可以展现出丰富生动的虚拟世界。

配电自动化系统作为配电网监控的系统，有大量的电网运行的数据和图表。在使用WEB技术之前，异构机器需要浏览电网的图形和数据是很困难的。一般有两种方式：

（1）、在用户的机器上安装终端设备或终端软件，用于登录配电自动化主站，然后可以浏览图形和数据。这种方式简单易行，但是由于直接登录配电自动化主站，加大了主站的负载，同时增加了网络资源的开销，也会对配电自动化系统的运行造成一定的影响，而且权限不够的用户直接登录系统，对系统的安全

2014年电力系统自动化学术研讨会论文集

也带来了一定的隐患。

（2）、另一种方式就是，额外开发另一个系统，该系统只用于浏览配电自动化系统中的图形和数据，不支持用户的任何涉及到更改电力设备状态的操作。这种方式确实可以避免（1）中所提到的问题，但是重新开发一套系统需要人力和金钱的投入，而且后期的维护会比较复杂。

由于WEB是基于浏览器实现的，可以实现跨平台访问，而且开发过程中利用标准语言和协议。因此在配网运行中搭建WEB服务器，只要访问的客户端机器装有浏览器，就能够实现对配电自动化系统中的图形和数据的访问功能，从而达到配电网运行监测的目的。而浏览器已经是各种计算机操作系统的一部分，因此，利用WEB技术，基本对于客户端机器零要求，就能实现对配电自动化系统中的图形和数据的访问，而且通过防火墙和物理隔离装置，亦能保证配电自动化系统的正常运行和安全。

目前，目前国内系统多数采用CGI(Common Gateway Interface)技术或者利用ActiveX控件实现图形的WEB发布。但是在访问系统的过程中，用户与图形的交互频繁，CGI技术会大大的增加网络的传输量，造成过重的服务器负载，而且重复的画面刷新也会给客户端的操作带来很大的不便。而利用ActiveX控件，虽然可以通过客户端完成一部分基本的功能，但需要客户端安装相关的插件，而且其安全性和跨平台性也不能满足需要。因此基于以上的瓶颈，一种新的解决方案呼之欲出。

SVG是W3C组织发布的一种基于XML的开发的二维图形描述语言，主要面向网络应用，目的在于满足WEB应用日益增长的对动态、可缩放、和平台无关的展现复杂内容并实现灵活交互的需求。SVG规范了矢量图形的格式，并将其在客户端浏览器上的解析和表现交给了SVGVIEWER插件（高版本的浏览器已经完全支持SVG渲染），通过提供服务器端调用及客户端的脚本语言共同完成电网图形的渲染，从而使服务端的矢量图形数据直接供用户浏览、查询和分析，大大的减少了服务器的负载及网络数据的传输量。其作为一种新的网络矢量图形标准，为基于SVG的配电网运行监测提供了一种良好的解决方案。SVG的特征和优点

1.1 SVG的特征

SVG是Scalable Vector Graphic的英文缩写，即为可扩展的矢量图形。它是W3C制定的、用矢量描述图形的XML应用标准。它有着许多的优点，比如可扩充性(sca1able)，动态性，强交互性。SVG支持无极放大，对SVG图片进行任意比例的放大都不会损害图片的显示(没有太多的失真)，其他诸如BMP，JPEG格式的图片都不支持无级放大。SVG有动画元素，只要在SVG文件中嵌入SVG动画元素就可以实现动画效果了。同时SVG也定义了丰富的事件，包括鼠标事件和键盘事件，只要对SVG进行相关的脚本编程就可以实现SVG文件的交互操作。1.2 SVG的优点

从网络的应用角度来讲，SVG具有如下独特的一些功能优点：（1）、标准的文档描述和检索性

通常的栅格图像和矢量图像没有自我描述的特性，而SVG本身就可以带有描述性的文字来描述文档的信息（如：大小、颜色等）。SVG内的文字都以文本的形式出现在XML文件中，这些信息可用于搜索引擎，而以往的搜索引擎通常无法搜索到写在点阵图像内的文字。

（2）支持用户与图像的交互

SVG支持各种先进的网页交互技术。象HTML页面一样，可以设置SVG图像以捕获某些事件(如点击鼠标和滚动)，并用它们启动脚本。在构建简单SVG图像时，可以通过属性捕获这些事件。最常用的是onclick、onactivate、onmousedown、onmouseup、onmouseover、onmousemove、onmouseout、onload、onresize、onunload和onrepeat。当这些事件之一被触发，就可以将事件对象本身提供给脚本，脚本反过来再用它确定哪个对象触发了该事件(也就是点击了什么对象)。然后脚本可以操纵那个对象的特性，如它的属性等。SVG用