知名電力公司資料-河南配電網(wǎng)大數(shù)據(jù)應(yīng)用技術(shù)探討

河南配電網(wǎng)網(wǎng)大數(shù)據(jù)應(yīng)應(yīng)用技術(shù)探探討國(guó)網(wǎng)河南省省電力公司司電力科學(xué)學(xué)研究院張小斐斐2015年5月北京目錄錄配電網(wǎng)信息化現(xiàn)狀一配電網(wǎng)大數(shù)據(jù)典型應(yīng)用場(chǎng)景二配電網(wǎng)大數(shù)據(jù)應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)三國(guó)網(wǎng)河南電科院已開展的工作四下一步打算五配電網(wǎng)信息息化現(xiàn)狀配網(wǎng)生產(chǎn)指指揮平臺(tái)配網(wǎng)在線監(jiān)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)地理信息系系統(tǒng)生產(chǎn)管理系系統(tǒng)營(yíng)銷管理系系統(tǒng)用電信息采采集系統(tǒng)SCADA車輛管理系系統(tǒng)配電自動(dòng)化化系統(tǒng)電力氣象系系統(tǒng)調(diào)度管理系系統(tǒng)雷電定位系系統(tǒng)1.1河南配電網(wǎng)網(wǎng)主要信息息系統(tǒng)目錄錄配電網(wǎng)信息化現(xiàn)狀一配電網(wǎng)大數(shù)據(jù)典型應(yīng)用場(chǎng)景二配電網(wǎng)大數(shù)據(jù)應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)三國(guó)網(wǎng)河南電科院已開展的工作四下一步打算五配電網(wǎng)大數(shù)數(shù)據(jù)典型應(yīng)應(yīng)用場(chǎng)景重點(diǎn)分析配配網(wǎng)生產(chǎn)方方面幾個(gè)典典型場(chǎng)景事前：饋線/配變負(fù)荷預(yù)預(yù)測(cè)及預(yù)警警事中：故障快速定定位與故障障研判事后：配網(wǎng)低電壓壓治理配電網(wǎng)大數(shù)數(shù)據(jù)典型應(yīng)應(yīng)用場(chǎng)景場(chǎng)景1：配網(wǎng)饋線線短期負(fù)荷荷預(yù)測(cè)、預(yù)預(yù)警業(yè)務(wù)需求：配網(wǎng)點(diǎn)多多面廣變化化快，每條條饋線所帶帶的負(fù)荷每每時(shí)每刻都都在變化，，如何準(zhǔn)確確預(yù)測(cè)饋線線負(fù)荷，特特別是在度度夏、度冬冬負(fù)荷高峰峰時(shí)期，是是合理制定定有序用電電方案、及及時(shí)安排負(fù)負(fù)荷轉(zhuǎn)供，，保障用戶戶電力可靠靠供應(yīng)、減減少停電損損失的重要要手段。解決思路：：（1）利用各條饋饋線電流（（或有功））的歷史數(shù)數(shù)據(jù)，依據(jù)據(jù)饋線負(fù)荷荷隨晝夜時(shí)時(shí)段、季節(jié)節(jié)、節(jié)假日日變化特性性進(jìn)行聚類類分析，將將饋線分為為居民負(fù)荷荷、商業(yè)負(fù)負(fù)荷、路燈燈負(fù)荷、工工業(yè)穩(wěn)定負(fù)負(fù)荷、工業(yè)業(yè)周期性負(fù)負(fù)荷等類別別；（2）根據(jù)不同同類別，選選取合適的的時(shí)間序列列預(yù)測(cè)算法法，預(yù)測(cè)未未來三天負(fù)負(fù)荷；（3）研究每條條饋線負(fù)荷荷與氣溫、、濕度等因因素的關(guān)系系，建立負(fù)負(fù)荷預(yù)測(cè)修修正模型，，并用大量量樣本進(jìn)行行訓(xùn)練和完完善。配電網(wǎng)大數(shù)數(shù)據(jù)典型應(yīng)應(yīng)用場(chǎng)景場(chǎng)景2：故障快速速定位與故故障研判業(yè)務(wù)需求：在配電自自動(dòng)化沒有有全覆蓋的的地區(qū)，配配網(wǎng)故障搶搶修指揮人人員如果能能利用各種種可用信息息，初步判判斷故障的的位置和原原因，再去去派發(fā)故障障報(bào)修工單單，就能大大大減少多多個(gè)班組都都要到現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)的尷尬局局面。解決思路：：（1）根據(jù)用戶戶來電號(hào)碼碼或用戶位位置描述自自動(dòng)識(shí)別客客戶編號(hào)（2）根據(jù)用戶戶號(hào)，確定定所屬配變變、線路和和變電站；；（3）確定用戶戶是否落在在計(jì)劃停電電范圍內(nèi)；；（4）依次判斷斷變電站、、線路、配配變是否跳跳閘。（5）實(shí)際上往往往數(shù)據(jù)質(zhì)質(zhì)量不佳，，要綜合考考慮同時(shí)段段同一臺(tái)區(qū)區(qū)用戶的報(bào)報(bào)修情況等等各種可能能的因素，，才能作出出較為可靠靠的判斷。。配電網(wǎng)大數(shù)數(shù)據(jù)典型應(yīng)應(yīng)用場(chǎng)景場(chǎng)景3：配網(wǎng)低電電壓治理業(yè)務(wù)需求：解決農(nóng)村村低電壓?jiǎn)枂栴}，這是是省政府年年度十大民民生工程之之一。存在在問題：1）農(nóng)電基礎(chǔ)礎(chǔ)薄弱，如如何將資金金投入到最最需要的地地方，尚缺缺乏科學(xué)的的依據(jù)；2）具體低電電壓治理方方案確定和和治理效果果評(píng)估難以以量化分析析。解決思路：綜合利用用用電信息息采集數(shù)據(jù)據(jù)、電網(wǎng)網(wǎng)網(wǎng)架數(shù)據(jù)和和電壓、負(fù)負(fù)載等運(yùn)行行監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)據(jù)，利用適適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)據(jù)挖掘算法法，開展配配變?nèi)萘糠址植?、?fù)荷荷負(fù)載率分分布、線路路供電半徑徑及線徑分分布、低電電壓三相負(fù)負(fù)荷不平衡衡分布和低低電壓發(fā)生生時(shí)段與客客戶投訴分分布等特性性分析，制制訂低電壓壓治理措施施，為配電電網(wǎng)規(guī)劃和和運(yùn)行提供供決策支撐撐。目錄錄配電網(wǎng)信息化現(xiàn)狀一配電網(wǎng)大數(shù)據(jù)典型應(yīng)用場(chǎng)景二配電網(wǎng)大數(shù)據(jù)應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)三國(guó)網(wǎng)河南電科院已開展的工作四下一步打算五隨著IEC61970標(biāo)準(zhǔn)的推出出，通用信信息模型CIM（CommonInformationModel）作為整個(gè)個(gè)標(biāo)準(zhǔn)框架架的重要基基礎(chǔ)，已經(jīng)經(jīng)被許多電電力企業(yè)所所接受，各各類應(yīng)用均均以CIM為標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行行描述，通通過分析電電網(wǎng)CIM模型可以實(shí)實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)設(shè)設(shè)備的電源源點(diǎn)追蹤和和供電范圍圍分析等多多種功能。。電網(wǎng)CIM模型配電網(wǎng)大數(shù)數(shù)據(jù)應(yīng)用關(guān)關(guān)鍵技術(shù)3.1基于圖的CIM實(shí)現(xiàn)技術(shù)電網(wǎng)CIM模型CIM的優(yōu)點(diǎn)完整的拓?fù)鋼浣Y(jié)構(gòu)；擴(kuò)展性強(qiáng)；；降低系統(tǒng)集集成成本；；CIM常規(guī)實(shí)現(xiàn)的的缺點(diǎn)大量模型拼接；；模型實(shí)現(xiàn)困困難；難以適應(yīng)大大規(guī)模；（類圖：CIM元件連接模模型[部分]）配電網(wǎng)大數(shù)數(shù)據(jù)應(yīng)用關(guān)關(guān)鍵技術(shù)3.1基于圖的CIM實(shí)現(xiàn)技術(shù)圖數(shù)據(jù)庫(kù)作為一個(gè)新新興的數(shù)據(jù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，，其重點(diǎn)關(guān)關(guān)注大數(shù)據(jù)據(jù)量和數(shù)據(jù)據(jù)內(nèi)部之間間復(fù)雜關(guān)系系的處理，，目前在互互聯(lián)網(wǎng)、電電子商務(wù)以以及社交應(yīng)應(yīng)用中使用用較多，擅擅長(zhǎng)處理大數(shù)據(jù)量、復(fù)雜關(guān)系的數(shù)據(jù)，其其提供了快速速圖最小路徑徑查找等優(yōu)優(yōu)化算法。。圖數(shù)據(jù)庫(kù)配電網(wǎng)大數(shù)數(shù)據(jù)應(yīng)用關(guān)關(guān)鍵技術(shù)3.1基于圖的CIM實(shí)現(xiàn)技術(shù)圖數(shù)據(jù)庫(kù)的擴(kuò)展性，靈活性非常好，適合用于復(fù)雜關(guān)系管理和關(guān)系查詢推理，社交關(guān)系應(yīng)用就是一個(gè)可選的應(yīng)用場(chǎng)景高擴(kuò)展性快速檢索兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的所有路徑，或者從一個(gè)節(jié)點(diǎn)追蹤另外一個(gè)節(jié)點(diǎn)，例如：電網(wǎng)拓?fù)浞治鲋械墓╇姺秶治龊碗娫袋c(diǎn)追蹤路徑檢索局部索引技術(shù)，跟關(guān)系型數(shù)據(jù)有很大區(qū)別，遍歷執(zhí)行的速度是常數(shù)，跟圖的規(guī)模大小無關(guān)，能夠達(dá)到數(shù)據(jù)十億節(jié)點(diǎn)，讀取性能可達(dá)到2000關(guān)系/ms高性能每個(gè)節(jié)點(diǎn)的屬性和屬性內(nèi)容都可不同弱結(jié)構(gòu)功能優(yōu)勢(shì)圖數(shù)據(jù)庫(kù)優(yōu)優(yōu)勢(shì)配電網(wǎng)大數(shù)數(shù)據(jù)應(yīng)用關(guān)關(guān)鍵技術(shù)3.1基于圖的CIM實(shí)現(xiàn)技術(shù)CIM模型映射為圖設(shè)備PSRType:410401Name:百花配所用變1mRID:17M00000010684038設(shè)備PSRType:410401Name:南院支1#配變1mRID:17M00000009242413設(shè)備PSRType:410401mRID:17M00000009242413設(shè)備PSRType:410401mRID:17M00000009242413……PSRType:……mRID:…………配電網(wǎng)大數(shù)數(shù)據(jù)應(yīng)用關(guān)關(guān)鍵技術(shù)3.1基于圖的CIM實(shí)現(xiàn)技術(shù)CIM不同實(shí)現(xiàn)技技術(shù)比較關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)存對(duì)象圖數(shù)據(jù)庫(kù)模型表示二維表對(duì)象映射有向圖模型拼接速度存在大量級(jí)聯(lián)操作，速度較慢加載時(shí)一次拼接，加載速度慢無需拼接，加載速度快持久化支持是否是節(jié)點(diǎn)規(guī)模中小規(guī)模小規(guī)模大規(guī)模檢索效率低中高指標(biāo)方案配電網(wǎng)大數(shù)數(shù)據(jù)應(yīng)用關(guān)關(guān)鍵技術(shù)3.1基于圖的CIM實(shí)現(xiàn)技術(shù)配電網(wǎng)大數(shù)數(shù)據(jù)應(yīng)用關(guān)關(guān)鍵技術(shù)3.2配網(wǎng)全景信信息集成技技術(shù)設(shè)備臺(tái)賬運(yùn)行數(shù)據(jù)地理信息電采數(shù)據(jù)配電網(wǎng)大數(shù)數(shù)據(jù)應(yīng)用關(guān)關(guān)鍵技術(shù)3.2配網(wǎng)全景信信息集成技技術(shù)采用數(shù)據(jù)融融合技術(shù)，，利用圖數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)擅長(zhǎng)處理理大數(shù)據(jù)量量、復(fù)雜關(guān)關(guān)系、快速速拓?fù)浞治鑫龅葍?yōu)勢(shì)，，將各類相相關(guān)信息映映射進(jìn)圖數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的的高度集成成，形成智智能電網(wǎng)動(dòng)動(dòng)態(tài)全景模模型。全景模型實(shí)時(shí)更新定期更新電源點(diǎn)追蹤供電范圍分析故障研判全景監(jiān)測(cè)動(dòng)態(tài)全景模模型目錄錄配電網(wǎng)信息化現(xiàn)狀一配電網(wǎng)大數(shù)據(jù)典型應(yīng)用場(chǎng)景二配電網(wǎng)大數(shù)據(jù)應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)三國(guó)網(wǎng)河南電科院已開展的工作四下一步打算五國(guó)網(wǎng)河南電電科院已開開展的工作作4.1河南配網(wǎng)在在線監(jiān)測(cè)系系統(tǒng)建設(shè)在配電自動(dòng)動(dòng)化系統(tǒng)未未全面推廣廣之前，利利用SCADA等數(shù)據(jù)，實(shí)實(shí)現(xiàn)變電站站內(nèi)10kV線路出線開開關(guān)遙測(cè)、、遙信數(shù)據(jù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)測(cè)功能；對(duì)對(duì)已加裝電電采終端的的配變，實(shí)實(shí)現(xiàn)配變運(yùn)運(yùn)行狀態(tài)的的在線監(jiān)測(cè)測(cè)。I:0AI:0AI:0AI:0A線路重載告告警10kV線路負(fù)載明明細(xì)國(guó)網(wǎng)河南電電科院已開開展的工作作4.1河南配網(wǎng)在在線監(jiān)測(cè)系系統(tǒng)建設(shè)I:0AI:0AI:0AI:0A過載告警過載配變統(tǒng)統(tǒng)計(jì)實(shí)現(xiàn)配變臺(tái)臺(tái)區(qū)重過載載和三相不不平衡監(jiān)測(cè)測(cè)分析，對(duì)對(duì)重過載、、不平衡越越限設(shè)備及及時(shí)報(bào)警，，提前預(yù)控控配電設(shè)備備運(yùn)維風(fēng)險(xiǎn)險(xiǎn)，防止設(shè)設(shè)備損壞。。國(guó)網(wǎng)河南電電科院已開開展的工作作4.2河南電力氣氣象系統(tǒng)建建設(shè)利用中國(guó)氣氣象局精細(xì)細(xì)化數(shù)值氣氣象服務(wù)產(chǎn)產(chǎn)品、基于于天氣雷達(dá)達(dá)的強(qiáng)對(duì)流流天氣預(yù)警警技術(shù)等成成果，建立立電網(wǎng)設(shè)備與與氣象信息息的關(guān)聯(lián)分分析模型，，實(shí)時(shí)展現(xiàn)未來雷雷電分布、大風(fēng)和降水預(yù)警（精度度可達(dá)1X1公里），自動(dòng)分析出出受影響的的電網(wǎng)設(shè)備備及影響等等級(jí)。國(guó)網(wǎng)河南電電科院已開開展的工作作4.2河南電力氣氣象系統(tǒng)建建設(shè)案例：電力力氣象系統(tǒng)統(tǒng)發(fā)布未來來1小時(shí)左右將將發(fā)生強(qiáng)降水紅色色預(yù)警（并伴有短短時(shí)大風(fēng)））后，鄭州州供電公司司某配電檢檢修工區(qū)啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)預(yù)案，搶修修車輛集結(jié)結(jié)、搶修物物資提前準(zhǔn)準(zhǔn)備。18時(shí)，該區(qū)配配網(wǎng)發(fā)生多多條線路跳跳閘事件。。故障預(yù)警案例國(guó)網(wǎng)河南電電科院已開開展的工作作4.3河南配網(wǎng)生生產(chǎn)指揮搶搶修平臺(tái)建建設(shè)綜合GIS、營(yíng)銷、D5000等數(shù)據(jù)，提提供基于地地理信息背背景下的進(jìn)度管控、故障定位、車輛定位、范圍分析等功能，實(shí)實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化搶修修，提升精準(zhǔn)化化管理水平平，縮短故故障處理時(shí)時(shí)間。國(guó)網(wǎng)河南電電科院已開開展的工作作4.3河南配網(wǎng)生生產(chǎn)指揮搶搶修平臺(tái)建建設(shè)通過故障輔輔助研判技技術(shù)，及時(shí)時(shí)獲知配網(wǎng)網(wǎng)故障信息息，通過桌面推推送和報(bào)警警短信搶修修指揮人員，，改變通過過客戶報(bào)修修被動(dòng)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)故障現(xiàn)狀狀，利用平平臺(tái)主動(dòng)發(fā)發(fā)現(xiàn)配網(wǎng)故故障。來自SCADA、配自、用用采的停電電告警故障影響分分析國(guó)網(wǎng)河南電電科院已開開展的工作作4.3河南配網(wǎng)生生產(chǎn)指揮搶搶修平臺(tái)建建設(shè)GIS地圖中清晰晰標(biāo)出停電電影響范圍圍，提高故故障查找效效率，縮短短配網(wǎng)故障障搶修時(shí)間間。國(guó)網(wǎng)河南電電科院已開開展的工作作計(jì)劃停電影影響分析標(biāo)準(zhǔn)化故障障預(yù)案重要用戶保保電4.3河南配網(wǎng)生生產(chǎn)指揮搶搶修平臺(tái)建建設(shè)分析計(jì)劃停停電影響，，制定故障障預(yù)案，針針對(duì)重要用用戶進(jìn)行保保電。饋線負(fù)荷特特性的可視視化，通過直觀方方式展示負(fù)荷年度和和晝夜變化化規(guī)律右圖是某條條饋線一個(gè)個(gè)年度的負(fù)負(fù)荷變化圖圖，X軸方向表示示每天24個(gè)時(shí)段，Y軸表示負(fù)荷荷大?。ㄍ瑫r(shí)用顏色色表示），，Z軸表示一年年內(nèi)的每一一天。國(guó)網(wǎng)河南電電科院已開開展的工作作4.4短期饋線負(fù)負(fù)荷預(yù)測(cè)綜合歷史負(fù)負(fù)荷和氣象象數(shù)據(jù)，預(yù)預(yù)測(cè)饋線、、配變等未未來負(fù)荷趨勢(shì)，為配電網(wǎng)安安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)運(yùn)行特別是是迎峰度夏、度冬期間間開展有序序用電、負(fù)負(fù)荷轉(zhuǎn)供、、優(yōu)化檢修修計(jì)劃等提提供支撐。。4.4短期饋線負(fù)負(fù)荷預(yù)測(cè)藍(lán)色為實(shí)測(cè)測(cè)值，綠色為預(yù)測(cè)測(cè)值國(guó)網(wǎng)河南電電科院已開開展的工作作目錄錄配電網(wǎng)信息化現(xiàn)狀一配電網(wǎng)大數(shù)據(jù)典型應(yīng)用場(chǎng)景二配電網(wǎng)大數(shù)據(jù)應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)三國(guó)網(wǎng)河南電科院已開展的工作四下一步打算五下一步打算算待解決的問問題：數(shù)據(jù)質(zhì)量問問題仍然是是制約配網(wǎng)網(wǎng)大數(shù)據(jù)發(fā)發(fā)展的關(guān)鍵