基于数据可视化技术的供电服务质量提升研究

崔静安，周 通，赵红庆，卢 慧，钟金柱，周初南

(1.国网西安供电公司，陕西 西安 710000；2.北京许继电器有限公司，北京 100000)

基于数据可视化技术的供电服务质量提升研究

崔静安1，周 通1，赵红庆1，卢 慧1，钟金柱2，周初南2

(1.国网西安供电公司，陕西 西安 710000；2.北京许继电器有限公司，北京 100000)

为了提升供电服务质量，文中基于可视化技术和C/S架构，结合地理信息系统(GIS)，设计并实现了集数据导入、整理、分析预测和可视化等功能于一体的电力运营数据可视化及分析平台。该平台经过测试，实际运行效果良好，能实现基础的电网运行状况监控工作，并能对报修情况进行统计、分析和预测，力求从根本上对供电服务质量进行改善并提高，能为相关电力运营数据可视化及分析平台的设计提供技术支持。

电力运营；供电服务质量；可视化技术；C/S架构；地理信息系统

电网是我国最重要的基础设施之一，是国家和人民生产和生活质量的重要保障，因此对其进行及时、有效的监控以提供较高的供电质量尤为重要[1-2]。加上近年来国家建设和人民用电需求的不断增加，相应的监控设备和数据采集量需求也大幅提升，对电网维护人员的设备维护以及报修信息处理能力也提出了不小的挑战[3-4]。

为了保障国家和人们的正常作业供电，提升供电服务质量，本文基于数据可视化技术和C/S架构，结合GIS地理信息系统，设计并实现了集数据导入、整理、分析、预测和可视化等功能的电力运营数据可视化及分析平台。经过测试，该平台能够对电网运行状况进行有效监控，并能对报修情况进行统计、分析和预测，从而有效提高供电质量，具有一定的参考价值。

1 系统架构

如图1所示，为本文设计的电力运营数据可视化及分析平台。该平台基于数据可视化技术和C/S架构，包含了数据导入、整理、分析、预测和可视化共5个功能模块[5-7]。其中，数据库设计采用的是SQLServer2014，GIS平台为GMap(开源平台，相关离线地图数据直接采用高德地图数据)，开发和实现平台为Windows Server 2008[8-12]。值得注意的是，本文使用的电力运营数据源来自营销基础数据平台、PMS系统、一次线路线下数据和停电计划线下数据，数据范围涵盖了营销95598工单数据、线路地理位置数据、台区数据和停电或有序用电计划数据[13-15]。

图1 本文设计的电力运营数据可视化及分析平台架构示意图

2 功能模块

2.1 数据导入

在人为导入系统结构化及非结构化数据后，系统会对数据进行整理、抓取并存储到数据库。本文并不根据现有系统(95598，PMS等)做接口，所有数据均采用导入的方式进入系统。此外，采用的开放数据库，可以提供数据库结构及表定义，便于用户通过数据库直接批量导入数据。以计量点数据为例，部分见表1。将台区的基本数据(ID，序号，名称，地址等)导入平台系统后，系统自动将数据转化并存储至数据表内。若台区数据的经纬度缺失，系统可对数据初始化位置，也可借助人工手动方式在地图上选点标注位置。

表1 计量点数据库定义

2.2 数据整理

此模块主要通过可视化的方式，将导入的数据在C/S客户端显示并进行整理、修改甚至删除无效数据等操作，并将处理后的数据作为GIS的数据源。

2.3 数据分析和预测

数据分析采用数据挖掘技术，从众多数据中发现并总结规律，过程依次为数据准备、规律寻找和可视化表示，为后续预测提供基础数据。

数据预测根据已存在的报修及位置信息，按照预先设定的密度值(低于该值则正常运行)计算热力图(形成热力图即存在因各种原因导致的不同程度的异常)，通过在热力图内的变压器倒推分析在该报修的热力图形成前，该热力图内所有的的变压器的运行状态，通过大量的数据模拟学习，找出变压器负载在达到一定时，某一区域会存在不同密度的热力图。之后通过分析变压器负载、计划停电、实际停电与投诉数量和区域的趋势关系对未来情况进行预测。

图2 热力图示意图

2.4 数据可视化

利用数据可视化技术，开发供电服务质量监测数据可视化工具，将处理过的数据通过系统集成方式，展现在电子地图上，并对数据信息进行标注和解析，对展示的信息及数据进行分析和汇总，使数据能直观的显示出95598工单信息的分布、分类、所属片区等信息。

3 系统实现和运行结果

3.1 报修数据地图显示和分析

如图3所示，即为本平台在西安市运行的报修数据电子地图显示图，从图中可以清楚看到两个地址显示了两条报修申请。此外，本平台还可以选定区域进行报修显示，如图4所示。

图3 本文平台的报修数据电子地图

图4 本文平台选定地区范围报修数据电子地图

3.2 计量点数据分析和显示

本文平台可对集中报修的选定区域内的计量点进行电压，电流，负载等数据情况分析，并可结合负载情况，查看某个时间段内的运行情况，如图5所示。首先，自由组合筛选条件进行分析；其次，对选定的计量点加载其负载情况，借助时间轴，可以查看某天内的96个时间段内的运行情况以进行辅助分析。其中，不同的颜色代表不同的采集值范围区间。

图5 本文平台选定区域计量点数据分析结果

3.3 数据统计和显示

本平台可对报修的数据进行分析统计，形成特定的报表，统计周期分为：年、季度、月、周以及日五个级别，通过筛选条件对分析数据进行筛选，形成特定的统计图表。图表支持点击事件，层层查看，并可将筛选到的报修数据加载到地图上进行分析。其中，以周报表为例，如图6所示。

图6 本文平台数据统计周报表结果

3.4 数据分析

本平台可对变压器负荷百分比、停电情况等因素与用户报修数量关系进行分析，并总结统计出各类异常在投诉中的权重占比。以变压器负荷百分比为例，如下图7所示。经过对比分析后发现，变压器80%负荷与投诉数量的关系倍数趋近于14.5倍。

图7 达到80%负荷的变压器数量和投诉量对比关系

3.5 数据预测

本平台可根据某地变压器负荷、天气、用户量等因素的历史数据对实际报修、投诉量的占比，按权重进行综合预测。最终实现对第二天或下一周、下一月的报修和投诉量的预测工作，见图8～图10，即为报修量趋势预测、区县预测对比和报修大类占比预测图。可见本平台很好的实现了对电网的监控以及对供电服务质量的分析、统计和预测工作，为实际电网的运行控制提供参考。

图8 报修量趋势预测

图9 区县预测对比(日内)

图10 天气趋势和报修大类占比预测

4 结束语

为提升供电服务质量，本文基于数据可视化技术和C/S架构，结合GIS地理信息系统，设计并实现了集数据导入、整理、分析、预测和可视化等功能的电力运营数据可视化及分析平台。经过测试，该平台除了能够实现对电网运行状况的有效监控外，还能实现对报修情况的统计、分析和预测工作，从根本上控制并改善供电服务质量，为相关电力运营数据可视化及分析平台的设计和实现提供了技术参考。

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Research on Power Service Quality Improvement Based on Data Visualization Technology

CUI Jingan1,ZHOU Tong1,ZHAO Hongqing1,LU Hui1,ZHONG Jinzhu2,ZHOU Chunan2

(1.State Grid Xi’an Power Supply Company,Xi’an 710000,China;2.Beijing XJ Electric Co. Ltd.,Beijing 100000,China)

In order to improve the quality of power supply service and combined with the geographic information system (GIS), a visualization and analysis platform of power operation data based on visualization technology and C / S architecture is designed and implemented. This platform includes data import, data collation, data analysis and forecasting as well as visualization. Being tested, the platform operates well and can not only monitor the operation of the power, but also summarize, analyze and predict the repair data, aiming to fundamentally adjust and improve the quality of power supply services and providing technical support for the design of the relevant visualization and analysis platform of power operation data.

power operation; the quality of power supply service; visualization technology;C/S architecture; geographic information system

2017- 10- 20

崔静安(1968-)，男，硕士，高级工程师。研究方向：电力营销。

10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2017.12.036

TP393

A

1007-7820(2017)12-139-04