基于大数据的配电自动化系统应用研究

傅文进 曹保山 吕东 冯杰波

[摘    要 ]随着科学技术的逐渐发展，大数据技术理论与配电自动化系统的结合是当前社会智能化电网的基本需求。简单介绍大数据的概念，并且对配电自动化系统的实际现状进行分析研究。主要从功能、网络以及数据架构方面进行简要分析，并对其做出总结，进而提高配电系统整体智能化水平，增强电力公司的供电服务质量以及整体经济效益。

[关键词]大数据技术;配电;自动化系统;应用;研究分析

[中图分类号]TM727.1 [文献标志码]A [文章编号]2095–6487（2020）08–000–03

Research on Application of Distribution Automation System Based on Big Data

Fu Wen-jin， Cao Bao-shan， Lü Dong， Feng Jie-bo

[Abstract]With the gradual development of science and technology， the combination of big data technology theory and distribution automation system is the basic demand of the current social intelligent power grid. Briefly introduce the concept of big data， and analyze and study the actual status of the distribution automation system. It mainly analyzes and summarizes the functions， networks， and data architectures， so as to improve the overall intelligence level of the power distribution system， and enhance the power supply service quality and overall economic benefits of the power company.

[Keywords]big data technology; power distribution; automation system; application; research analysis

1 简要概述

最近几年来大数据技术得到了人们的广泛关注，大数据技术是指对复杂、大量的数据信息进行研究分析，并且运用最为准确、有效以及迅速的方法提取该数据中的有效信息的一种技术手段。大数据技术最初应用于金融领域、物流行业以及互联网技术等，随和时代的不断发展，信息技术有了显著提升，该技术便逐渐延伸至电力能源等方面。

配电网本身结构组织比较复杂，且涉及的技术范围较为广泛，其中主要包括3个方面。

（1）在电子行业、通信行业、电力行业以及软件行业等领域中，因为对于技术性以及专业性的标准较高，需要高素质、高水平的维护人员对其进行管理控制，此外，因为涉及的专业领域不同，所以在人才的配置方面，必须要具备多方面不同专业技能以及专业知识的人才投入到该工作中。

（2）配电自动化的供电设备因为制造商比较多的缘故，在对供电设备进行采购招标的时候没有统一标准，购买不同厂家中的机械设备，不管是从技术标准与规范上，还是从实际操作工程与维护中都存在较大的差异。

（3）配电网自动化包含许多子系统，如配电张主站、信息终端以及通信网络等，因此在实际管理以及维护工作中需要涉及许多不同部门。

2 配电自动化系统的实际现状研究

在当前社会中，供电企业的配电自动化系统大多数应用的是南瑞科技OPEN-3200主站系统，与之前的配电系统进行比较，该配电自动化主站系统的功能增加了许多，在实际使用过程中更加高效便捷一些，如区域一体化、自动化以及信息交互等功能。当前电网中应用最为广泛的配电自动化系统常见问题主要有3个。

（1）因为网络构架基本上已经完善成熟，已经不允许进行整体的大调整，但是与此同时各个配套系统交互还存在一定的缺陷，信息化的整体程度在一定程度上还有继续深挖改善的空间，所以仍然需要投入大量的人力物力不断对其进行针对性的提升，相对而言，当前大多数的配电线路在都处在“盲调”的状态。

（2）各个系统之间的信息数据流通存在问题，信息数据流通的不顺畅会影响各个系统之间的协调性和联动性，所以，具體工作实践中发现在数据信息的挖掘方面以及分析提取方面还存在一定的欠缺，有相当一段的进步空间需要相关专业人员进行不断的完善及改革创新。

（3）当前配电自动化技术的应用还不够深化，深度的技术运用才会使配电自动化系统愈发的成熟且高效，而普遍上来看，国内的大多数配电自动化系统依旧处在初步推广的阶段。有一些配电网络整体结构比较复杂的城市中，由于多区块多功能的立体化结合是一个庞大而又不断产生新问题的过程，所以其配电自动化系统始终还没有成功地连成一片，导致目前还没有形成规模性的系统管理效应，因此当前配电自动化系统的高级运用存在支撑力不足的情况。

3 大数据技术基础上的配电自动化系统研究

3.1 大数据技术在配电网运行中的作用

从相关数据资料中可以看出，目前配电网在实际运行的过程中主要存在的问题可以分为四大类。

（1）配电网中的电压质量存在杂乱无章的问题，且该电压波动频繁，特别是长配电线路，这类配电网问题低于高端精工的产业具有较大的不良影响。

（2）三相不平衡度指标不合格加大了变压器以及线路消耗，对于电动机的负荷安全与稳定运行有很大的影响，并且该问题对于供电企业的供电质量造成影响，进而逐渐形成一个恶性循环。

（3）配电网的供电水平不够稳定，整体状态杂乱无章。配电网在实际运行的过程中对于供电安全性的标准逐渐增高，必须要达到符合安全与高质量的供电服务。在实际工作中，配电网的供电水平存在地区差异，较为发达的城市中配电网供电服务较为可靠安全，而较为落后的城市地区中配电网并不是十分可靠。并且配电网的常规供电服务可靠性是在配电网长时间运行的情况下依照可靠指标进行的统计分析，需要应用的统计时间比较长，这是一种结果导向的手段，该方法决定其无法直接应用于配电网实际运行的短期安全性评估以及调度控制。

（4）配电网整体运行的方式比较单一与固定，抵御风险的实际能力未知。配电网运行方式的灵活性能够直接影响到网络抗干扰的实际效果，目前国内常见的配电自动化系统结构如图1所示。当前国内的配电网连接模式主要有3种;①单辐射馈线;②手拉手环网接线;③多点联络接线，其需要达到闭环设计开环运行的基础。

根据理论研究，配电负荷中存在许多供电路径，不过配电网常常运用固定方式进行实际运行。网络在受到干扰或者出现故障问题的情况下，配电网运行的方式可以调换的可行性以及及时性展现了配电网持续供电的整体能力。人们需要关注的是，随着逐渐增多的新能源运用到配电网中，分布式电源的间歇波动与潮流的双向流动给配电网的实际运行带来了更大的挑战，同时也是对配电网网架结构的挑战，如图1所示。

3.2 数据构架

大数据基础上的配电自动化系统中建立的数据模型构成主要有5个。

（1）基础数据层。

（2）数据预处理层。

（3）数据存储分析。

（4）数据挖掘分析。

（5）业务应用等。

其中基础数据层主要是包括电网网架数据、用电信息采集数据、配电GIS数据以及电网运行数据等，它的主要作用就是为上层数据的分析打下基础，提供最基本的数据信息来源。而数据预处理层的主要组成主要包括数据去重、数据转换、数据合并以及插值拟合，它的主要作用就是为层次较低的国家电网用电数据信息进行分析以及预处理工作，进而达到数据合并、数据转换以及数据去重的效果。数据存储分析层主要包括三部分;①型数据库;②云平台集中中心;③分布式文件库，数据存储分析层主要是用于大数据的存放，对于大数据处理有着一定的支撑效果。

3.3 驱动力

随着科学技术的不断发展和突破创新，关于智能配用电的相关技术有了很大的进步，各电力企业也已经建立了许多智能电表以及用户用电信息采集系统，为平常的电力开展及保障工作提供了许多便利之处，获得了切切实实的新型体验。此外，还有停电管理系统、电能质量检测系统以及配电自动化系统等，这些配电系统的运用能够立体化地完善配电自动化系统，丰富其结构组成的同时产生许多异构数据，为将来配电自动化系统的革新和升级提供了有力的技术数据保障。

大数据技术涵盖的范围包括大数据分析与大数据处理，具体实际中体现在计算机技术和数据挖掘等方面。积极深入地学习和运用大数据技术，能使配电自动化系统的大数据处理、大数据储存以及大数据分析等全面地高效地成为可能。因此，在现有配电系统数据的基础上进一步应用大数据技术，深入研究大数据技术的作用与价值，应用于智能配电技术的进步与发展，对将来我国供配电领域的发展有着积极的推动作用。

4 电气自动化控制在供配电系统中的运用方式

4.1 远程计量检测供配电系统

供配电系统在目前的实际应用中仍然会存在人工抄表的检测方式，这种方式存在人力资源投入颇大并且工作效率比较低的问题，导致常常有一些发生误差的现象出现。那么，对于技术手段创新之后，应用电气自动化技术投入到配电自动化系统的建设当中，运用电脑相关技术对其进行远程计量检测，能够防止一些人工抄表过程中的误差对数据信息的精准性造成的干扰，不仅提高了供配电系统工作的准确性以及高效性，而且在很大程度上减少了人力资源的投入，同时又能保证系统更加先进且高效。

4.2 检测供配电系统中的电能质量

将电气自动化技术更深入投入到实际运用中，不仅能够对供配电系统中的电能质量进行实际检测，确保电能质量始终符合使用标准，而且还能够应用电脑分析供配电系统的运行状态，避免一些常见问题的发生，做到防患于未然。如以往实际工作中经常发生的电能线路产生故障的问题，那么运用新的电气自动化技术后故障线路就会通过电脑定位传输信号，然后系统就会进行自动断电并且发出信号示警，这样及时的防治相结合的手段能够最大限度地确保电能传送的质量以及安全稳定。

5 结束语

总之，配电自动化系统进一步建设的目的，主要就是为了确保用户供电的可靠性、稳定性以及安全性。在进行实际供电的过程中，应该对其进行有效、合理的規划，专业人员应该结合配电自动化系统中的实际情况与前沿的专业知识，不断的提高专业水平。要想在将来拥有一套健全高效的配电自动化系统，切不可因循守旧，要针对旧手段旧知识不断进行改革更新，这样才能提升供电的可靠性，确保电力系统的可持性发展，为千家万户提供稳定可靠的电能保障，更能为我国的可持续发展奠定坚实的基础。

参考文献

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