電力大數(shù)據(jù)應(yīng)用設(shè)計方案

電力大數(shù)據(jù)應(yīng)用設(shè)計思路探討電力大數(shù)據(jù)背景簡介電力大數(shù)據(jù)應(yīng)用場景國內(nèi)外案例分享基于Scada系統(tǒng)的電力大數(shù)據(jù)平臺架構(gòu)探討2配網(wǎng)運行.監(jiān)視并識別電壓和功率因數(shù)不合格的位置，安排合理的運行方式.監(jiān)視并識別電壓問題區(qū)域，發(fā)現(xiàn)負荷不平衡，調(diào)整運行方式，保證電壓水平和負荷平衡.自動故障診斷、分析、隔離配網(wǎng)運行.監(jiān)視并識別電壓和功率因數(shù)不合格的位置，安排合理的運行方式.監(jiān)視并識別電壓問題區(qū)域，發(fā)現(xiàn)負荷不平衡，調(diào)整運行方式，保證電壓水平和負荷平衡.自動故障診斷、分析、隔離和處理。故障距離計算。.檢測負荷容量，決定是否過負荷的狀態(tài)，對閉環(huán)和并線是否有影響.利用監(jiān)測數(shù)據(jù)更準確的計算線損，調(diào)整運行方式實現(xiàn)線損最小資產(chǎn)運維.對變壓器和線路負荷峰谷值及持續(xù)時間進行記錄，制定合理的維修和管理策略.根據(jù)實時運行數(shù)據(jù)，分析變壓器和電纜的情況，改進設(shè)備檢修計劃；減少檢修次數(shù)，以便于減少停電次數(shù)和停電時間，提高可靠性指標.識別接近額定容量并報警，減少負荷以增加設(shè)備的壽命.對設(shè)備老化情況進行分析，制定合理維修策略.部署智能電表，實現(xiàn)對用戶側(cè)電量、電壓、電流、功率的完整數(shù)據(jù)采集.借助雙向通信的電表，實現(xiàn)與用戶的互動.通過電價策略調(diào)整，加強需求側(cè)管理，優(yōu)化負荷曲線，減少電力消耗.通過系統(tǒng)集成，建立完成的停電管理系統(tǒng).開始試點家庭電力自動化管理方案客戶服務(wù)分布式智能化電網(wǎng)設(shè)備智能傳感器平表計網(wǎng)絡(luò) 建設(shè)、運行、資產(chǎn)運維和客戶服務(wù)，提升電力企業(yè)的運營水平.依據(jù)精確地監(jiān)測數(shù)據(jù)和計算,指導(dǎo)線路和設(shè)備的布點.監(jiān)視并分析過負荷，決定是否需要對變壓器容量進行檢查.根據(jù)負荷平衡狀況，采取新的電網(wǎng)連接方式.電壓和功率因數(shù)分析，調(diào)整電容器和電壓調(diào)節(jié)器的位置.根據(jù)測量的故障電流，設(shè)置設(shè)備容量規(guī)劃建設(shè)3數(shù)據(jù)集成總線數(shù)據(jù)集成總線電力大數(shù)據(jù)平臺參考架構(gòu)實時數(shù)據(jù)高速總線.Level4-高級優(yōu)化,建模,規(guī)劃,決策支持.Level3-數(shù)據(jù)分析,事件的實時或事后診斷處理,數(shù)據(jù)挖掘.Level2–指標計算,趨勢分析1–實時事件,閾值,通知;屏幕顯示,郵件,傳呼4Scada系統(tǒng)簡介口SCADA(SupervisoryControlAndDataAcquisition)是數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控，是一種實時采集和分析數(shù)據(jù)的計算機監(jiān)控系統(tǒng)?？赟CADA系統(tǒng)根據(jù)系統(tǒng)采集、控制點數(shù)的多少，系統(tǒng)規(guī)模的大小不同,小到只有一臺計算機組成一個小型SCADA系統(tǒng)；大到由多臺服務(wù)器和若干臺工作站協(xié)同組成大型SCADA系統(tǒng)?？诠I(yè)上，SCADA系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于遠程通訊、供水與污水處理、化工等領(lǐng)域。5 SCADA系統(tǒng)典型硬件配置圖6電力大數(shù)據(jù)背景簡介電力大數(shù)據(jù)應(yīng)用場景國內(nèi)外案例分享基于Scada系統(tǒng)的電力大數(shù)據(jù)平臺架構(gòu)探討7第一、線路在線監(jiān)測2008年初的罕見冰雪災(zāi)害發(fā)生后，國家電網(wǎng)公司、南方電網(wǎng)公司均加大了對輸電線路覆冰、在線監(jiān)測的研究投入國內(nèi)高等院國內(nèi)高等院校及廠家陸續(xù)開展了對輸電線路在線監(jiān)測方面的產(chǎn)品的研發(fā)產(chǎn)品制造廠家達到10余家，監(jiān)測裝置總體產(chǎn)品應(yīng)用量達到1萬臺左右內(nèi)相繼研發(fā)成功了輸電線路圖像監(jiān)測系統(tǒng)及輸電線路覆監(jiān)測裝置在國內(nèi)總體應(yīng)用量在1500余套左右，圖像監(jiān)測裝置在3000套以上8視頻在線監(jiān)測現(xiàn)狀目前線路的視頻在線監(jiān)測還是以在線監(jiān)視為主，使用人工進行視頻或圖片的巡檢。直升機巡線應(yīng)用也越來越多，巡線過程中拍攝的需要處理視頻數(shù)據(jù)數(shù)量巨大9自動異常識別的意義隨著視頻監(jiān)測系統(tǒng)投入的越來越多，人工監(jiān)視易造成肉眼疲勞，造成漏報。監(jiān)控中心的視頻線路較多，人工監(jiān)視也無法一一監(jiān)看，易造成漏報采用視頻處理技術(shù)對監(jiān)控視頻和圖片進行實時處理與分析，通過提取線路特征，自動識別異常情況并進行報警，能極大減少工作量，提升線路視頻在線監(jiān)測常見的異常情況1）外物接近導(dǎo)線安全預(yù)警距離智能視頻檢測與報警2）線路飄掛物智能視頻檢測與報警3）導(dǎo)線弧垂點上下變化智能視頻檢測與報4）導(dǎo)線弧垂點舞動智能視頻檢測與報警；142355）導(dǎo)線間距變化智能視頻檢測與報警線路視頻在線監(jiān)測常見的異常情況（續(xù)）6）導(dǎo)線覆冰智能視頻檢測與報警7）輸電線路保護區(qū)內(nèi)大型機械闖入并停留智能視頻檢測與報警：8）人員、車輛入侵輸電線路特定區(qū)域智能視頻檢測與報警；9)輸電線路保護區(qū)內(nèi)樹木生長超高的智能視頻檢測與報警：6879技術(shù)方案62456245第二、智能用電：通過分析、決策和評估，形成最優(yōu)績效目標的智能用電分析.策略定義：針對用戶特點尋找適應(yīng)的策略，針對設(shè)備發(fā)現(xiàn)并解決問題.方案優(yōu)化：針對給定的目標和用戶適應(yīng)的策略，綜合考慮成本、供電可靠性和用戶滿意度等多重因素，形成最優(yōu)方案.場景仿真：模擬不同場景，分析不同情況下的智能用電分析效果評估分析決策評估分析用戶特征及設(shè)備狀態(tài)綜合行情況，根據(jù)相應(yīng)的激勵和懲罰規(guī)則分析其獎行情況，根據(jù)相應(yīng)的激勵和懲罰規(guī)則分析其獎術(shù)分析個體及群體的典型負荷特性.重過載監(jiān)測與分析：感知電力設(shè)備的負載狀況，有針對性地分析解決在運行中出現(xiàn)的重過載現(xiàn)象其他因素，評估用戶對不同智能用電策略的適應(yīng).設(shè)備運行工況評估：根據(jù)重過載監(jiān)測與分析，調(diào)整適應(yīng)于用戶的策略庫定義規(guī)則各類應(yīng)用基于數(shù)據(jù)挖掘和人工智能技術(shù)的用戶用電行為分析主要有兩方面的內(nèi)容：用戶用電行為分析用戶的用電信息一個聚類代表一種用電模式用大數(shù)據(jù)技術(shù)進行聚類分析用電信息采集系統(tǒng)設(shè)計新型的用戶用電特性分析模型，為新型智能用電解決方案奠定基礎(chǔ)各類應(yīng)用基于數(shù)據(jù)挖掘和人工智能技術(shù)的用戶用電行為分析主要有兩方面的內(nèi)容：用戶用電行為分析用戶的用電信息一個聚類代表一種用電模式用大數(shù)據(jù)技術(shù)進行聚類分析用電信息采集系統(tǒng).用電特性識別是新型智能用電解決方案的基礎(chǔ)。既要識別個體用電特性的技術(shù)，同時也需要從個體特性中提取出群體共.個體識別技術(shù)中需要重點考慮數(shù)據(jù)降噪等避免偽特性的方法，而群體共性提取技術(shù)則需要考慮如何識別個體特性相似性>時間對單個用戶的用電模式進行識別。用戶的用電模式往往不止一種，存在多樣性。通過對用戶的用電規(guī)律和用電特性進行深入分析，識別出用戶的所有用電模式。>對不同用戶的用電模式進行聚類分析。得到用戶用電模式的群體性，有助于針對同一群體用戶開展進一步研究，識別出對應(yīng)的用電模式。整年的日負荷整年的日負荷特性曲線工業(yè)用戶商業(yè)用戶工業(yè)用戶商業(yè)用戶制定錯峰方案1高耗能，限2高排放，限3高排放，限41亮化工程，限23照明工程，限4錯峰指令反饋信息調(diào)度室工各用戶的錯峰營銷部門把安排好的工用3量和錯峰時間發(fā)送給到錯峰指令后確認分配開始實施錯峰用電錯峰指令營銷部錯峰指令反饋信息測,用電,,,荷負1荷發(fā)電054測量9負預(yù),,錯峰方案實施之后，用戶的用電方式發(fā)生,,31荷,8001荷10預(yù)0系統(tǒng)的實際負荷曲線也隨之發(fā)生錯峰指令反饋信息調(diào)度室工各用戶的錯峰營銷部門把安排好的工用3量和錯峰時間發(fā)送給到錯峰指令后確認分配開始實施錯峰用電錯峰指令營銷部錯峰指令反饋信息測,用電,,,荷負1荷發(fā)電054測量9負預(yù),,錯峰方案實施之后，用戶的用電方式發(fā)生,,31荷,8001荷10預(yù)0系統(tǒng)的實際負荷曲線也隨之發(fā)生改電用,用46變。從圖中可以看出，錯峰之后，電力缺400預(yù)用電負荷曲線與且系統(tǒng)實際的測的負荷電曲線圖相比得到了優(yōu)化0錯峰方案執(zhí)行工用1工用1工用2反饋信息用電負荷預(yù)用電負荷預(yù)用電負荷預(yù)用電負荷預(yù)測,22 用電負荷預(yù)測—發(fā)電負荷預(yù)測—錯峰后實際用電量Min++設(shè)計新型智能用電優(yōu)化模型，綜合考慮用戶特點、網(wǎng)絡(luò)情況Min++和經(jīng)濟因素等，形成最優(yōu)績效目標的輪休和錯峰計劃輸入用戶數(shù)據(jù):系統(tǒng)數(shù)據(jù):其他基礎(chǔ)數(shù)據(jù):CostTI約束條件約束條件用戶調(diào)用戶調(diào)整能力約束CostTI系統(tǒng)運系統(tǒng)運行約束CostTII政策和政策和規(guī)則約束智能用電備選方案智能用電備選方案方案效果與影響方案效果與影響第三、故障預(yù)測：是狀態(tài)檢修的核心問題狀態(tài)檢修是指根據(jù)先進的狀態(tài)監(jiān)測和診斷技術(shù)提供的設(shè)備狀態(tài)信息，判斷設(shè)備的異常，預(yù)知設(shè)備的故障，在故障發(fā)生前進行檢修的方式，即根據(jù)設(shè)備的健康狀態(tài)來安排檢修計劃，實施設(shè)備檢修。故障原因故障關(guān)聯(lián)關(guān)系分析故障概率分析結(jié)果故障原因故障關(guān)聯(lián)關(guān)系分析故障概率分析結(jié)果研究思路123456789關(guān)聯(lián)分析絕緣電阻油中氣體使用Apriori算法計算關(guān)聯(lián)系數(shù)，量化評估故障因素和故Apriori算法使用逐層搜索的迭代方法，直到不能再找到頻繁項集為止。油位故障概率外絕緣雷擊外部氣溫絕緣介質(zhì)引線件絕緣介質(zhì)引線件故障概率預(yù)測變壓器健康狀態(tài)評估套套管儲油儲油柜冷冷卻系統(tǒng)電力大數(shù)據(jù)背景簡介電力大數(shù)據(jù)應(yīng)用場景國內(nèi)外案例分享基于Scada系統(tǒng)的電力大數(shù)據(jù)平臺架構(gòu)探討>以毫秒級捕獲傳感器數(shù)據(jù)（如：主軸傳感器、齒輪箱傳感器和定子傳感器等監(jiān)控單臺風(fēng)力發(fā)電機運行狀態(tài)>以秒級捕獲傳感器數(shù)據(jù)，監(jiān)控風(fēng)機位置、彼此協(xié)作情況，保證發(fā)電場以最優(yōu)狀態(tài)工作>以分鐘級捕獲傳感器數(shù)據(jù)，監(jiān)控輸電狀態(tài)、效率案例二：EnerNoc電力大數(shù)據(jù)中間商創(chuàng)新電力業(yè)務(wù)模式案例二：EnerNoc電力大數(shù)據(jù)中間商創(chuàng)新電力業(yè)務(wù)模式案例三：某網(wǎng)省公司用電信息采集系統(tǒng)技術(shù)驗證性能驗證性能驗證采用xx省網(wǎng)公司用采業(yè)務(wù)真實數(shù)據(jù)，主要涉及29張數(shù)據(jù)表，共189.91億條記錄，選取了三個計算和四個查詢?nèi)蝿?wù)場景，對比大數(shù)據(jù)平臺和Oracle關(guān)系數(shù)據(jù)庫處理性能情況。三個計算任務(wù)涉及表和記錄數(shù)：1)公變數(shù)據(jù)完整率之今日電量計算（2.47億）2）低壓數(shù)據(jù)完整率計算（116.1億）3)低壓用戶電量計算（143.7億）性能驗證四個查詢?nèi)蝿?wù)涉及表和記錄數(shù)：1.57億條1)采集覆蓋情況明細2）采集數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查3)批量抄表數(shù)據(jù)查詢4)臺區(qū)線損分析明細低壓用戶電量計算Oracle平臺191min191min大數(shù)據(jù)平臺143.7億低壓用戶電量計算：191min—→12min200500所算耗的消計時間200500所算耗的消計時間計算任務(wù)驗證對比計算性能對比大數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)完整率之公變今