知名電力公司資料-河南配電網(wǎng)大數(shù)據(jù)應用技術(shù)探討

河南配電網(wǎng)網(wǎng)大數(shù)據(jù)應應用技術(shù)探探討國網(wǎng)河南省省電力公司司電力科學學研究院張小斐斐2015年5月北京目錄錄配電網(wǎng)信息化現(xiàn)狀一配電網(wǎng)大數(shù)據(jù)典型應用場景二配電網(wǎng)大數(shù)據(jù)應用關鍵技術(shù)三國網(wǎng)河南電科院已開展的工作四下一步打算五配電網(wǎng)信息息化現(xiàn)狀配網(wǎng)生產(chǎn)指指揮平臺配網(wǎng)在線監(jiān)監(jiān)測系統(tǒng)地理信息系系統(tǒng)生產(chǎn)管理系系統(tǒng)營銷管理系系統(tǒng)用電信息采采集系統(tǒng)SCADA車輛管理系系統(tǒng)配電自動化化系統(tǒng)電力氣象系系統(tǒng)調(diào)度管理系系統(tǒng)雷電定位系系統(tǒng)1.1河南配電網(wǎng)網(wǎng)主要信息息系統(tǒng)目錄錄配電網(wǎng)信息化現(xiàn)狀一配電網(wǎng)大數(shù)據(jù)典型應用場景二配電網(wǎng)大數(shù)據(jù)應用關鍵技術(shù)三國網(wǎng)河南電科院已開展的工作四下一步打算五配電網(wǎng)大數(shù)數(shù)據(jù)典型應應用場景重點分析配配網(wǎng)生產(chǎn)方方面幾個典典型場景事前：饋線/配變負荷預預測及預警警事中：故障快速定定位與故障障研判事后：配網(wǎng)低電壓壓治理配電網(wǎng)大數(shù)數(shù)據(jù)典型應應用場景場景1：配網(wǎng)饋線線短期負荷荷預測、預預警業(yè)務需求：配網(wǎng)點多多面廣變化化快，每條條饋線所帶帶的負荷每每時每刻都都在變化，，如何準確確預測饋線線負荷，特特別是在度度夏、度冬冬負荷高峰峰時期，是是合理制定定有序用電電方案、及及時安排負負荷轉(zhuǎn)供，，保障用戶戶電力可靠靠供應、減減少停電損損失的重要要手段。解決思路：：（1）利用各條饋饋線電流（（或有功））的歷史數(shù)數(shù)據(jù)，依據(jù)據(jù)饋線負荷荷隨晝夜時時段、季節(jié)節(jié)、節(jié)假日日變化特性性進行聚類類分析，將將饋線分為為居民負荷荷、商業(yè)負負荷、路燈燈負荷、工工業(yè)穩(wěn)定負負荷、工業(yè)業(yè)周期性負負荷等類別別；（2）根據(jù)不同同類別，選選取合適的的時間序列列預測算法法，預測未未來三天負負荷；（3）研究每條條饋線負荷荷與氣溫、、濕度等因因素的關系系，建立負負荷預測修修正模型，，并用大量量樣本進行行訓練和完完善。配電網(wǎng)大數(shù)數(shù)據(jù)典型應應用場景場景2：故障快速速定位與故故障研判業(yè)務需求：在配電自自動化沒有有全覆蓋的的地區(qū)，配配網(wǎng)故障搶搶修指揮人人員如果能能利用各種種可用信息息，初步判判斷故障的的位置和原原因，再去去派發(fā)故障障報修工單單，就能大大大減少多多個班組都都要到現(xiàn)場場的尷尬局局面。解決思路：：（1）根據(jù)用戶戶來電號碼碼或用戶位位置描述自自動識別客客戶編號（2）根據(jù)用戶戶號，確定定所屬配變變、線路和和變電站；；（3）確定用戶戶是否落在在計劃停電電范圍內(nèi)；；（4）依次判斷斷變電站、、線路、配配變是否跳跳閘。（5）實際上往往往數(shù)據(jù)質(zhì)質(zhì)量不佳，，要綜合考考慮同時段段同一臺區(qū)區(qū)用戶的報報修情況等等各種可能能的因素，，才能作出出較為可靠靠的判斷。。配電網(wǎng)大數(shù)數(shù)據(jù)典型應應用場景場景3：配網(wǎng)低電電壓治理業(yè)務需求：解決農(nóng)村村低電壓問問題，這是是省政府年年度十大民民生工程之之一。存在在問題：1）農(nóng)電基礎礎薄弱，如如何將資金金投入到最最需要的地地方，尚缺缺乏科學的的依據(jù)；2）具體低電電壓治理方方案確定和和治理效果果評估難以以量化分析析。解決思路：綜合利用用用電信息息采集數(shù)據(jù)據(jù)、電網(wǎng)網(wǎng)網(wǎng)架數(shù)據(jù)和和電壓、負負載等運行行監(jiān)測數(shù)據(jù)據(jù)，利用適適當?shù)臄?shù)據(jù)據(jù)挖掘算法法，開展配配變?nèi)萘糠址植?、負荷荷負載率分分布、線路路供電半徑徑及線徑分分布、低電電壓三相負負荷不平衡衡分布和低低電壓發(fā)生生時段與客客戶投訴分分布等特性性分析，制制訂低電壓壓治理措施施，為配電電網(wǎng)規(guī)劃和和運行提供供決策支撐撐。目錄錄配電網(wǎng)信息化現(xiàn)狀一配電網(wǎng)大數(shù)據(jù)典型應用場景二配電網(wǎng)大數(shù)據(jù)應用關鍵技術(shù)三國網(wǎng)河南電科院已開展的工作四下一步打算五隨著IEC61970標準的推出出，通用信信息模型CIM（CommonInformationModel）作為整個個標準框架架的重要基基礎，已經(jīng)經(jīng)被許多電電力企業(yè)所所接受，各各類應用均均以CIM為標準，對對電網(wǎng)進行行描述，通通過分析電電網(wǎng)CIM模型可以實實現(xiàn)電網(wǎng)設設備的電源源點追蹤和和供電范圍圍分析等多多種功能。。電網(wǎng)CIM模型配電網(wǎng)大數(shù)數(shù)據(jù)應用關關鍵技術(shù)3.1基于圖的CIM實現(xiàn)技術(shù)電網(wǎng)CIM模型CIM的優(yōu)點完整的拓撲撲結(jié)構(gòu)；擴展性強；；降低系統(tǒng)集集成成本；；CIM常規(guī)實現(xiàn)的的缺點大量模型拼接；；模型實現(xiàn)困困難；難以適應大大規(guī)模；（類圖：CIM元件連接模模型[部分]）配電網(wǎng)大數(shù)數(shù)據(jù)應用關關鍵技術(shù)3.1基于圖的CIM實現(xiàn)技術(shù)圖數(shù)據(jù)庫作為一個新新興的數(shù)據(jù)據(jù)庫技術(shù)，，其重點關關注大數(shù)據(jù)據(jù)量和數(shù)據(jù)據(jù)內(nèi)部之間間復雜關系系的處理，，目前在互互聯(lián)網(wǎng)、電電子商務以以及社交應應用中使用用較多，擅擅長處理大數(shù)據(jù)量、復雜關系的數(shù)據(jù)，其其提供了快速速圖最小路徑徑查找等優(yōu)優(yōu)化算法。。圖數(shù)據(jù)庫配電網(wǎng)大數(shù)數(shù)據(jù)應用關關鍵技術(shù)3.1基于圖的CIM實現(xiàn)技術(shù)圖數(shù)據(jù)庫的擴展性，靈活性非常好，適合用于復雜關系管理和關系查詢推理，社交關系應用就是一個可選的應用場景高擴展性快速檢索兩個節(jié)點之間的所有路徑，或者從一個節(jié)點追蹤另外一個節(jié)點，例如：電網(wǎng)拓撲分析中的供電范圍分析和電源點追蹤路徑檢索局部索引技術(shù)，跟關系型數(shù)據(jù)有很大區(qū)別，遍歷執(zhí)行的速度是常數(shù)，跟圖的規(guī)模大小無關，能夠達到數(shù)據(jù)十億節(jié)點，讀取性能可達到2000關系/ms高性能每個節(jié)點的屬性和屬性內(nèi)容都可不同弱結(jié)構(gòu)功能優(yōu)勢圖數(shù)據(jù)庫優(yōu)優(yōu)勢配電網(wǎng)大數(shù)數(shù)據(jù)應用關關鍵技術(shù)3.1基于圖的CIM實現(xiàn)技術(shù)CIM模型映射為圖設備PSRType:410401Name:百花配所用變1mRID:17M00000010684038設備PSRType:410401Name:南院支1#配變1mRID:17M00000009242413設備PSRType:410401mRID:17M00000009242413設備PSRType:410401mRID:17M00000009242413……PSRType:……mRID:…………配電網(wǎng)大數(shù)數(shù)據(jù)應用關關鍵技術(shù)3.1基于圖的CIM實現(xiàn)技術(shù)CIM不同實現(xiàn)技技術(shù)比較關系型數(shù)據(jù)庫內(nèi)存對象圖數(shù)據(jù)庫模型表示二維表對象映射有向圖模型拼接速度存在大量級聯(lián)操作，速度較慢加載時一次拼接，加載速度慢無需拼接，加載速度快持久化支持是否是節(jié)點規(guī)模中小規(guī)模小規(guī)模大規(guī)模檢索效率低中高指標方案配電網(wǎng)大數(shù)數(shù)據(jù)應用關關鍵技術(shù)3.1基于圖的CIM實現(xiàn)技術(shù)配電網(wǎng)大數(shù)數(shù)據(jù)應用關關鍵技術(shù)3.2配網(wǎng)全景信信息集成技技術(shù)設備臺賬運行數(shù)據(jù)地理信息電采數(shù)據(jù)配電網(wǎng)大數(shù)數(shù)據(jù)應用關關鍵技術(shù)3.2配網(wǎng)全景信信息集成技技術(shù)采用數(shù)據(jù)融融合技術(shù)，，利用圖數(shù)數(shù)據(jù)庫擅長處理理大數(shù)據(jù)量量、復雜關關系、快速速拓撲分析析等優(yōu)勢，，將各類相相關信息映映射進圖數(shù)數(shù)據(jù)庫，實實現(xiàn)數(shù)據(jù)的的高度集成成，形成智智能電網(wǎng)動動態(tài)全景模模型。全景模型實時更新定期更新電源點追蹤供電范圍分析故障研判全景監(jiān)測動態(tài)全景模模型目錄錄配電網(wǎng)信息化現(xiàn)狀一配電網(wǎng)大數(shù)據(jù)典型應用場景二配電網(wǎng)大數(shù)據(jù)應用關鍵技術(shù)三國網(wǎng)河南電科院已開展的工作四下一步打算五國網(wǎng)河南電電科院已開開展的工作作4.1河南配網(wǎng)在在線監(jiān)測系系統(tǒng)建設在配電自動動化系統(tǒng)未未全面推廣廣之前，利利用SCADA等數(shù)據(jù)，實實現(xiàn)變電站站內(nèi)10kV線路出線開開關遙測、、遙信數(shù)據(jù)據(jù)實時監(jiān)測測功能；對對已加裝電電采終端的的配變，實實現(xiàn)配變運運行狀態(tài)的的在線監(jiān)測測。I:0AI:0AI:0AI:0A線路重載告告警10kV線路負載明明細國網(wǎng)河南電電科院已開開展的工作作4.1河南配網(wǎng)在在線監(jiān)測系系統(tǒng)建設I:0AI:0AI:0AI:0A過載告警過載配變統(tǒng)統(tǒng)計實現(xiàn)配變臺臺區(qū)重過載載和三相不不平衡監(jiān)測測分析，對對重過載、、不平衡越越限設備及及時報警，，提前預控控配電設備備運維風險險，防止設設備損壞。。國網(wǎng)河南電電科院已開開展的工作作4.2河南電力氣氣象系統(tǒng)建建設利用中國氣氣象局精細細化數(shù)值氣氣象服務產(chǎn)產(chǎn)品、基于于天氣雷達達的強對流流天氣預警警技術(shù)等成成果，建立立電網(wǎng)設備與與氣象信息息的關聯(lián)分分析模型，，實時展現(xiàn)未來雷雷電分布、大風和降水預警（精度度可達1X1公里），自動分析出出受影響的的電網(wǎng)設備備及影響等等級。國網(wǎng)河南電電科院已開開展的工作作4.2河南電力氣氣象系統(tǒng)建建設案例：電力力氣象系統(tǒng)統(tǒng)發(fā)布未來來1小時左右將將發(fā)生強降水紅色色預警（并伴有短短時大風））后，鄭州州供電公司司某配電檢檢修工區(qū)啟動應急預預案，搶修修車輛集結(jié)結(jié)、搶修物物資提前準準備。18時，該區(qū)配配網(wǎng)發(fā)生多多條線路跳跳閘事件。。故障預警案例國網(wǎng)河南電電科院已開開展的工作作4.3河南配網(wǎng)生生產(chǎn)指揮搶搶修平臺建建設綜合GIS、營銷、D5000等數(shù)據(jù)，提提供基于地地理信息背背景下的進度管控、故障定位、車輛定位、范圍分析等功能，實實現(xiàn)標準化搶修修，提升精準化化管理水平平，縮短故故障處理時時間。國網(wǎng)河南電電科院已開開展的工作作4.3河南配網(wǎng)生生產(chǎn)指揮搶搶修平臺建建設通過故障輔輔助研判技技術(shù)，及時時獲知配網(wǎng)網(wǎng)故障信息息，通過桌面推推送和報警警短信搶修修指揮人員，，改變通過過客戶報修修被動發(fā)現(xiàn)現(xiàn)故障現(xiàn)狀狀，利用平平臺主動發(fā)發(fā)現(xiàn)配網(wǎng)故故障。來自SCADA、配自、用用采的停電電告警故障影響分分析國網(wǎng)河南電電科院已開開展的工作作4.3河南配網(wǎng)生生產(chǎn)指揮搶搶修平臺建建設GIS地圖中清晰晰標出停電電影響范圍圍，提高故故障查找效效率，縮短短配網(wǎng)故障障搶修時間間。國網(wǎng)河南電電科院已開開展的工作作計劃停電影影響分析標準化故障障預案重要用戶保保電4.3河南配網(wǎng)生生產(chǎn)指揮搶搶修平臺建建設分析計劃停停電影響，，制定故障障預案，針針對重要用用戶進行保保電。饋線負荷特特性的可視視化，通過直觀方方式展示負荷年度和和晝夜變化化規(guī)律右圖是某條條饋線一個個年度的負負荷變化圖圖，X軸方向表示示每天24個時段，Y軸表示負荷荷大?。ㄍ瑫r用顏色色表示），，Z軸表示一年年內(nèi)的每一一天。國網(wǎng)河南電電科院已開開展的工作作4.4短期饋線負負荷預測綜合歷史負負荷和氣象象數(shù)據(jù)，預預測饋線、、配變等未未來負荷趨勢，為配電網(wǎng)安安全經(jīng)濟運運行特別是是迎峰度夏、度冬期間間開展有序序用電、負負荷轉(zhuǎn)供、、優(yōu)化檢修修計劃等提提供支撐。。4.4短期饋線負負荷預測藍色為實測測值，綠色為預測測值國網(wǎng)河南電電科院已開開展的工作作目錄錄配電網(wǎng)信息化現(xiàn)狀一配電網(wǎng)大數(shù)據(jù)典型應用場景二配電網(wǎng)大數(shù)據(jù)應用關鍵技術(shù)三國網(wǎng)河南電科院已開展的工作四下一步打算五下一步打算算待解決的問問題：數(shù)據(jù)質(zhì)量問問題仍然是是制約配網(wǎng)網(wǎng)大數(shù)據(jù)發(fā)發(fā)展的關鍵