智能配电网全面数据规划技术研究及应用

黄立

【摘  要】调度自动化系统、配电自动化系统、ERP系统、PMS系统、营销自动化系统等多个相对独立的信息自动化系统，部分地构建了基于国际标准的数据交换平台（总线）以实现信息交换和共享，但这还远远不能满足智能电网对信息支撑体系的要求，远未实现数据的“全面综合有效”，需要从以下几个方面做出技术调整。

【关键词】综合数据服务;“即插即用”智能应用;平台技术的配网智能化

对于电网企业而言，电网设备数据，电力生产涉及的运行工况、参数、设备运行状态等实时生产数据，运行现场所采集的设备监测数据，电力企业运营和管理数据等共同构成了“电力能源大数据”，不仅历史数据量巨大，而且实时采集及产生的数据量正迅速增长。分析和利用这些数据并提供有价值的信息，进而全面管控企业业务，为企业管理和战略决策提供数据支撑，显得尤为必要。结合多种技术的综合运用，构建一种逻辑上一体化的、支持“即插即用”应用功能扩展的智能配网高级决策支持平台，该平台可实现数据集成和整合，支持“即插即用”的高级决策支持功能扩展，是目前技术的创新和新技术实现。

1实现综合数据服务的关键支撑技术研究

1.1海量数据处理技术研究

主要指对适用于配网系统的海量实时及历史量测数据的高效存储技术和高速并行分析、处理及访问服务技术的研究，测点多、数据量大是配用电系统的主要特点之一，传统的关系型数据库管理系统已经不能满足对这些数据的存储和处理要求，目前少有的几种高性能实时数据库系统一是价格昂贵，另外还存在着标准化适配、分布式技术支持等问题。该部分主要技术内容包括：测量数据高密度存储技术研究：研究适合高密度存储海量测量数据的文件数据存储结构，研究存储结构在不同类型文件系统（NTFS、EXT4、JFS、BTRFS等）的性能表现，研究适用于测量数据的高效压缩技术和压缩算法。海量历史数据访问服务技术研究：研究基于文件系统和壓缩技术的海量历史数据实时访问服务的实现技术，研究数据高速缓存技术和无锁技术（Lock-free）在历史数据访问服务中的应用。海量历史数据高性能分析技术研究：研究Map-Reduce技术在海量历史数据分析中的应用;研究单次迭代多指标计算技术。并行海量数据处理及负载均衡技术研究：研究基于中间件的分布式数据存储实现技术;研究数据存储与处理节点的负载均衡技术和容错技术;研究数据节点的自动分布和节点发现机制。

1.2数据版本管理技术

基于分布式并发版本管理系统构建任意时间回朔的配电网模型数据访问技术的研究内容包含以下几点：基于文件的模型数据访问服务实现技术研究：研究基于RDF/XML文件的GDA实现技术;研究适用于电网模型数据的资源描述缓存技术;研究分布式的资源元数据查询技术;研究资源继承关系的查询优化技术。模型数据差异分析技术研究：研究基于资源描述框架（RDF）的高效模型差异分析技术;研究基于OWL技术的模型差异语义定义和描述。模型差异数据合并技术研究：研究基于RDF和OWL的模型差异合并应用技术;研究模型差异应用中的冲突检测与智能处理技术。基于COW事务的数据快照实现技术研究：研究基于写时复制（copyonwrite）实现多版本模型访问服务的实现技术。

1.3研究基于DDS、IEC61968、IEC61970的多总线共用技术

多总线共用，是解决数据访问机制和访问性能多样性需求的有效途径，该部分主要研究内容包括：DDS-RTPS协议实现技术研究：研究支持UDP组播的实时发布订阅协议实现技术;研究RTPSDiscovery机制的实现技术;DDS服务品质实现技术研究：研究支持智能源端过滤技术的DDS实现方法;研究高效可靠的数据持久（DURABILITY）服务品质的实现技术;研究PRESENTATION服务品质的实现技术;研究IEC61970GID总线与DDS总线双向网关技术：研究DDS主题和数据类型与CIM模型的双向映射;研究DDS服务品质与GID服务品质的双向映射。研究IEC61968总线与IEC61970GID总线的网关技术：研究GID服务接口与IEC61869动词之间的映射规则;研究基于映射规则的双向服务网关实现技术。

2支持“即插即用”智能应用扩展的智能配网决策支持平台

采用业界标准的且被广泛应用的中间件技术构建可扩展、可配置、分布式、即插即用的智能配网决策支持平台。具体研究内容如下所示：综合多总线、海量数据处理、智能数据代理等多重技术，结合CIM/GID标准，构建直接适用于应用开发的技术支撑体系。研究基于CORBA组件模型（CCM）标准的组件化的应用程序平台：研究适用于配网系统的轻量级CCM实现;研究CIM与CCM深层次整合的可行性;研究可视化组件部署工具;研究组件配置与描述语言的实现。研究CCM与多总线集成技术：研究CCM与IEC61970GID总线的集成技术;研究CCM与DDS总线集成的实现技术;研究CCM与IEC61968总线的集成技术。

3基于平台技术的配网智能化应用——配网运营最小指标体系及综合评价

通过本项目的研究，针对城市配电网运行维护给出一种既科学合理又满足工程实践要求的评价方法，主要针对配电网及其电源建设与运营进行技术合理性、可靠性、经济性、安全性、稳定性等一系列综合评价，并将其实现于软件系统中。基于层次分析法，确定配电网方案评价方法。构建以层次分析法为主体，同时结合了聚类分析法和模糊评价法的组合评价体系，进行中压配电网的综合评价，并对各项指标影响因素进行敏感性分析，确定其敏感程度，为配电网运行提供科学指导。以配网运营评价目的和意义为基础，提出中压配电电网评价指标体系。指标和指标体系是进行综合评价工作的基础，指标选取计算是否科学、指标体系设置是否合理直接关系到项目评价的质量。将电网综合评价的目标进行逐层分解归并而建立的，技术合理性、运行安全性、供电质量及可靠性、维护水平和运行经济性构成与评价目标直接相关的下一层子属性，综合评价总目标则为它们的父属性。同样，设备完好情况、设备标准化情况和设备故障情况又构成与维护水平相关的下一层子属性。

4结语

在配电网大量信息网络化集成和共享的背景下，本文提出多源异构大数据全景集成方法，并在此基础上实现多源数据处理与多源数据奇异值检测与分离，为配电网精确规划提供数据基础。同时，使用半监督学习的深度贝叶斯网络对多源异构大数据进行分析与挖掘，精准掌握用电负荷的分布和变化规律，实现基于能源大数据的精准负荷预测模型，为配电网规划进行指导。最后，以能源大数据为依托，建立科学的配电网现状诊断指标体系对配电网进行全面诊断，实现对各类电网规划方案的供电可靠性分析、供电能力分析、变电站选址优化、网架优化等功能，从而实现配电网精确规划，为配电网规划管理提供全新思路。

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（作者单位：国网咸宁供电公司）