从国家电网公司配网运维管理现状来看,配网网架基础薄弱,自动化水平低、检测手段相对落后,配网点多、线长、面广,运行维护工作任务十分艰巨。与国外先进国家相比,我国在发电、输电、配电方面差异较大,尤其是配网方面差距较大,随着近年来配网资金的不断投入,配网运行情况得到了很大改善,但与主网相比,基础仍显太差,设备线路老旧、自动化水平较低、故障原因和位置判断手段不足以及故障自动隔离恢复能力欠缺是客观存在的问题。
1 研究必要性
大数据正在改变着世界,大数据技术正在渗透着电商、电信、电力、图书、医疗、旅游、城市交通等各个领域。大数据在配电网智能抢修指挥工作中的支撑作用以及在配电自动化网实时监控信息的相关分析,是大数据在配网精益化管理中的重要应用,关键技术的研究是将我们已有的和正在获取的配网数据经过混搭和处理后,挖掘分析出意外的效果甚至难以想象的应用。
2研究目标
基于源端数据开展配电自动化管理指数指标计算,细化分析指标劣化影响因素并辅助形成整改建议,为配电精益化管理提升提供管控手段,重点对以下几点进行研究:
1、配电自动化系统指标分析管控模型构建。
2、配电自动化系统中从故障分析定位和配网运行状态研究。
3、进行配电自动化建设应用管理智能抢修指挥支撑数据研究。
3指标分析管控模型
从指标构成来看,运行指标和建设管理指标两类指标主要从配电自动化系统的建设和应用两方面进行考核,其考核内容所需基础数据多数可从配电自动化系统中获取,运用信息化手段进行实时分析预警,能够进一步提升配电自动化系统管理工作针对性。对于该项指标数据的分析方法及模型运用逻辑树分析法契合度较高。模型构建思路如下:逻辑树又称问题树、演绎树或分解树等。逻辑树是将问题的所有子问题分层罗列,从最高层开始,并逐步向下扩展。把一个已知问题当成树干,然后开始考虑这个问题和哪些相关问题或者子任务有关。每想到一点,就给这个问题(也就是树干)加一个“树枝”,并标明这个“树枝”代表什么问题。一个大的“树枝”上还可以有小的“树枝”,如此类推,找出问题的所有相关联项目。逻辑树是所界定的问题与议题之间的纽带;它能在解决问题的小组内建立一种共识。
结合项目指标分析和管控需求,逻辑树的核心目标确定为提升配电自动化建设应用得分,其一级枝干确定为配电自动化终端平均在线率、遥控成功率、遥信动作正确率、配电自动化覆盖率、馈线自动化覆盖率、故障自动判别处理率、配电终端到货检测率等,二级及以下枝干为数据提升问题,模型运转时问题与以解决思路集规则引擎进行匹配对应,并结合配电自动化应用现状进行可行性排序及筛选,最终给出指标管控建议。
分析历史故障数据,用主成分分析法确定引起故障发生的主要因素并对其设定故障阈值,结合运行监测数据,发现异动指标并发出警报。配网故障预警机制主要基于大数据的研究和分析方法,基于设备台账、检修记录、设备故障、设备运行监测、国网GIS空间信息资源、用户用电量数据和天气环境等数据进行多元关联分析,挖掘出深层次的数据之间的关联关系,解决如何将维修方式从事后维修、定期维修转变为视情维修、预防性维修,降低维修保障费用、缩短维修时间、提高设备的完好率,加快设备维修方式向基于状态维修转变的进程,提高设备的状态检测、寿命预测、健康评估等方法,包括数据处理方法(数据预处理、特征处理等)、状态检测方法、健康评估方法、预测评估方法(基于数据和基于模型的预测、剩余寿命预测)、建议生成方法(健康状态综合评估、辅助决策),用于解决指导在故障发生前决策以阻止更大的连续性故障的发生,提高故障处理的准确性、全面性和自动化程度。保证系统安全工作和正常运行,为维修决策提供支持。
态及持续时间,实现对电网削峰填谷的作用。二是备用服务。利用电动汽车用户的快速响应性,将电动汽车作为可中断负荷,当电网出现高峰负荷、紧急事故、价格尖峰情况下,通过中断或继续充放电状态,等效给电网增加备用容量,以提高电能质量。三是调频调压。大规模电动汽车的应用,带来可观的储能容量,根据电动汽车用户的用电灵活性,能够快速改变充放电状态,用于储能和控制负荷,提供电网调频调压服务。
4故障分析定位和配网运行状态分析
1.故障分析定位
建立配网专家诊断系统,基于模糊集的报警信息处理,不但考虑开关和保护动作的不确定性,还将故障时电压、电流不同于正常运行时的特征信息用模糊集表示,利用模糊推理来提高诊断结果的准确性和可用性;利用分层分布式电力系统故障诊断问题求解方法,即根据已知条件及分布情况,将电力系统故障诊断这样一个复杂问题分成相互关联的若干子问题,各个子问题相互独立又相互协调地进行求解。
2.配网运行状态分析
建立多元回归分析模型,结合运行监测数据,设备台账、检修记录、故障记录和环境因素数据等,利用主成分分析法筛选出影响设备运行状态的主变量,建立设备状态回归曲线,进而设定主变量的值,预测设备的运行状态,分析出设备在条件变化时的状态;进一步根据故障记录与设备台账参数的比对,分析总结设备家族缺陷;采用聚类分析法,对同类设备进行状态分类,有针对性地进行维护和检修,避免事故发生,同时为更科学的设备选型提供依据。
5智能抢修指挥支撑数据研究
智能抢修指挥是一项综合系统的技术研究,以配网GIS空间信息为支撑,结合营配调信息全面贯通融合工作成果,基于配网大数据采用大数据挖掘分析技术,利用MapReduce大数据分析方法,对海量配网相关数据,包括DSCADA(配网调度实时数据)、用电信息采集系统、电能质量在线监测系统等,给出一组键值,就能挖掘出想得到的结果。
6总结
本文的研究具有良好的应用前景,且随着国内电力公司配电自动化建设应用管理考核力度的不断加大,开展故障分析定位和配网运行状态分析以及智能抢修指挥支撑数据研究,能够实现管理水平提升的同时实现管理质效提升,为配电自动化系统的建设和深入应用提供技术支撑。充分发挥人员效率、降低能耗和运营成本、提升配网运维管理和优质服务的水平。