摘要：隨著信息技術(shù)的發(fā)展以及用電采集系統(tǒng)的逐步普及，電網(wǎng)數(shù)據(jù)將從數(shù)據(jù)量、獲得數(shù)據(jù)的時(shí)效性、有效性等方面進(jìn)一步完善和提升，大數(shù)據(jù)技術(shù)的特性將得到進(jìn)一步的凸顯。電力企業(yè)高度重視大數(shù)據(jù)技術(shù)在采集運(yùn)維業(yè)務(wù)中的應(yīng)用。本文從基于采集數(shù)據(jù)治理低電壓和基于采集數(shù)據(jù)精準(zhǔn)分析變壓器負(fù)荷兩個(gè)方面來(lái)探討大數(shù)據(jù)分析技術(shù)在采集運(yùn)維業(yè)務(wù)中的應(yīng)用。
關(guān)鍵字：采集數(shù)據(jù);大數(shù)據(jù)
1.采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集內(nèi)容
采集系統(tǒng)覆蓋用電客戶(hù)或其他用于結(jié)算和考核的用電計(jì)量裝置有多種，主要包含：廠站直供大型用電客戶(hù)、一般專(zhuān)變用電客戶(hù)、公變考核總表、普通低壓用戶(hù)。采集的數(shù)據(jù)項(xiàng)也很多，如：電量、電壓、電流、現(xiàn)場(chǎng)用電異常報(bào)警等。詳細(xì)情況如下：
(1)普通低壓用戶(hù)：日凍結(jié)電量(每日一次)，實(shí)時(shí)電壓、電流(被動(dòng)采集)。
(2)廠站直供大型用電客戶(hù)、一般專(zhuān)變用電客戶(hù)：日凍結(jié)電量、用電異常報(bào)警(每日一次)，電量、電壓、電流(每15分鐘一次)，用電異常報(bào)警、實(shí)時(shí)電量(被動(dòng)采集)。
(3)公變考核總表：日凍結(jié)電量、用電異常報(bào)警(每日一次)，電量、電壓、電流(每15分鐘一次)，用電異常報(bào)警、實(shí)時(shí)電量(被動(dòng)采集)。
2.其它系統(tǒng)以及外圍數(shù)據(jù)
采集系統(tǒng)采集的用電客戶(hù)用電信息是對(duì)客戶(hù)用電行為分析的一個(gè)主要數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，要全方位分析客戶(hù)用電行為還需要借助一些其它系統(tǒng)或者外圍數(shù)據(jù)。
(1)需通過(guò)營(yíng)銷(xiāo)信息系統(tǒng)獲取數(shù)據(jù)項(xiàng)類(lèi)型：用戶(hù)基本信息、用電類(lèi)型、供電方式、抄表例日、電費(fèi)結(jié)算等。
(2)需通過(guò)外圍地理信息、環(huán)境監(jiān)控等系統(tǒng)或公布數(shù)據(jù)獲取數(shù)據(jù)項(xiàng)類(lèi)型：供電服務(wù)區(qū)地理信息、四季溫度變化、不同區(qū)域主要用電客服類(lèi)型、政府公布經(jīng)濟(jì)指數(shù)等。
只有在全方位獲取到與用電客戶(hù)用電行為相關(guān)的其他信息或影響用電客戶(hù)用電行為的各項(xiàng)因素的基礎(chǔ)上，分析才能更加客觀、更加全面，分析結(jié)果才能更加接近實(shí)際。
3.大數(shù)據(jù)分析技術(shù)在采集運(yùn)維業(yè)務(wù)中的應(yīng)用
3.1基于采集數(shù)據(jù)治理低電壓
3.1.1采集原理
電力用戶(hù)整體分為專(zhuān)、公變和低壓客戶(hù)兩類(lèi)。專(zhuān)、公變的采集原則為：對(duì)全部專(zhuān)、公變總路(專(zhuān)用變壓器結(jié)算計(jì)量點(diǎn)或公用變壓器考核計(jì)量點(diǎn))安裝的采集終端或電能表開(kāi)展電壓、電流、功率3類(lèi)數(shù)據(jù)采集?？紤]到地區(qū)低壓用戶(hù)電能質(zhì)量的要求相對(duì)單一，為減輕用電信息采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集壓力，提高用電信息采集系統(tǒng)各類(lèi)數(shù)據(jù)采集成功率，對(duì)地區(qū)的低壓客戶(hù)結(jié)合實(shí)際選擇部分“典型戶(hù)”開(kāi)展客戶(hù)端電壓數(shù)據(jù)采集。同時(shí)，為確保采集系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，用電信息采集系統(tǒng)需要結(jié)合終端類(lèi)型和通信條件，合理設(shè)置電壓、電流、功率數(shù)據(jù)采集頻度和時(shí)點(diǎn)。具體采集原理為：
(1)對(duì)于本地通信組網(wǎng)采用載波方式的，以臺(tái)區(qū)為單位，選擇10個(gè)以?xún)?nèi)的典型戶(hù)(數(shù)量根據(jù)臺(tái)區(qū)規(guī)模、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和系統(tǒng)前置負(fù)載情況確定)，每周實(shí)現(xiàn)1天在負(fù)荷高峰時(shí)段，以1小時(shí)為間隔，實(shí)現(xiàn)低壓典型戶(hù)電壓數(shù)據(jù)的采集。
(2)對(duì)于本地通信組網(wǎng)采用載波方式的，按照表箱選取典型戶(hù)，在集中器中設(shè)置為重點(diǎn)用戶(hù)，每日實(shí)現(xiàn)對(duì)典型戶(hù)不超過(guò)12個(gè)點(diǎn)電壓數(shù)據(jù)的采集。對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)終端設(shè)備不滿足重點(diǎn)用戶(hù)設(shè)置技術(shù)條件的，每周實(shí)現(xiàn)1天在負(fù)荷高峰時(shí)段，通過(guò)采集系統(tǒng)主站對(duì)典型戶(hù)的電能表進(jìn)行電壓瞬時(shí)值透抄，實(shí)現(xiàn)低壓客戶(hù)電壓數(shù)據(jù)采集。
(3)對(duì)于本地通信組網(wǎng)采用 RS-485 方式的，按照表箱抽取典型戶(hù)，在集中器中設(shè)置為重點(diǎn)用戶(hù)，每日實(shí)現(xiàn)對(duì)臺(tái)區(qū)典型戶(hù)24個(gè)點(diǎn)電壓數(shù)據(jù)的采集。對(duì)于采集失敗的數(shù)據(jù)點(diǎn)，按照“就近替代”原則用同一表箱其它客戶(hù)電壓數(shù)據(jù)進(jìn)行替代。
(4)根據(jù)低壓客戶(hù)的電壓數(shù)據(jù)分析結(jié)果，區(qū)分出客戶(hù)低電壓出現(xiàn)可能性大、中、小的臺(tái)區(qū)，分別選擇100% 、 10%和1%的臺(tái)區(qū)納入采集。對(duì)納入采集的臺(tái)區(qū)選擇典型戶(hù)，每周實(shí)現(xiàn)1天在負(fù)荷高峰時(shí)段的典型戶(hù)電壓數(shù)據(jù)采集。
3.1.2采集策略
對(duì)于專(zhuān)公變用戶(hù)，一旦采集到臺(tái)區(qū)總路出現(xiàn)低電壓，即認(rèn)為整個(gè)臺(tái)區(qū)電壓偏低，需要進(jìn)行電壓補(bǔ)償。對(duì)于低壓用戶(hù)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)智能電能表的采集覆蓋情況，結(jié)合公變電壓數(shù)據(jù)，按照“優(yōu)先選擇公變低壓側(cè)總路電壓偏低臺(tái)區(qū)、優(yōu)先選擇臺(tái)區(qū)線路末端客戶(hù)、優(yōu)先選擇用電高峰時(shí)段”的三優(yōu)先原則實(shí)現(xiàn)用戶(hù)電壓數(shù)據(jù)的采集。同時(shí)，在公變臺(tái)區(qū)總路電壓數(shù)據(jù)采集基礎(chǔ)上，通過(guò)數(shù)據(jù)分析，進(jìn)一步優(yōu)化低壓客戶(hù)采集策略：如果公變總路出現(xiàn)低電壓，可以不再重復(fù)采集低壓客戶(hù)端電壓數(shù)據(jù);公變總路電壓合格，需要在低壓客戶(hù)側(cè)選擇典型戶(hù)作為電壓數(shù)據(jù)采集對(duì)象。每個(gè)臺(tái)區(qū)電壓監(jiān)測(cè)典型戶(hù)原則上不超過(guò)20戶(hù)，在午高峰(11:00～13:00)或
晚高峰(18:00～21:00 )時(shí)段，以小時(shí)為頻度設(shè)定采集時(shí)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)電壓數(shù)據(jù)采集(要求每日至少有一個(gè)有效采集數(shù)據(jù))。如果現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和信道條件較好，可結(jié)合實(shí)際增加采集頻度，提高低電壓采集的實(shí)時(shí)性、準(zhǔn)確度。
3.1.3.典型案例
(1)現(xiàn)場(chǎng)情況
通過(guò)用采系統(tǒng)導(dǎo)出日新增低電壓用戶(hù)，某供電所PMS_二變, 該用戶(hù)C相電壓偏低，根據(jù)該表號(hào)查詢(xún)?cè)撚脩?hù)總戶(hù)號(hào)后進(jìn)入用采系統(tǒng)透抄該用戶(hù)電能表，發(fā)現(xiàn)該戶(hù)C相電壓確實(shí)在允許偏差范圍外，立即和掛鉤單位該供電所技術(shù)員帶上鉗形表及相關(guān)安全工器具到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行處理。
PMS_二變?nèi)萘繛?00KVA，出線1條，居民照明18戶(hù)，非居民戶(hù)10戶(hù)。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)勘察，該臺(tái)區(qū)主干線為L(zhǎng)GJ-120,居民用戶(hù)大部分接在C相上。鎮(zhèn)政府動(dòng)力用電客戶(hù)在400V供電線路的末端?，F(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)電能表A、B、C三相電壓分別為225.7V、233.5V、197V。
(2)故障分析
1)三相負(fù)荷分布不均，單相負(fù)荷集中在一相上，造成變壓器三相負(fù)荷不平衡，變壓器各相輸出電流不相等，配變?nèi)嗬@組壓降就不相等，中性線就會(huì)有電流通過(guò)，使中性線產(chǎn)生阻抗壓降，引起中性點(diǎn)位移，致使各相電壓發(fā)生變化，造成負(fù)載輕的一相電壓升高，負(fù)載重的一相電壓降低。
2)供電半徑過(guò)長(zhǎng)是農(nóng)村發(fā)生低電壓的主要原因之一，臺(tái)區(qū)由于是地埋位置特殊原因中壓線路不能延伸到負(fù)荷中心造成末端電壓低。
(3)現(xiàn)場(chǎng)故障處理
1)通過(guò)用電采集系統(tǒng)和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)，發(fā)現(xiàn)C相負(fù)荷高峰時(shí)達(dá)到65A，A、B相高峰時(shí)分別達(dá)到35A、26A,三相負(fù)荷不平衡，配變高峰時(shí)存在超負(fù)荷現(xiàn)象，立即組織人員把C相照明負(fù)荷向B相進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，盡量達(dá)到三相負(fù)荷平衡。
2)在做好安全措施的前提下，對(duì)變壓器進(jìn)行停電，查看分接開(kāi)關(guān)位置是否適當(dāng)，在迎峰度夏來(lái)臨時(shí)，電網(wǎng)負(fù)荷會(huì)不斷增加會(huì)造成一次電壓較低，將配變分接開(kāi)關(guān)檔位處于Ⅱ檔，將變壓器檔位調(diào)至Ⅲ檔。
3.2基于采集數(shù)據(jù)精準(zhǔn)分析變壓器負(fù)荷
3.2.1基于采集數(shù)據(jù)分析
通過(guò)電力用戶(hù)用電信息采集系統(tǒng)，可以查詢(xún)某供電單位的配變負(fù)載情況，2020年5月31日，某單位共有33585個(gè)臺(tái)區(qū)，其中超載臺(tái)區(qū)81個(gè)、過(guò)載臺(tái)區(qū)55個(gè)、重載臺(tái)區(qū)141個(gè)。
3.2.2用電信息采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)重、過(guò)載臺(tái)區(qū)
通過(guò)重、過(guò)載分布狀況，針對(duì)某單位XX小區(qū)、某材料有限公司臺(tái)區(qū)5月份負(fù)荷情況進(jìn)行進(jìn)一步分析。
3.2.3數(shù)據(jù)分析及解決措施
經(jīng)過(guò)對(duì)用電信息采集系統(tǒng)配變數(shù)據(jù)的分析，結(jié)合對(duì)現(xiàn)場(chǎng)變壓器的排查，某供電公司XX小區(qū)為居民用電臺(tái)區(qū)，在晚用電高峰期用電量增加，出現(xiàn)負(fù)荷超載情況，XX小區(qū)5月份出現(xiàn)27次超載情況，其中26次出現(xiàn)在晚用電高峰期，變壓器運(yùn)行容量在150%左右。通過(guò)用電信息采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)分析，現(xiàn)該臺(tái)區(qū)配置變壓器容量偏低，需對(duì)變壓器容量進(jìn)行調(diào)整升級(jí)。
某材料有限公司臺(tái)區(qū)為廠區(qū)用電，生產(chǎn)作業(yè)集中在下午15:00-17:00期間，在該時(shí)段出現(xiàn)負(fù)荷過(guò)載情況，某材料有限公司臺(tái)區(qū)5月份出現(xiàn)26次超載情況，時(shí)間分布在全天不同時(shí)間段，主要集中在下午15:00-17:00之間，變壓器運(yùn)行容量在130%左右。通過(guò)用電信息采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)分析，發(fā)現(xiàn)該臺(tái)區(qū)配置變壓器容量偏低，需對(duì)變壓器容量進(jìn)行調(diào)整升級(jí)。
針對(duì)發(fā)現(xiàn)以上兩個(gè)臺(tái)區(qū)的問(wèn)題，某供電單位運(yùn)檢部門(mén)同時(shí)安排運(yùn)行檢修人員及時(shí)到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行維護(hù)，通過(guò)檢查，處理了現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備端子、連接線松動(dòng)、打火、過(guò)熱、熔融或燒毀等安全隱患，對(duì)配變及時(shí)進(jìn)行了維護(hù)。某供電單位同步安排改造計(jì)劃，進(jìn)行配變等設(shè)備進(jìn)行改造，確保安全可靠供電。
后續(xù)結(jié)合用電信息采集系統(tǒng)監(jiān)控及大數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析，針對(duì)發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，根據(jù)超載、過(guò)載、重載統(tǒng)計(jì)分析數(shù)據(jù)，一是安排運(yùn)維人員及時(shí)維護(hù)，避免了設(shè)備損壞等問(wèn)題發(fā)生，減少了停電的事件的發(fā)生。二是結(jié)合分析數(shù)據(jù)統(tǒng)籌考慮，進(jìn)行優(yōu)先級(jí)排序，制定配變改造升級(jí)計(jì)劃，避免了盲目投資，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)治理。三是持續(xù)挖掘采集大數(shù)據(jù)，更好的為電網(wǎng)運(yùn)行服務(wù)。
4.結(jié)束語(yǔ)
在用電信息采集系統(tǒng)中的運(yùn)維業(yè)務(wù)中采用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，可以對(duì)采集的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行深入挖掘和分析、處理，使采集運(yùn)維工作從粗放式管理逐漸向集約式和精益化方向發(fā)生轉(zhuǎn)變，提高運(yùn)維業(yè)務(wù)水平和工作效率。
數(shù)據(jù)挖掘評(píng)職知識(shí)：大數(shù)據(jù)專(zhuān)業(yè)論文投稿cscd期刊有哪些
參考文獻(xiàn)：
[1]陳建明.大數(shù)據(jù)分析在用電采集數(shù)據(jù)分析與智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].電子技術(shù)與軟件工程,2019,(15):187.
[2]張亞杰.省電力公司用電信息采集系統(tǒng)運(yùn)維及應(yīng)用研究[D].河北科技大學(xué),2019.
作者：潘偉斌
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