第一篇：淺析大數(shù)據(jù)技術在配電網(wǎng)運行管理中的發(fā)展與運用

淺析大數(shù)據(jù)技術在配電網(wǎng)運行管理中的發(fā)展與運用

【摘要】為了適應日益增長的電力需求，解決配電網(wǎng)點多、設備多、管理難度大、配電網(wǎng)信息實時性低等問題，本文系統(tǒng)梳理了國際、國內配電網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀，以及數(shù)據(jù)挖掘與分析處理技術在配電網(wǎng)的應用研究情況，將大數(shù)據(jù)挖掘應用引入配電網(wǎng)日常管理，利用大數(shù)據(jù)分析，提前發(fā)現(xiàn)未來病態(tài)設備，推進配電網(wǎng)設備向在線化、透明化、智能化發(fā)展，將配電網(wǎng)由“修得快”向“不停電”轉變，提升優(yōu)質服務水平，并希望能對今后相關研究實踐工作提供一定的參考價值。

【關鍵詞】配電網(wǎng) 大數(shù)據(jù)應用 電網(wǎng)運行管理

中圖分類號：TM73 文獻標志碼：A

基于數(shù)據(jù)的知識發(fā)掘是企業(yè)為提高經營管理水平，促進企業(yè)轉型升級的重要的支撐。隨著大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)技術的不斷發(fā)展，電力行業(yè)信息系統(tǒng)中蘊含的數(shù)據(jù)量越來越多，對其的價值發(fā)掘利用也日趨深入。數(shù)據(jù)挖掘技術為數(shù)據(jù)的知識發(fā)現(xiàn)提供了技術支持，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)―信息一知識一智慧的轉變。通過發(fā)掘公司信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，在公司的配電網(wǎng)管理產生重要作用，對線損管理、配網(wǎng)規(guī)劃、配網(wǎng)運維、需求側管理等方面產生明顯的經濟效益。

一、大數(shù)據(jù)處理技術在配電網(wǎng)運行管理中的應用方向

（一）主動配電網(wǎng)能量優(yōu)化調度方面的應用

從數(shù)據(jù)分析層面上看，目前電網(wǎng)中各信息系統(tǒng)大多是基于本業(yè)務、本部門的需求，存在不同的平臺、應用系統(tǒng)和數(shù)據(jù)格式，導致信息與資源分散，異構性嚴重。而大數(shù)據(jù)處理平臺能夠實現(xiàn)多源異構數(shù)據(jù)的存儲和提取，并能大大提高數(shù)據(jù)存儲容量，這將有效提高主動配電網(wǎng)能量調度系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲效率。

（二）主動配電網(wǎng)保護控制方面的應用

靈活多變的用電負荷與規(guī)?；尤氲姆植际诫娫串a生了大量的量測信息，同時先進的量測技術與通信技術也使配網(wǎng)能夠實現(xiàn)更為全面、實時的狀態(tài)監(jiān)測。因而，應有效利用日益增長的海量配網(wǎng)信息以應對主動配電網(wǎng)運行控制對保護所提出的新要求與新挑戰(zhàn)。分析配網(wǎng)保護多設備間信息共享策略，以多節(jié)點及其相關區(qū)域冗余信息為基礎的多信息保護與控制方法將是未來的重要研究方向。主動配電網(wǎng)中保護測量信息具有多源、多時間尺度的特點，因此，配網(wǎng)保護量測數(shù)據(jù)的自動關聯(lián)與統(tǒng)一描述方法將是一個重要的研究方向。

（三）應用在主動配電網(wǎng)的狀態(tài)分析評估方法

主動配電網(wǎng)的運行情況有幾類關鍵的信息采集，其中包括電動汽車的特殊負荷時空分布特征、設備運行狀況檢測、短期負荷情況預測、分布式電源出力情況預測。其中，關聯(lián)規(guī)則聚類系統(tǒng)繼承了關聯(lián)的分類、決策樹等挖掘方法，是可以應對分布式電源出力的分析來關聯(lián)出各類的氣象數(shù)據(jù)和周圍地域相異氣象站的特征情況。挖掘分布式電源出力的情況不是穩(wěn)定的，它的概率情況隨著分布式電源出力的變化而改變。用戶的智能電表將大量的用電信息傳送到主動配電網(wǎng)中，數(shù)據(jù)的流通可以達到雙向的效果。隨機變化模式、數(shù)據(jù)波動模式和穩(wěn)定模式在當前的主動配電網(wǎng)中成為了分析用戶負荷情況的三大模式，可以將智能電表中海量的數(shù)據(jù)用聚類分析的方法收集并提取。負荷與日期和天氣構建的關聯(lián)情況可以用關聯(lián)分析技術來分類；短期負荷的檢測精度可以用規(guī)則挖掘的智能預測系統(tǒng)來提高。

（四）主動配電網(wǎng)需求側管理方面的應用

需求側管理能夠維持配電網(wǎng)中供用電平衡，從而提高DG的滲透率，而DG滲透率的提高又能夠降低負荷的峰值，從而延緩配電網(wǎng)的升級。另外，主動配電網(wǎng)中的電動汽車以及擁有分布式發(fā)電單元的用戶都是調度中心可以調控的對象，是主動配電網(wǎng)需求側管理的重要研究對象。在主動配電網(wǎng)運行的過程中，這些研究對象都積累了大量的運行信息，例如用戶智能表計信息，電動汽車充放電規(guī)律信息等。對這些信息的有效數(shù)據(jù)挖掘，將促進需求側管理策略的制定更為合理有效。同時，電動汽車放電電價補償，分布式能源用戶電價補償?shù)日叩闹贫ㄒ惨蕾囉谟脩粜袨樾睦矸治龅慕Y果，這些信息的利用也是大數(shù)據(jù)在需求側管理方面應用的重要方向。

二、大數(shù)據(jù)技術在配電網(wǎng)運行管理中應用場景拓展

（一）國內對配電網(wǎng)的資產管理主要停留在概念層面。對量大面廣的配電設備，基本上則以經驗為主，采取相對粗放的定性評估，且尚未從配電網(wǎng)整體角度輔以定量評價的方法，建立高效、經濟的管理體系。近年來，雖然我國電網(wǎng)資產管理研究有從基于設備評估到基于網(wǎng)絡健康狀態(tài)評估方面發(fā)展的趨勢，但并未形成完整理論體系。

（二）實現(xiàn)配電資產全壽命周期管理依賴于對各類配電設備乃至整個配電網(wǎng)健康狀態(tài)的定量評估。目前已有的定量評價模型（例如針對單體設備的EA（Arrhenius equation）公式和針對配電網(wǎng)絡的扣分法），僅為簡單的健康狀態(tài)評價指標（例如僅考慮老化因素）或簡單量化分析的方法，且評價指標多從設備本體以及網(wǎng)絡結構等因素出發(fā)，對于自然環(huán)境等外力因素考慮較少，因而缺乏更為合理、準確、全面的配電設備及網(wǎng)絡的健康狀態(tài)評價方法和更深入的信息規(guī)律挖掘研究。

（三）實現(xiàn)配電資產全壽命周期管理需要大量數(shù)據(jù)做支撐，然而由于電力系統(tǒng)的特殊性，難以直接利用?@取的配電數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡在線監(jiān)測數(shù)據(jù)與離線檢測數(shù)據(jù)。同時，對于各種監(jiān)測數(shù)據(jù)的篩選和辨識相對較低，缺乏有針對性的數(shù)據(jù)處理方法。

（四）我國配電網(wǎng)資產管理知識（例如一線專家根據(jù)某類型變壓器測量數(shù)據(jù)所給出的診斷結論）可傳承性不佳。對各類配電設備的管理，一線專家經過多年摸索，擁有很多寶貴經驗。然而作為個體的總結，在已有的配電資產管理體系中，往往難以得到繼承與復用；因此，如何將抽象的經驗具體化、符號化，實現(xiàn)知識的存儲與繼承，是我國配電網(wǎng)資產管理中存在的一個前瞻l(fā)生問題，也是一項具有挑戰(zhàn)性的研究工作。

（五）國內變配電設備在信息的監(jiān)測、存儲與共享研究方面取得了較大的進展，并研發(fā)了針對變壓器、斷路器等設備的狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷機制，但仍面臨很多突出問題：狀態(tài)監(jiān)測還處于分散監(jiān)測階段，與計算機監(jiān)控系統(tǒng)相互獨立，電力控制中心與各個變電站之間、狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)與其他系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)信息共享模型與通信接口高度異構，難以充分利用不同的信息進行設備的狀態(tài)評估；另外，變配電的監(jiān)測管理依靠簡單的視頻監(jiān)控，且在線監(jiān)測技術缺乏相應的技術和管理標準，部分在線監(jiān)測裝置壽命短、運行不穩(wěn)定、測試效果差，對設備狀態(tài)進行分析需要耗費大量的時間和精力，且變配電設備的基本數(shù)據(jù)保存分散，難以查找，容易丟失。這些問題的解決是大數(shù)據(jù)技術在配電網(wǎng)中應用的前提。我國配電網(wǎng)規(guī)模大、設備眾多，所以數(shù)據(jù)量非常可觀，但也存在諸多挑戰(zhàn)：從時間、空間標識的角度來看，配電網(wǎng)數(shù)據(jù)具有分散性；從測量工況復雜的角度來看，數(shù)據(jù)具有模糊性；此外數(shù)據(jù)還具有冗余性、高維性等特征；即使合理地利用智能終端實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的獲取，各種監(jiān)測數(shù)據(jù)的篩選與辨識仍然存在困難――解決數(shù)據(jù)的可信性問題正是大數(shù)據(jù)工作的核心部分之一。合理利用智能終端實現(xiàn)設備和網(wǎng)絡運行數(shù)據(jù)以及其他外部環(huán)境數(shù)據(jù)可獲取，大數(shù)據(jù)技術（人工智能、群體智能、深度學習、機器學習等）基于獲取的豐富海量的數(shù)據(jù)能進一步分析設備個體運行狀態(tài)（找出反映設備健康狀態(tài)的關鍵特征量，從而降低數(shù)據(jù)維度，提高效率），判斷設備是否還能正常工作或者建立設備和網(wǎng)絡整體的正常工作區(qū)間（大數(shù)據(jù)實現(xiàn)狀態(tài)估計），同時結合專家經驗修正相關模型，實現(xiàn)經驗分析和數(shù)據(jù)分析相結合，傳承資產管理中的專家知識，提高模型的可解釋性和泛化能力。

三、結語

總而言之，配電網(wǎng)的未來發(fā)展趨勢是朝著更加強大的數(shù)據(jù)分析、更加直觀實時的數(shù)據(jù)觀察的智能化道路發(fā)展。電力領域的大數(shù)據(jù)技術穩(wěn)定性得到了很大的提高，但是在數(shù)據(jù)的及時性和保護方面仍然有很大的提升空間。作為相關人員，應該不斷地進行摸索研究，并提升自己的專業(yè)技術水平，更好地促進我國電力事業(yè)的發(fā)展。

第二篇：配電網(wǎng)運行與管理研究

配電網(wǎng)運行與管理研究

目前，隨著電力系統(tǒng)的迅速發(fā)展和超高壓大容量電網(wǎng)的形成，配電網(wǎng)的運行與管理技術已發(fā)生了很大變化，國內外經驗表明，如果對配電網(wǎng)運行管理不善，一旦發(fā)生故障，輕者造成部分用戶停電，重者使系統(tǒng)失去穩(wěn)定性、電網(wǎng)瓦解、造成大面積停電、經濟遭受巨大損失。電力生產的最大特點就是發(fā)電、輸電、變電、配電、用電必須同時進行。作為電力生產重要環(huán)節(jié)之一的配電網(wǎng)，其設備運行及管理的好壞，直接關系到供電企業(yè)所得利潤和經濟效益。同時隨著配電網(wǎng)容量的增大，新技術的應用和配電網(wǎng)綜合自動化改造進程的加快，配電網(wǎng)運行與管理的工作量及難度顯著增加，這對配電網(wǎng)運行與管理人員的綜合素質提出了更高的要求。

為了提高配電網(wǎng)運行與管理者的管理水平，將對配電網(wǎng)運行與管理技術所涉及到的配電網(wǎng)規(guī)范化管理、配電線路、配電變壓器的運行管理及現(xiàn)場安全工作等作系統(tǒng)研究。

研究內容要點：

1.配電線路運行技術

2.配電變壓器的運行試驗選擇

3.箱體變電站選擇、安裝、調試

4.配電網(wǎng)無功功率自動補償技術

5.配電網(wǎng)安全管理

6.配電網(wǎng)設備管理

第三篇：矢量化SVG圖形技術在配電網(wǎng)運行監(jiān)視中的應用

2014年電力系統(tǒng)自動化學術研討會論文集

矢量化SVG圖形技術在配電網(wǎng)運行監(jiān)視中的應用

陳廣，朱如升

（北京科東電力控制系統(tǒng)有限責任公司 2014）

摘要：SVG具有可擴展、可交互等特性，將SVG引入到電力WEB系統(tǒng)中，是電力系統(tǒng)實現(xiàn)WEB發(fā)布的新途徑。本文總結了目前配電自動化系統(tǒng)中的WEB技術現(xiàn)狀和不足，提出了基于SVG技術實現(xiàn)電網(wǎng)WEB發(fā)布的基本模型、架構和具體方法。通過實踐證明SVG技術完全能夠勝任電力系統(tǒng)的WEB應用需要，將在電力系統(tǒng)的各個方面得到廣泛的應用。

關鍵字：SVG；WEB系統(tǒng);電力；配網(wǎng)自動化；配網(wǎng)運行監(jiān)測

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

近年來，WEB的相關技術發(fā)展最為迅速，通過Java、JavaScript等網(wǎng)絡編程語言，HTML（HyperText Markup Language），XML（eXtensible Markup Language）互聯(lián)網(wǎng)上的數(shù)據(jù)通用語言，在WEB瀏覽器中可以展現(xiàn)出豐富生動的虛擬世界。

配電自動化系統(tǒng)作為配電網(wǎng)監(jiān)控的系統(tǒng)，有大量的電網(wǎng)運行的數(shù)據(jù)和圖表。在使用WEB技術之前，異構機器需要瀏覽電網(wǎng)的圖形和數(shù)據(jù)是很困難的。一般有兩種方式：

（1）、在用戶的機器上安裝終端設備或終端軟件，用于登錄配電自動化主站，然后可以瀏覽圖形和數(shù)據(jù)。這種方式簡單易行，但是由于直接登錄配電自動化主站，加大了主站的負載，同時增加了網(wǎng)絡資源的開銷，也會對配電自動化系統(tǒng)的運行造成一定的影響，而且權限不夠的用戶直接登錄系統(tǒng)，對系統(tǒng)的安全

2014年電力系統(tǒng)自動化學術研討會論文集

也帶來了一定的隱患。

（2）、另一種方式就是，額外開發(fā)另一個系統(tǒng)，該系統(tǒng)只用于瀏覽配電自動化系統(tǒng)中的圖形和數(shù)據(jù)，不支持用戶的任何涉及到更改電力設備狀態(tài)的操作。這種方式確實可以避免（1）中所提到的問題，但是重新開發(fā)一套系統(tǒng)需要人力和金錢的投入，而且后期的維護會比較復雜。

由于WEB是基于瀏覽器實現(xiàn)的，可以實現(xiàn)跨平臺訪問，而且開發(fā)過程中利用標準語言和協(xié)議。因此在配網(wǎng)運行中搭建WEB服務器，只要訪問的客戶端機器裝有瀏覽器，就能夠實現(xiàn)對配電自動化系統(tǒng)中的圖形和數(shù)據(jù)的訪問功能，從而達到配電網(wǎng)運行監(jiān)測的目的。而瀏覽器已經是各種計算機操作系統(tǒng)的一部分，因此，利用WEB技術，基本對于客戶端機器零要求，就能實現(xiàn)對配電自動化系統(tǒng)中的圖形和數(shù)據(jù)的訪問，而且通過防火墻和物理隔離裝置，亦能保證配電自動化系統(tǒng)的正常運行和安全。

目前，目前國內系統(tǒng)多數(shù)采用CGI(Common Gateway Interface)技術或者利用ActiveX控件實現(xiàn)圖形的WEB發(fā)布。但是在訪問系統(tǒng)的過程中，用戶與圖形的交互頻繁，CGI技術會大大的增加網(wǎng)絡的傳輸量，造成過重的服務器負載，而且重復的畫面刷新也會給客戶端的操作帶來很大的不便。而利用ActiveX控件，雖然可以通過客戶端完成一部分基本的功能，但需要客戶端安裝相關的插件，而且其安全性和跨平臺性也不能滿足需要。因此基于以上的瓶頸，一種新的解決方案呼之欲出。

SVG是W3C組織發(fā)布的一種基于XML的開發(fā)的二維圖形描述語言，主要面向網(wǎng)絡應用，目的在于滿足WEB應用日益增長的對動態(tài)、可縮放、和平臺無關的展現(xiàn)復雜內容并實現(xiàn)靈活交互的需求。SVG規(guī)范了矢量圖形的格式，并將其在客戶端瀏覽器上的解析和表現(xiàn)交給了SVGVIEWER插件（高版本的瀏覽器已經完全支持SVG渲染），通過提供服務器端調用及客戶端的腳本語言共同完成電網(wǎng)圖形的渲染，從而使服務端的矢量圖形數(shù)據(jù)直接供用戶瀏覽、查詢和分析，大大的減少了服務器的負載及網(wǎng)絡數(shù)據(jù)的傳輸量。其作為一種新的網(wǎng)絡矢量圖形標準，為基于SVG的配電網(wǎng)運行監(jiān)測提供了一種良好的解決方案。SVG的特征和優(yōu)點

1.1 SVG的特征

SVG是Scalable Vector Graphic的英文縮寫，即為可擴展的矢量圖形。它是W3C制定的、用矢量描述圖形的XML應用標準。它有著許多的優(yōu)點，比如可擴充性(sca1able)，動態(tài)性，強交互性。SVG支持無極放大，對SVG圖片進行任意比例的放大都不會損害圖片的顯示(沒有太多的失真)，其他諸如BMP，JPEG格式的圖片都不支持無級放大。SVG有動畫元素，只要在SVG文件中嵌入SVG動畫元素就可以實現(xiàn)動畫效果了。同時SVG也定義了豐富的事件，包括鼠標事件和鍵盤事件，只要對SVG進行相關的腳本編程就可以實現(xiàn)SVG文件的交互操作。1.2 SVG的優(yōu)點

從網(wǎng)絡的應用角度來講，SVG具有如下獨特的一些功能優(yōu)點：（1）、標準的文檔描述和檢索性

通常的柵格圖像和矢量圖像沒有自我描述的特性，而SVG本身就可以帶有描述性的文字來描述文檔的信息（如：大小、顏色等）。SVG內的文字都以文本的形式出現(xiàn)在XML文件中，這些信息可用于搜索引擎，而以往的搜索引擎通常無法搜索到寫在點陣圖像內的文字。

（2）支持用戶與圖像的交互

SVG支持各種先進的網(wǎng)頁交互技術。象HTML頁面一樣，可以設置SVG圖像以捕獲某些事件(如點擊鼠標和滾動)，并用它們啟動腳本。在構建簡單SVG圖像時，可以通過屬性捕獲這些事件。最常用的是onclick、onactivate、onmousedown、onmouseup、onmouseover、onmousemove、onmouseout、onload、onresize、onunload和onrepeat。當這些事件之一被觸發(fā)，就可以將事件對象本身提供給腳本，腳本反過來再用它確定哪個對象觸發(fā)了該事件(也就是點擊了什么對象)。然后腳本可以操縱那個對象的特性，如它的屬性等。SVG用