基于大数据技术的配电网运行可靠性研究

邱继业

摘 要：现代社会，电力不可或缺，应用于日常生活中的方方面面，为人们带来极大的便利。但是，我国用电需求极大，配电网必须具有较好的稳定性和可靠性。我国部分地区配电网系统不规范，运行受阻，导致配网供电设备不稳定，引发一系列用电安全事故，存在较大的安全隐患。大数据时代，智能电网建设步入新阶段，用电采集和在线监控系统应运而生。配电网工作人员必须具备熟练的技术，通过数据分析挖掘用户的真实需求，合理进行能量优化和状态评估，制定相应的实施方案，改善配电网系统运行情况。总之，大数据技术的应用对于配电网的运行可靠性具有至关重要的作用。

关键词：大数据技术;配电网运行;可靠性

中图分类号：TM732 文献标识码：A 文章编号：1003-5168（2019）32-0033-03

Operation Reliability of Distribution Network under

Large-data Technical Support

QIU Jiye

（Guangdong Jieyang Jiexi Power Supply Bureau Co.， Ltd， Jieyang Guangdong 515400）

Abstract： In modern society， electricity is indispensable. It is used in all aspects of daily life and brings great convenience to people. However， China has a huge demand for electricity， and the distribution network must have good stability and reliability. In some areas of China， the distribution network system is not standardized and its operation is blocked， which leads to the instability of the power supply equipment of the distribution network， leading to a series of power safety accidents， and there are major safety risks. In the era of big data， the construction of smart grids has entered a new stage， and electricity collection and online monitoring systems have emerged at the historic moment. The distribution network staff must have skilled technology to mine users' real needs through data analysis， reasonably conduct energy optimization and condition assessment， and formulate corresponding implementation plans to improve the operation of the distribution network system. In short， the application of big data technology is of vital importance to the operational reliability of the distribution network.

Keywords： big data technology;distribution network operation;reliability

大数据集合了比较全面的信息，大数据技术能够快速分析普通配电方式存在的问题，而智能电网的运行则需要获取实时数据，即在电网运行过程中，需要对管理、调度以及维修整个运行流程中的数据进行监测和分析[1]。近年来，配电网规模不断扩大，配电网也不断趋于智能化，同时各类配电管理系统传输和应用的数据也大量增长，其中不仅包含配电系统的内部运行、调度、检修等相关业务信息，还包含大量社会类数据，通过有效分析数据，人们可以完善配电网运行方式，提高分析精准度，提升用户用电的安全性和满意度。

1 电力运行管理调度的重要性

电力在生活中的应用随处可见，如煮饭、照明等，均需要电力的支持。电力作为一种能源，为了保证电力供需关系的平衡，人们需要做好电力调度运行工作。大数据技术能够分析和评估用户用电过程中出现的故障和负荷点等，从而优化用户用电配置，为制定完善的电力运行管理体系提供参考依据。

2 主动配电网中的大数据和特点

2.1 主动配电网中的大数据

为了对充放电状态进行诊断，主动配电网使用高频的采样信息，频率达到200kHz。主动配电网配备有储备设施等特殊设备，能够提高采样频率，高采样率设备大量分布，大大提升了数据量[2]。

隨着电动汽车充电设备和储能设备等分布式电源的增多，数据采集点日渐增多，而常规调度的系统化函数已有十多万个采集点，配用电数据中心预计达到百万或千万级别，监测设备直接将这些设备信息传到数据中心，和大电网进行数据交换，从而实行配电网的自动运行，并对供电区域的设施实行进行全方位监测。

主动配电网在光伏、风能等分布式电源运行时产生大量丰富的信息，这些信息对控制和优化策略等提供了重要的参考价值，而风机、光伏的储能预测需要很多以往的相关数据，并且需要进行相关数据挖掘和周期性学习，分布式能源和储能设施的选址均需要进行精确的地理分析和天气分析，因此主动配电网对数据的需求非常大[3]。

主动配电网为了精确获得用户和电网互动产生的大量数据，部署了海量的具有双向通信功能的智能手表，这些手表为电力公司提供了大量用电信息。据统计，美国太平洋天然气电力公司每个月仅用900万只智能手表就获取了3TB的数据，而且随着主动配电网的发展，这个数字还在不断增长。

2.2 主动配电网中大数据的特点

规模大、类型多、价值密度低以及变化快是主动配电网中大数据最典型的特征。一是数据规模庞大，国网北京市电力公司仅5个小区就有353个智能手表采集点，包含频率、电压、电流等12 000个参数。一天就可以收集34GB的信息，可谓是非常巨大的一个数字。二是从数据分类角度来讲，数据类型也非常多，包含状态运行信息和视频监控、照片、检修记录文档信息等，此外还有电流、电压、电量等电气量信息。三是通过对变压器、分布式电源的长期监测，人们发现，只有很少一部分的片段反馈出设备的非正常运行信息是有效信息，价值密度较低。四是分布式电源不稳定，加上负荷波动性较大，会影响主动配电网的运营信息，产生的数据随时都在发生变化，想要有效利用这些变化“神速”的数据，还有待研究。

除了以上4个典型特征之外，大数据还具备高精准度的特点，而这些高质量的数据对于分析结果也起到决定性作用。在主动配电网中，数据要求越来越高，需要将数据坏值清除掉，更好地保证电网大数据的准确性。

3 大数据处理技术

分布式计算技术、内存计算技术、流计算技术都属于数据处理技术，其中包含电力云、电力数据中心资源虚拟化等。随着近年来电力数据的大量增长，电力企业不断更新数据处理技术，从而提高软硬件资源的质量，促使电力大数据的发展更加稳定，拥有更加强大的数据处理能力。

谷歌公司提出的云计算技术最为典型，大数据具有数量大和分布式的特点，传统技术无法处理大量数据，而云计算技术正好弥补了传统技术的缺陷，它具备海量的储存空间，并实现储存与分析的共同进行。

4 数据分析技术

在智能技术的应用中，数据挖掘、人工学习、人工神经网络、支持向量和决策树等都是典型的数据分析技术，而这些技术不管是在安全分析还是能源预测、实施运行方面目前均缺乏实践运用验证。例如，电力系统的负荷检测往往需要大量历史数据来进行聚类，再将类似的日训练模型筛选出来;变压器的故障检测诊断需要工作人员利用向量机结合状态，分析出可靠的故障检测结果。

如今，计算机的超强运算能力不是人工可以比拟的，大数据技术可直接进行运算，具有计算快、结果精准的特点，为相关技术管理人员的决策和后期实施提供了精准的参考依据。随着我国经济和科学技术的不断发展，电力行业越发完善，配电网络中的各项数据信息呈直线上升状态，如设备的运行数据、管理数据以及用户数据等。这也加大了电力数据采集筛选工作者的难度，大数据技术能够做到24h不间断地检测、分析及采集各项信息，并优化整合，简化了相关工作人员的工作流程，并提高了配电网运行效率。

5 电力配网运行中影响可靠性的因素

影响配电网运行可靠性的因素繁多复杂，主要有以下几个因素。一是检修工作量大，过程漫长。检修任务量大，需要花费大量时间，同时检修期间需要对设备进行优化调整，但是配电网未能根据区域、具体环境、用电情况做出差异性选择，出现不适应情况。二是配电网变化快，动态实时性较强，常规模式下通过定期检修和抢修进行维护，但无法规避配电网系统不稳定等问题。

配电网供电的可靠性直接影响到供电企业的社会以及经济效益，若配电网可靠性过低，将导致大部分配电设施系统不稳定，直接威胁用户的生命安全。如何有效提高电力配网运行的可靠性，是目前电力企业高度关注的问题[4]。

6 影响可靠性因素分析

配电网运行复杂，如果某区域发生故障，会导致整条线路出现问题，影响范围较大。目前，配电网的自动化水平较低，很容易出现突发事件，处理需要耗费大量时间，使得停电时间延长。另外，现在数据采集和加工等技术不成熟，也将直接影响整个系统的运行。

7 基于大数据技术的运行可靠性提升措施

可靠性提高的前提是完善电网设备方案、优化各项数据系统，并加快配电网自动化改造，可用更加先进的设备替换陈旧设备，对终端的安装状态进行监测，完善数据采集系统，从而实施系统运行的自动化。相关工作人员要对故障区进行快速判断、隔离，从而减少故障区域和停电时间，保证非故障区域的供电正常稳定。

大数据技术通过动态监测、智能分析、高效并发等有效解决了配电网运行管理中存在的复杂性问题，促进配电网运行安全稳定，帮助相关人员更好地掌握配电网运行规律，采用科学的措施对影响可靠性的相关因素进行预防。为保证电力设备的正常运行，人们需要加大电力设备维护检修力度，完善电力检修计划，促进电力设备能够长期稳定运行[5]。确保整个规划的科学合理性是基础，人们需要对配电网制度进行完善和优化，通过所在地的不同情况，对电力负荷情况进行判断，同时结合城市发展情况进行分配和完善。

8 结语

随着时代的进步，电力系统日渐发展完善。大数据时代，大数据技术的有效运用，将为电力发展带来质的飞跃。当前，人们要不断提升配电网运行的可靠性，对整个结构进行优化，同时引入先进技术，不断提高设备检测质量和数据采集水平。由于影响运行可靠性的因素较多，在预估运行可靠性中变数众多，因此相关工作人员在评估运行可靠性的过程中要全面、细致地对相关因素进行排查分析，提出合理的调控方案，为配电网的可持续发展提供有力支持。同时，要合理运用配电网大数据，从繁多的信息中挖掘出有效、真实的数据，为业务发展提供参考依据。

参考文献：

[1]李凌煜.大數据技术在企业会计数据分析中的应用[J].经济研究导刊，2018（8）：176-177.

[2]刘学军，俞伟，何颋，等.基于大数据的配电网运行状态评估与预警[J].浙江电力，2017（12）：75-80.

[3]刘光辉.大数据技术在主动配电网中的应用研究[J].自动化与仪器仪表，2017（8）：197-198.

[4]刁柏青，杨爽，李哲.基于大数据分析的故障抢修人机可靠性评价[J].经济研究导刊，2017（28）：132-134.

[5]姜有泉，汤亚芳，黄良，等.智能配电网无线通信系统可靠性研究[J].贵州电力技术，2017（12）：52-55.