智能配电网综合数据平台的设计研究

秦楠

摘要：配电网智能化建设以提高供电可靠性、改善供电质量、提升电网运营效率和满足客户需求为目的。配电网智能化建设与改造不可或缺的是综合数据平台的应用，以综合数据平台为基础，依据本地区经济发展、配电网网架结构、设备现状、负荷水平以及不同区域供电可靠性的实际需求进行配电网智能化建设和改造。该文从智能配电网管理需求、综合数据平台应用、智能配电网综合数据平台设计等方面介绍了智能配电网综合数据平台的构建和应用。

关键词：智能配电网；综合数据平台；数据采集；数据分析

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）02-0158-03

配电网智能化建设以提高供电可靠性、改善供电质量、提升电网运营效率和满足客户需求为目的。配电网智能化建设与改造不可或缺的是综合数据平台的应用，以综合数据平台为基础，依据本地区经济发展、配电网网架结构、设备现状、负荷水平以及不同区域供电可靠性的实际需求进行配电网智能化建设和改造。

1 智能配电网管理需求

各地供电公司智能配电网的管理标准指示配电网在管理层需要达到的标准。配电网的管理标准包括：配电网中设备标识的管理和维护、配电网基本信息资料、供电公司管辖的配电网综合管理工作等内容。智能配电网构建与改造必须考虑智能配电、智能用电方面的发展需要。

1.1智能配电网构建

智能配电网的构建，除了包括传统配电网中的电缆、变压器、隔离开关等设备，还包括配电网智能化改造或建设的通信网络、数据处理平台。智能配电网的设置应符合下列标准：

配电变压器的设置必须符合城乡发展规划、电网建设规划、技术改造的要求，满足配电变压器管辖用户近期对电力的需要，适当考虑中远期电力的需要，设置在低压负荷的中心，缩短低压供电的半径，降低低压线路的损耗，保证电压质量，争取最好的经济效益。智能配电网中各设备的选型必须符合国家相关标准、电力行业的技术标准和规程，以及技术装备先进、环境配置合理的要求。

智能配电网中变压器的配置应按“小容量、密布点、短半径”的原则，即可以满足供用电可靠、安全、运行灵活、经济、管理方便的要求，又可以适当留有余地。室内安装的变压器必须根据负荷的需求选择：室内变压器单台的容量不能超 800KVA。杆架式或台式、户外安装的变压器根据负荷需求选择：单台容量一般不超过400KVA。

智能配电网中的无功补偿装置遵循分层分区、周边平衡的原则。智能配电网安装无功自动补偿装置时，要求：在低压侧母线上安装，容量按变压器容量 30%～40%设置；以电压为条件，依照无功要求分类自动进行投切；采用复合投切的方式；选择适当的变压器分接头，以免电压过高，电容器不能运行。

智能配电网下各级分支箱必须外观完整，上锁，分支箱中的带电器件要用绝缘材料封包，公开的场地，如进行落地安装配电箱，要用双重的绝缘措施；金属箱体必须采用外壳接地。配电网的表计量装置安装齐全，采用具有远程监控和采集功能的电能计量表，电能计量准确，密封施封要完备，配电网的一般停送电故障处理需要不影响计量表的准确计量。智能配电网设备应设备标识清楚，并采取智能防盗措施，例如：线路导线、设施安防，电缆井盖安防和变压器安防等。

1.2智能配电网各项指标的管理

根据配电网的线损情况，智能配电网线损管理有四个方面的管理。第一，线损率达标的管理，线损率达标的配电网有两种情况，分别为楼宇集中用电、非集中用电管理。属于楼宇集中用电管理，城网配电网线损率应小于等于 8%，农网、城乡结合部应小于等于10%。属于非集中用电的，城网配电网线损率应小于等于 10%，农网、城乡结合部应小于等于12%。第二，线损率不合格配电网，城网配电网线损率应小于等于 12%，农网、城乡结合部应小于等于15%。第三，特高损耗配电网，城网配电网线损率应小于等于 18%，农网、城乡结合部应小于等于20%。第四，配电网的电费回收指标、客户对供用电服务投诉数量等指标的管理，也属于智能配电网指标的管理。

1.3智能配电网指标考核

智能配电网指标考核包括责任人考核、配电网线损率考核、电费回收率考核、配电网电价执行情况考核、配电网优质服务情况考核等。责任人考核内容包括：业务变更导致电力营销系统中标识、资料、信息发生变更时，必须明确变更内容的维护责任人员、完成时限、责任追究；负责维护配电网设备标识的岗位名称、部门名称。电费回收率考核结果应提供给电力营销部门写出分析报告。配电网是否是优质服务情况考核，用户可以通过对配电网服务进行评价，根据评价考核配电网是否属于优质服务。

2综合数据平台的应用

2.1 综合数据平台的定义

综合数据平台提供供电公司配电网的数据整合。针对原本分散、类型与结构不一致的数据中存在的质量问题和规范标准问题进行清洗整理，按照标准的模式存储在ODS（操作型数据存储）和数据仓库中。

综合数据平台就是一个在某一特定领域内，运用大量数据提取并分析的计算机程序系统。综合数据平台可以为行业专家提供计算机模型的基本数据，进而来处理现实世界中需要专家做出分析的复杂多样化问题，并得出和行业专家相似的结论。

2.2 综合数据平台的特点

综合数据平台包括：基础数据平台、查询统计、预警监控、数据分析。

基础数据平台提供智能配电网的数据整合，构成包括ODS、数据仓库、在线历史库和电子档案库等的数据分析基础环境。查询统计包括具有调取数据、录入数据、组合运算、查询显示等基本功能，还可以进行通用和特殊报表的设计、发布、生成填报和修改、订阅和显示输出以及打印归档。预警监控包括按照一定的业务口径定义业务预警指标，系统对这些预警指标进行监控，发现异常时系统做出相应的操作和处理，功能包括预警监控信息的生成、查询、发送、处理、追踪反馈、结果干预等。数据分析包括根据基础数据平台提供的数据，配电网数据与量化指标进行对比，并根据各项指标进行配电网运行预测和配电网能力的估算。

3智能配电网综合数据平台的设计

国家电网公司提出：“坚强智能电网建设是一项高度复杂的系统工程，包括发电、输电、变电、配电、用电、调度六个环节以及支撑各个环节的通信信息平台。”同时，指出智能配电网建设与改造的原则，其中一个原则：智能配电网构建要以配电调度和配电网生产指挥为主，实现对配电网在智能配电网的综合数据平台应用中，汇总哪些方面的数据是至关重要的。

智能配电网构建需要智能化的电气设备，更需要精心的管理和策划。智能化配电网电气设备包括：谐波治理设备、无功补偿设备、智能型变压器等设备，为智能配电网数据采集提供良好的硬件基础；精心的管理和策划网络通信和数据采集系统，配置一个数据应用平台，最大限度地挖掘这个优质配置的电网内部潜力。

在电网设备配置方面，将低电压线路、变压器和用电客户的要求协调考虑，在配电网各方面进行智能改造；在电力工作管理方面，兼顾营销管理和生产管理两方面的要求。智能配电网改造可以按照智能配电网设备巡检、正常运行、设备操作、事故智能化分析四个层面来进行综合数据平台的设计。智能配电网的构建应考虑可扩展条件，以便能够接入更多未来发展需要的智能设备，而不必再进行二次建设。

3.1 设备巡检数据平台

配电网中的设备巡检工作包括：常规巡检、全面巡检、夜间巡检、特殊情况巡检。智能配电网的设备巡检数据平台设计的功能包括；常规巡检智能化工具数据采集记录，用于记录变形、变色、污秽、腐蚀、火花等现象；智能化巡检工具的使用，例如：智能测温仪可以把巡检的设备温度数据收集到数据平台供后期分析；智能巡检仪可以提示值班员巡检设备的顺序和位置，避免漏巡检的发生；智能夜间巡检设备，引导值班员进行夜巡，防止出现安全事故或巡检不到位的情况。

3.2 智能配电网运行数据平台

配电网各个设备正常运行期间，值班员要按运行规程，在主控室中的各种控制屏幕上监视各种仪表的视数、监视各个开关状态的指示情况、监视配电站一次设备、二次设备的运行情况、监视电网潮流分布状况。

智能配电网运行数据平台的设计要考虑两方面功能：第一，在设备正常运行时候，值班员下达运行监视指令，智能配电站智能化完成设备运行数据的记录，如出现异常及时报警，并给出处理建议；第二，在配电站各种仪表、各个开关、一次设备、二次设备等适当位置安装数据采集装置，将数据采集到运行数据平台，进行进一步的分析处理等工作。

智能配电网运行数据平台设计的数据包括：线路电压电流数据、绝缘设置情况、标识牌设置情况、线路有功和无功功率情况、配电网潮流情况、母线频率和电压情况、变压器功率因数、电容投切状况等。各种数据根据一定的时间间隔，通过数据平台收集并整理。

3.3 设备操作数据平台

配电网的设备操作包括：电气设备倒闸操作、停电拉闸操作等，其中最为常见的操作是倒闸操作。以单母线停电检修操作方案为例，首先进行模拟操作，依次将电容器、电抗器、主变压器低压断路器转换为冷备用状态，再停电母线电压互感器，最后接地。这一系列操作需要操作人员反复诵记，增加操作人员的工作量。设备操作数据平台的设计包括各种电器设备的标准操作过程，为操作人员提供操作规程参考，提供智能答疑，实现配电网设备操作规程智能化提示。

设备操作数据平台的设计还包括：在各个设备操作机构上进行智能化改造，设备操作时进行智能化引导，防止误操作。

3.4 事故智能分析数据平台

配件网的事故处理需要工程技术人员有一定的事故处理经验，并按照相关规定、技术规范进行事故分析。智能配电网的事故智能分析数据平台的功能设计包括：辅助工程人员判断事故原因，逐一排除人身伤亡、大面积停电、设备运行事故，分析事故发生前后各运行数据情况；为事故分析专家系统提供数据依据，辅助工程人员尽快处理事故。

3.5 综合数据平台

综合数据平台，是配电网综合数据汇总并分析的数据平台，该平台可以为管理层提供决策依据。

综合数据平台具备的功能包括：判断配电网的线损等级，根据配电网线损指标，判断配电网的线损等级；判断配电网综合指标，根据配电网指标考核包括责任部门考核、配电网线损率考核、电费回收率考核、配电网电价执行情况考核、配电网优质服务情况考核，判断配电网综合指标。

4 总结

配电网智能化建设以提高供电可靠性、改善供电质量、提升电网运营效率和满足客户需求为目的。配电网智能化建设与改造不可或缺的是综合数据平台的应用，以综合数据平台为基础，依据本地区经济发展、配电网网架结构、设备现状、负荷水平以及不同区域供电可靠性的实际需求进行配电网智能化建设和改造。本文从智能配电网管理需求、综合数据平台应用、智能配电网综合数据平台设计等方面介绍了智能配电网综合数据平台的构建和应用。

参考文献：

[1] 赵腾，张焰，张东霞.大数据应用技术与前景分析[J].电网技术，2014，38（12）：3305-3413.

[2] 郭金根，刘晔.基于IEC 61970的智能电网数据采集平台设计[J].浙江电力，2010，29（8）：41-44.