基于大數據的配電自動化系統應用研究

傅文進 曹保山 呂東 馮杰波

[摘? ? 要 ]隨著科學技術的逐漸發展，大數據技術理論與配電自動化系統的結合是當前社會智能化電網的基本需求。簡單介紹大數據的概念，并且對配電自動化系統的實際現狀進行分析研究。主要從功能、網絡以及數據架構方面進行簡要分析，并對其做出總結，進而提高配電系統整體智能化水平，增強電力公司的供電服務質量以及整體經濟效益。

[關鍵詞]大數據技術;配電;自動化系統;應用;研究分析

[中圖分類號]TM727.1 [文獻標志碼]A [文章編號]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 簡要概述

最近幾年來大數據技術得到了人們的廣泛關注，大數據技術是指對復雜、大量的數據信息進行研究分析，并且運用最為準確、有效以及迅速的方法提取該數據中的有效信息的一種技術手段。大數據技術最初應用于金融領域、物流行業以及互聯網技術等，隨和時代的不斷發展，信息技術有了顯著提升，該技術便逐漸延伸至電力能源等方面。

配電網本身結構組織比較復雜，且涉及的技術范圍較為廣泛，其中主要包括3個方面。

（1）在電子行業、通信行業、電力行業以及軟件行業等領域中，因為對于技術性以及專業性的標準較高，需要高素質、高水平的維護人員對其進行管理控制，此外，因為涉及的專業領域不同，所以在人才的配置方面，必須要具備多方面不同專業技能以及專業知識的人才投入到該工作中。

（2）配電自動化的供電設備因為制造商比較多的緣故，在對供電設備進行采購招標的時候沒有統一標準，購買不同廠家中的機械設備，不管是從技術標準與規范上，還是從實際操作工程與維護中都存在較大的差異。

（3）配電網自動化包含許多子系統，如配電張主站、信息終端以及通信網絡等，因此在實際管理以及維護工作中需要涉及許多不同部門。

2 配電自動化系統的實際現狀研究

在當前社會中，供電企業的配電自動化系統大多數應用的是南瑞科技OPEN-3200主站系統，與之前的配電系統進行比較，該配電自動化主站系統的功能增加了許多，在實際使用過程中更加高效便捷一些，如區域一體化、自動化以及信息交互等功能。當前電網中應用最為廣泛的配電自動化系統常見問題主要有3個。

（1）因為網絡構架基本上已經完善成熟，已經不允許進行整體的大調整，但是與此同時各個配套系統交互還存在一定的缺陷，信息化的整體程度在一定程度上還有繼續深挖改善的空間，所以仍然需要投入大量的人力物力不斷對其進行針對性的提升，相對而言，當前大多數的配電線路在都處在“盲調”的狀態。

（2）各個系統之間的信息數據流通存在問題，信息數據流通的不順暢會影響各個系統之間的協調性和聯動性，所以，具體工作實踐中發現在數據信息的挖掘方面以及分析提取方面還存在一定的欠缺，有相當一段的進步空間需要相關專業人員進行不斷的完善及改革創新。

（3）當前配電自動化技術的應用還不夠深化，深度的技術運用才會使配電自動化系統愈發的成熟且高效，而普遍上來看，國內的大多數配電自動化系統依舊處在初步推廣的階段。有一些配電網絡整體結構比較復雜的城市中，由于多區塊多功能的立體化結合是一個龐大而又不斷產生新問題的過程，所以其配電自動化系統始終還沒有成功地連成一片，導致目前還沒有形成規模性的系統管理效應，因此當前配電自動化系統的高級運用存在支撐力不足的情況。

3 大數據技術基礎上的配電自動化系統研究

3.1 大數據技術在配電網運行中的作用

從相關數據資料中可以看出，目前配電網在實際運行的過程中主要存在的問題可以分為四大類。

（1）配電網中的電壓質量存在雜亂無章的問題，且該電壓波動頻繁，特別是長配電線路，這類配電網問題低于高端精工的產業具有較大的不良影響。

（2）三相不平衡度指標不合格加大了變壓器以及線路消耗，對于電動機的負荷安全與穩定運行有很大的影響，并且該問題對于供電企業的供電質量造成影響，進而逐漸形成一個惡性循環。

（3）配電網的供電水平不夠穩定，整體狀態雜亂無章。配電網在實際運行的過程中對于供電安全性的標準逐漸增高，必須要達到符合安全與高質量的供電服務。在實際工作中，配電網的供電水平存在地區差異，較為發達的城市中配電網供電服務較為可靠安全，而較為落后的城市地區中配電網并不是十分可靠。并且配電網的常規供電服務可靠性是在配電網長時間運行的情況下依照可靠指標進行的統計分析，需要應用的統計時間比較長，這是一種結果導向的手段，該方法決定其無法直接應用于配電網實際運行的短期安全性評估以及調度控制。

（4）配電網整體運行的方式比較單一與固定，抵御風險的實際能力未知。配電網運行方式的靈活性能夠直接影響到網絡抗干擾的實際效果，目前國內常見的配電自動化系統結構如圖1所示。當前國內的配電網連接模式主要有3種;①單輻射饋線;②手拉手環網接線;③多點聯絡接線，其需要達到閉環設計開環運行的基礎。

根據理論研究，配電負荷中存在許多供電路徑，不過配電網常常運用固定方式進行實際運行。網絡在受到干擾或者出現故障問題的情況下，配電網運行的方式可以調換的可行性以及及時性展現了配電網持續供電的整體能力。人們需要關注的是，隨著逐漸增多的新能源運用到配電網中，分布式電源的間歇波動與潮流的雙向流動給配電網的實際運行帶來了更大的挑戰，同時也是對配電網網架結構的挑戰，如圖1所示。

3.2 數據構架

大數據基礎上的配電自動化系統中建立的數據模型構成主要有5個。

（1）基礎數據層。

（2）數據預處理層。

（3）數據存儲分析。

（4）數據挖掘分析。

（5）業務應用等。

其中基礎數據層主要是包括電網網架數據、用電信息采集數據、配電GIS數據以及電網運行數據等，它的主要作用就是為上層數據的分析打下基礎，提供最基本的數據信息來源。而數據預處理層的主要組成主要包括數據去重、數據轉換、數據合并以及插值擬合，它的主要作用就是為層次較低的國家電網用電數據信息進行分析以及預處理工作，進而達到數據合并、數據轉換以及數據去重的效果。數據存儲分析層主要包括三部分;①型數據庫;②云平臺集中中心;③分布式文件庫，數據存儲分析層主要是用于大數據的存放，對于大數據處理有著一定的支撐效果。

3.3 驅動力

隨著科學技術的不斷發展和突破創新，關于智能配用電的相關技術有了很大的進步，各電力企業也已經建立了許多智能電表以及用戶用電信息采集系統，為平常的電力開展及保障工作提供了許多便利之處，獲得了切切實實的新型體驗。此外，還有停電管理系統、電能質量檢測系統以及配電自動化系統等，這些配電系統的運用能夠立體化地完善配電自動化系統，豐富其結構組成的同時產生許多異構數據，為將來配電自動化系統的革新和升級提供了有力的技術數據保障。

大數據技術涵蓋的范圍包括大數據分析與大數據處理，具體實際中體現在計算機技術和數據挖掘等方面。積極深入地學習和運用大數據技術，能使配電自動化系統的大數據處理、大數據儲存以及大數據分析等全面地高效地成為可能。因此，在現有配電系統數據的基礎上進一步應用大數據技術，深入研究大數據技術的作用與價值，應用于智能配電技術的進步與發展，對將來我國供配電領域的發展有著積極的推動作用。

4 電氣自動化控制在供配電系統中的運用方式

4.1 遠程計量檢測供配電系統

供配電系統在目前的實際應用中仍然會存在人工抄表的檢測方式，這種方式存在人力資源投入頗大并且工作效率比較低的問題，導致常常有一些發生誤差的現象出現。那么，對于技術手段創新之后，應用電氣自動化技術投入到配電自動化系統的建設當中，運用電腦相關技術對其進行遠程計量檢測，能夠防止一些人工抄表過程中的誤差對數據信息的精準性造成的干擾，不僅提高了供配電系統工作的準確性以及高效性，而且在很大程度上減少了人力資源的投入，同時又能保證系統更加先進且高效。

4.2 檢測供配電系統中的電能質量

將電氣自動化技術更深入投入到實際運用中，不僅能夠對供配電系統中的電能質量進行實際檢測，確保電能質量始終符合使用標準，而且還能夠應用電腦分析供配電系統的運行狀態，避免一些常見問題的發生，做到防患于未然。如以往實際工作中經常發生的電能線路產生故障的問題，那么運用新的電氣自動化技術后故障線路就會通過電腦定位傳輸信號，然后系統就會進行自動斷電并且發出信號示警，這樣及時的防治相結合的手段能夠最大限度地確保電能傳送的質量以及安全穩定。

5 結束語

總之，配電自動化系統進一步建設的目的，主要就是為了確保用戶供電的可靠性、穩定性以及安全性。在進行實際供電的過程中，應該對其進行有效、合理的規劃，專業人員應該結合配電自動化系統中的實際情況與前沿的專業知識，不斷的提高專業水平。要想在將來擁有一套健全高效的配電自動化系統，切不可因循守舊，要針對舊手段舊知識不斷進行改革更新，這樣才能提升供電的可靠性，確保電力系統的可持性發展，為千家萬戶提供穩定可靠的電能保障，更能為我國的可持續發展奠定堅實的基礎。

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