配網(wǎng)運營趨勢分布圖算法研究及實現(xiàn)

何安宏 肖徐兵

國電南瑞科技股份有限公司

?

配網(wǎng)運營趨勢分布圖算法研究及實現(xiàn)

何安宏 肖徐兵

國電南瑞科技股份有限公司

本文通過選取配網(wǎng)運營管理中的幾個關(guān)鍵業(yè)務(wù)視角，實現(xiàn)從設(shè)備運行風(fēng)險、損益風(fēng)險及可靠性等角度挖掘配網(wǎng)大數(shù)據(jù)共性規(guī)律、鎖定日常管理短板、實現(xiàn)動態(tài)過程管控，量化評估成效，形成“配網(wǎng)運營趨勢分布圖”，為配網(wǎng)運營的精益化管理，提供輔助支撐。

電網(wǎng)GIS 重載 過載 供電可靠率 線損 負(fù)荷密度

1　引言

配網(wǎng)作為電網(wǎng)的末端環(huán)節(jié)，直接面向廣大電力客戶，配網(wǎng)管理水平的高低，直接影響供電能力與供電質(zhì)量，關(guān)系電網(wǎng)企業(yè)的運營水平和社會形象。深化配網(wǎng)管理，及時發(fā)現(xiàn)配網(wǎng)運行中的薄弱環(huán)節(jié)，掌握配網(wǎng)運營趨勢，保證配網(wǎng)健康運行，既是滿足客戶訴求，實現(xiàn)企業(yè)健康發(fā)展的需求，更是實現(xiàn)社會穩(wěn)定、經(jīng)濟發(fā)展的需求。

國網(wǎng)公司近幾年陸續(xù)建設(shè)了生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)、配電自動化系統(tǒng)、95598系統(tǒng)、營銷管理系統(tǒng)、國網(wǎng)GIS平臺、用電信息采集系統(tǒng)等，多個省市公司基于自建系統(tǒng)，初步建立了對配電網(wǎng)運營全過程進行監(jiān)控和管理的信息平臺，實現(xiàn)了對配網(wǎng)設(shè)備以及自動化運行狀況的監(jiān)控功能，但是大都以縱向深入為主，將多個業(yè)務(wù)進行橫向集成的程度不高。需要進行數(shù)據(jù)分析時，各專業(yè)部門需要根據(jù)各自需求，從各系統(tǒng)導(dǎo)出大量數(shù)據(jù)，再進行人為加工和校核，嚴(yán)重影響了工作效率和質(zhì)量。隨著配電網(wǎng)越來越龐大、運行方式越來越復(fù)雜，如果沒有有效的科學(xué)手段進行輔助決策分析，未來工作難度將越來越大，無法做到及時發(fā)現(xiàn)配網(wǎng)運行中的薄弱環(huán)節(jié)， 難以實時掌握配網(wǎng)運營趨勢。

本文通過將多個業(yè)務(wù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進行橫向集成，對關(guān)鍵業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進有效分析和深度挖掘，形成一個可以量化的指標(biāo)數(shù)據(jù)，并結(jié)合電網(wǎng)GIS圖形以不同的顏色直觀標(biāo)示出哪塊區(qū)域比較薄弱，根據(jù)顏色的變化及時掌握配網(wǎng)的運營趨勢情況，保證配網(wǎng)健康穩(wěn)定的運行。

2　配網(wǎng)運營趨勢分布圖算法

在電網(wǎng)GIS地理圖中按設(shè)定大小劃分網(wǎng)格，選取幾個關(guān)鍵業(yè)務(wù)視角，分別計算在一段時間范圍內(nèi)（如最近一個月）這幾個關(guān)鍵業(yè)務(wù)在每個網(wǎng)格內(nèi)的可量化指標(biāo)，并根據(jù)每個業(yè)務(wù)視角分配的權(quán)重比例，計算出每個網(wǎng)格內(nèi)的配網(wǎng)運營趨勢的總指標(biāo)。按關(guān)注程度將指標(biāo)分為5個等級，用從淺到深的顏色來填充網(wǎng)格，顏色越深表示該網(wǎng)格的電網(wǎng)運營情況最為薄弱或最值得關(guān)注，如果某個網(wǎng)格內(nèi)沒有電網(wǎng)設(shè)備則沒有顏色。

指標(biāo)計算方式可結(jié)合網(wǎng)格大小動態(tài)調(diào)整，本文中選擇的網(wǎng)格大小為300米*300米，時間范圍為最近一個月，指標(biāo)取值范圍為1至 5級，考慮的關(guān)鍵業(yè)務(wù)視角及指標(biāo)權(quán)重如表1。

2.1網(wǎng)格劃分及網(wǎng)格內(nèi)臺區(qū)統(tǒng)計

（1）在電網(wǎng)GIS中指定需要進行配網(wǎng)運營趨勢分析的地理范圍，如分析某個地市局的管轄范圍，則需要分析的地理范圍為該市的地理行政區(qū)面積，將指定的地理范圍按300米*300米劃分網(wǎng)格，確定每一個網(wǎng)格的左上角及右下角地理坐標(biāo)。

（2）從電網(wǎng)GIS中查詢指定的地理范圍內(nèi)所有配電臺區(qū)，并確定每個臺區(qū)的地理坐標(biāo)。

（3）根據(jù)網(wǎng)格的左上角及右下角坐標(biāo)和臺區(qū)的坐標(biāo)，計算每個網(wǎng)格內(nèi)的臺區(qū)數(shù)，同時確定每個臺區(qū)所屬的網(wǎng)格。

2.2臺區(qū)故障次數(shù)

計算網(wǎng)格內(nèi)的臺區(qū)故障次數(shù)，關(guān)鍵是獲取到指定時間范圍內(nèi)每個發(fā)生過故障的臺區(qū)?？蓮纳a(chǎn)管理系統(tǒng)（PMS）或配網(wǎng)搶修指揮平臺中獲取指定時間范圍內(nèi)所有發(fā)生過故障的臺區(qū)，分別計算每個網(wǎng)格內(nèi)的所有臺區(qū)共發(fā)行過幾次故障，計算方法為只要有一個臺區(qū)發(fā)生過一次故障計數(shù)就加1，同理一個臺區(qū)發(fā)生過兩次故障計數(shù)加2，得出每個網(wǎng)格的臺區(qū)故障總次數(shù)。再根據(jù)每個網(wǎng)格的故障總次數(shù)計算出臺區(qū)故障指標(biāo)，具體的計算方法參考指標(biāo)權(quán)重表。

2.3重/過載臺區(qū)比例

臺區(qū)負(fù)載率 = 三相有功總功率/額定容量 * 100%重載標(biāo)準(zhǔn)：負(fù)載率＞= 80% 且＜ 100%，且持續(xù)2小時過載標(biāo)準(zhǔn)：負(fù)載率＞= 100%，且持續(xù)2小時

計算網(wǎng)格內(nèi)的重/過載臺區(qū)比例，關(guān)鍵是獲取到指定時間范圍內(nèi)每個臺區(qū)的負(fù)載率。目前對有功總功率的采集基本上是15分鐘一個采集點，從用電信息采集系統(tǒng)中獲取。根據(jù)重/過載計算公式統(tǒng)計每個網(wǎng)格內(nèi)所有發(fā)生過重/過載情況的臺區(qū)數(shù)，除以網(wǎng)格內(nèi)的臺區(qū)總數(shù)得出重/過載的臺區(qū)比例，參照指標(biāo)權(quán)重表計算出重/過載臺區(qū)比例指標(biāo)。

2.4高損臺區(qū)比例

臺區(qū)線損的具體數(shù)據(jù)從用電信息采集系統(tǒng)中獲取， 目前對臺區(qū)線損的統(tǒng)計基本上是根據(jù)電表的日凍結(jié)數(shù)據(jù)每天統(tǒng)計一次。當(dāng)某臺區(qū)線損超過20%，則定義為高損臺區(qū)。統(tǒng)計每個網(wǎng)格內(nèi)的所有被定義為高損臺區(qū)的臺區(qū)個數(shù)，除以網(wǎng)格內(nèi)的臺區(qū)總數(shù)得出高損臺區(qū)比例，參照指標(biāo)權(quán)重表計算出高損臺區(qū)比例指標(biāo)。

2.5供電可靠性

計算網(wǎng)格的供電可靠性，關(guān)鍵是獲取指定時間范圍內(nèi)每個臺區(qū)的停電時長。臺區(qū)停電分為計劃停電和故障停電兩種，計劃停電數(shù)據(jù)可從生產(chǎn)管理系統(tǒng)（PMS）或停電管理系統(tǒng)（OMS）中獲取，故障停電數(shù)據(jù)可從生產(chǎn)管理系統(tǒng)（PMS）或配網(wǎng)搶修指揮平臺中獲取。將網(wǎng)格內(nèi)所有臺區(qū)的計劃停電時長與故障停電時長的總和作為網(wǎng)格的停電戶時數(shù)，除以網(wǎng)格的總戶時數(shù)得出網(wǎng)格的供電可靠性，參照指標(biāo)權(quán)重表計算出供電可靠性指標(biāo)。

2.6重要/敏感用戶數(shù)

重要/敏感用戶信息可以從營銷管理系統(tǒng)（CIS）中獲取，計算網(wǎng)格內(nèi)重要/敏感用戶數(shù)的關(guān)鍵是要分析出用戶具體在哪個網(wǎng)格內(nèi)。具體的方法是先從營銷管理系統(tǒng)中獲取重要/敏感用戶信息同時查詢到關(guān)聯(lián)配電變壓器的營銷編號（CISID），再通過營配融合的建設(shè)成果查詢到營銷編號（CISID）對應(yīng)的生產(chǎn)管理系統(tǒng)編碼（PMSID），最后通過生產(chǎn)管理系統(tǒng)編碼（PMSID）從電網(wǎng)GIS平臺中分析該配變電壓器所在的網(wǎng)格，從而確定用戶所在的網(wǎng)格，統(tǒng)計出每個網(wǎng)格內(nèi)的重要/敏感用戶數(shù)，參照指標(biāo)權(quán)重表計算出重要/敏感用戶數(shù)指標(biāo)。

2.7最大負(fù)荷密度

表1　指標(biāo)權(quán)重表

計算網(wǎng)格的最大負(fù)荷密度，關(guān)鍵是獲取指定時間范圍內(nèi)每個臺區(qū)的最大負(fù)荷，臺區(qū)負(fù)荷數(shù)據(jù)可以用電信息采集系統(tǒng)中獲取。具體的方法是取每個臺區(qū)在指定時間范圍內(nèi)的最大負(fù)荷之和得到網(wǎng)格內(nèi)的最大負(fù)荷，除以網(wǎng)格的面積得到網(wǎng)格的負(fù)荷密度，參照指標(biāo)權(quán)重表計算出最大負(fù)荷密度指標(biāo)。

2.8配網(wǎng)運營趨勢總指標(biāo)

在分別計算出幾個關(guān)鍵業(yè)務(wù)視角在每個網(wǎng)格內(nèi)的可量化指標(biāo)值后，參照指標(biāo)權(quán)重表，根據(jù)每個業(yè)務(wù)指標(biāo)值所占的權(quán)重，計算出每個網(wǎng)格的配網(wǎng)運營趨勢總指標(biāo)，結(jié)合電網(wǎng)GIS地理圖，將指標(biāo)值以不同的顏色來表示，指標(biāo)值越大則相應(yīng)顏色越深，表示該網(wǎng)格內(nèi)的電網(wǎng)比較薄弱，需要重點關(guān)注。

3　配網(wǎng)運營趨勢分布圖研發(fā)及實現(xiàn)

配網(wǎng)運營趨勢分布圖基于電網(wǎng)GIS地理圖開發(fā)，采用公共信息模型對配電網(wǎng)進行建模，通過信息交互總線自動從各業(yè)務(wù)系統(tǒng)獲取相關(guān)數(shù)據(jù)。以B/S三層架構(gòu)進行設(shè)計，后臺使用JAVA開發(fā)，前臺使用FLEX技術(shù)基于電網(wǎng)GIS地理圖背景進行界面開發(fā)，可以在地理圖中以不同的顏色標(biāo)示當(dāng)前配網(wǎng)運營狀態(tài)，以網(wǎng)格化區(qū)域的形式實現(xiàn)精益化管理，根據(jù)顏色變化及時掌握配網(wǎng)運營趨勢情況。

4　結(jié)論

本文通過選取幾個關(guān)鍵業(yè)務(wù)視角，以配電網(wǎng)日常運行及生產(chǎn)管理過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，對關(guān)鍵業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進有效分析和深度挖掘，為每一個關(guān)鍵業(yè)務(wù)產(chǎn)生一個可以量化的指標(biāo)，并綜合計算出一個表示當(dāng)前配網(wǎng)運營趨勢的總指標(biāo)，通過該指標(biāo)可以發(fā)現(xiàn)當(dāng)前配電網(wǎng)運行過程中的薄弱環(huán)節(jié)，結(jié)合以地理圖為背景的電網(wǎng)GIS，以可視化的形式在地理圖中標(biāo)示出每塊區(qū)域的指標(biāo)高低，并能查看影響指標(biāo)結(jié)果的因素，及時掌握配網(wǎng)運營趨勢，方便運維人員及時發(fā)現(xiàn)問題，有效解決問題， 為配網(wǎng)運營的精益化管理，提供輔助工具。

［1］王碩，趙杰等.基于網(wǎng)格化的城市智能配電網(wǎng)規(guī)劃研究.東北電力技術(shù)，2016，04

［2］李旺.關(guān)于配變臺區(qū)故障分析及優(yōu)化.科技風(fēng)，2015（15）：103-103

［3］李玉文.配電變壓器重過載分析.中國電子商情：科技創(chuàng)新，2014（13）：139-139

［4］劉夏清，張敏等.高線損臺區(qū)治理之道.中國電力企業(yè)管理，2009（20）

［5］李博，丁葉林等.配電網(wǎng)供電可靠性研究.城市建設(shè)理論研究，2012（16）

［6］林秋金.淺談敏感用戶對電能質(zhì)量的要求與對策.海峽科學(xué)，2012（8）：93-94

［7］李雙偉，范斗等.基于數(shù)據(jù)分區(qū)的負(fù)荷密度顯示的實現(xiàn).電力系統(tǒng)保護與控制，2008， 36（3）：42-44