傅文進(jìn) 曹保山 呂東 馮杰波

[摘? ? 要 ]隨著科學(xué)技術(shù)的逐漸發(fā)展，大數(shù)據(jù)技術(shù)理論與配電自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)合是當(dāng)前社會(huì)智能化電網(wǎng)的基本需求。簡(jiǎn)單介紹大數(shù)據(jù)的概念，并且對(duì)配電自動(dòng)化系統(tǒng)的實(shí)際現(xiàn)狀進(jìn)行分析研究。主要從功能、網(wǎng)絡(luò)以及數(shù)據(jù)架構(gòu)方面進(jìn)行簡(jiǎn)要分析，并對(duì)其做出總結(jié)，進(jìn)而提高配電系統(tǒng)整體智能化水平，增強(qiáng)電力公司的供電服務(wù)質(zhì)量以及整體經(jīng)濟(jì)效益。

[關(guān)鍵詞]大數(shù)據(jù)技術(shù);配電;自動(dòng)化系統(tǒng);應(yīng)用;研究分析

[中圖分類號(hào)]TM727.1 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A [文章編號(hào)]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(jiǎn)要概述

最近幾年來(lái)大數(shù)據(jù)技術(shù)得到了人們的廣泛關(guān)注，大數(shù)據(jù)技術(shù)是指對(duì)復(fù)雜、大量的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行研究分析，并且運(yùn)用最為準(zhǔn)確、有效以及迅速的方法提取該數(shù)據(jù)中的有效信息的一種技術(shù)手段。大數(shù)據(jù)技術(shù)最初應(yīng)用于金融領(lǐng)域、物流行業(yè)以及互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等，隨和時(shí)代的不斷發(fā)展，信息技術(shù)有了顯著提升，該技術(shù)便逐漸延伸至電力能源等方面。

配電網(wǎng)本身結(jié)構(gòu)組織比較復(fù)雜，且涉及的技術(shù)范圍較為廣泛，其中主要包括3個(gè)方面。

（1）在電子行業(yè)、通信行業(yè)、電力行業(yè)以及軟件行業(yè)等領(lǐng)域中，因?yàn)閷?duì)于技術(shù)性以及專業(yè)性的標(biāo)準(zhǔn)較高，需要高素質(zhì)、高水平的維護(hù)人員對(duì)其進(jìn)行管理控制，此外，因?yàn)樯婕暗膶I(yè)領(lǐng)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(yè)技能以及專業(yè)知識(shí)的人才投入到該工作中。

（2）配電自動(dòng)化的供電設(shè)備因?yàn)橹圃焐瘫容^多的緣故，在對(duì)供電設(shè)備進(jìn)行采購(gòu)招標(biāo)的時(shí)候沒(méi)有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，購(gòu)買不同廠家中的機(jī)械設(shè)備，不管是從技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范上，還是從實(shí)際操作工程與維護(hù)中都存在較大的差異。

（3）配電網(wǎng)自動(dòng)化包含許多子系統(tǒng)，如配電張主站、信息終端以及通信網(wǎng)絡(luò)等，因此在實(shí)際管理以及維護(hù)工作中需要涉及許多不同部門(mén)。

2 配電自動(dòng)化系統(tǒng)的實(shí)際現(xiàn)狀研究

在當(dāng)前社會(huì)中，供電企業(yè)的配電自動(dòng)化系統(tǒng)大多數(shù)應(yīng)用的是南瑞科技OPEN-3200主站系統(tǒng)，與之前的配電系統(tǒng)進(jìn)行比較，該配電自動(dòng)化主站系統(tǒng)的功能增加了許多，在實(shí)際使用過(guò)程中更加高效便捷一些，如區(qū)域一體化、自動(dòng)化以及信息交互等功能。當(dāng)前電網(wǎng)中應(yīng)用最為廣泛的配電自動(dòng)化系統(tǒng)常見(jiàn)問(wèn)題主要有3個(gè)。

（1）因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)構(gòu)架基本上已經(jīng)完善成熟，已經(jīng)不允許進(jìn)行整體的大調(diào)整，但是與此同時(shí)各個(gè)配套系統(tǒng)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(xù)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(duì)其進(jìn)行針對(duì)性的提升，相對(duì)而言，當(dāng)前大多數(shù)的配電線路在都處在“盲調(diào)”的狀態(tài)。

（2）各個(gè)系統(tǒng)之間的信息數(shù)據(jù)流通存在問(wèn)題，信息數(shù)據(jù)流通的不順暢會(huì)影響各個(gè)系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)性和聯(lián)動(dòng)性，所以，具體工作實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)在數(shù)據(jù)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(dāng)一段的進(jìn)步空間需要相關(guān)專業(yè)人員進(jìn)行不斷的完善及改革創(chuàng)新。

（3）當(dāng)前配電自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用還不夠深化，深度的技術(shù)運(yùn)用才會(huì)使配電自動(dòng)化系統(tǒng)愈發(fā)的成熟且高效，而普遍上來(lái)看，國(guó)內(nèi)的大多數(shù)配電自動(dòng)化系統(tǒng)依舊處在初步推廣的階段。有一些配電網(wǎng)絡(luò)整體結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的城市中，由于多區(qū)塊多功能的立體化結(jié)合是一個(gè)龐大而又不斷產(chǎn)生新問(wèn)題的過(guò)程，所以其配電自動(dòng)化系統(tǒng)始終還沒(méi)有成功地連成一片，導(dǎo)致目前還沒(méi)有形成規(guī)模性的系統(tǒng)管理效應(yīng)，因此當(dāng)前配電自動(dòng)化系統(tǒng)的高級(jí)運(yùn)用存在支撐力不足的情況。

3 大數(shù)據(jù)技術(shù)基礎(chǔ)上的配電自動(dòng)化系統(tǒng)研究

3.1 大數(shù)據(jù)技術(shù)在配電網(wǎng)運(yùn)行中的作用

從相關(guān)數(shù)據(jù)資料中可以看出，目前配電網(wǎng)在實(shí)際運(yùn)行的過(guò)程中主要存在的問(wèn)題可以分為四大類。

（1）配電網(wǎng)中的電壓質(zhì)量存在雜亂無(wú)章的問(wèn)題，且該電壓波動(dòng)頻繁，特別是長(zhǎng)配電線路，這類配電網(wǎng)問(wèn)題低于高端精工的產(chǎn)業(yè)具有較大的不良影響。

（2）三相不平衡度指標(biāo)不合格加大了變壓器以及線路消耗，對(duì)于電動(dòng)機(jī)的負(fù)荷安全與穩(wěn)定運(yùn)行有很大的影響，并且該問(wèn)題對(duì)于供電企業(yè)的供電質(zhì)量造成影響，進(jìn)而逐漸形成一個(gè)惡性循環(huán)。

（3）配電網(wǎng)的供電水平不夠穩(wěn)定，整體狀態(tài)雜亂無(wú)章。配電網(wǎng)在實(shí)際運(yùn)行的過(guò)程中對(duì)于供電安全性的標(biāo)準(zhǔn)逐漸增高，必須要達(dá)到符合安全與高質(zhì)量的供電服務(wù)。在實(shí)際工作中，配電網(wǎng)的供電水平存在地區(qū)差異，較為發(fā)達(dá)的城市中配電網(wǎng)供電服務(wù)較為可靠安全，而較為落后的城市地區(qū)中配電網(wǎng)并不是十分可靠。并且配電網(wǎng)的常規(guī)供電服務(wù)可靠性是在配電網(wǎng)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行的情況下依照可靠指標(biāo)進(jìn)行的統(tǒng)計(jì)分析，需要應(yīng)用的統(tǒng)計(jì)時(shí)間比較長(zhǎng)，這是一種結(jié)果導(dǎo)向的手段，該方法決定其無(wú)法直接應(yīng)用于配電網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行的短期安全性評(píng)估以及調(diào)度控制。

（4）配電網(wǎng)整體運(yùn)行的方式比較單一與固定，抵御風(fēng)險(xiǎn)的實(shí)際能力未知。配電網(wǎng)運(yùn)行方式的靈活性能夠直接影響到網(wǎng)絡(luò)抗干擾的實(shí)際效果，目前國(guó)內(nèi)常見(jiàn)的配電自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。當(dāng)前國(guó)內(nèi)的配電網(wǎng)連接模式主要有3種;①單輻射饋線;②手拉手環(huán)網(wǎng)接線;③多點(diǎn)聯(lián)絡(luò)接線，其需要達(dá)到閉環(huán)設(shè)計(jì)開(kāi)環(huán)運(yùn)行的基礎(chǔ)。

根據(jù)理論研究，配電負(fù)荷中存在許多供電路徑，不過(guò)配電網(wǎng)常常運(yùn)用固定方式進(jìn)行實(shí)際運(yùn)行。網(wǎng)絡(luò)在受到干擾或者出現(xiàn)故障問(wèn)題的情況下，配電網(wǎng)運(yùn)行的方式可以調(diào)換的可行性以及及時(shí)性展現(xiàn)了配電網(wǎng)持續(xù)供電的整體能力。人們需要關(guān)注的是，隨著逐漸增多的新能源運(yùn)用到配電網(wǎng)中，分布式電源的間歇波動(dòng)與潮流的雙向流動(dòng)給配電網(wǎng)的實(shí)際運(yùn)行帶來(lái)了更大的挑戰(zhàn)，同時(shí)也是對(duì)配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的挑戰(zhàn)，如圖1所示。

3.2 數(shù)據(jù)構(gòu)架

大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上的配電自動(dòng)化系統(tǒng)中建立的數(shù)據(jù)模型構(gòu)成主要有5個(gè)。

（1）基礎(chǔ)數(shù)據(jù)層。

（2）數(shù)據(jù)預(yù)處理層。

（3）數(shù)據(jù)存儲(chǔ)分析。

（4）數(shù)據(jù)挖掘分析。

（5）業(yè)務(wù)應(yīng)用等。

其中基礎(chǔ)數(shù)據(jù)層主要是包括電網(wǎng)網(wǎng)架數(shù)據(jù)、用電信息采集數(shù)據(jù)、配電GIS數(shù)據(jù)以及電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)等，它的主要作用就是為上層數(shù)據(jù)的分析打下基礎(chǔ)，提供最基本的數(shù)據(jù)信息來(lái)源。而數(shù)據(jù)預(yù)處理層的主要組成主要包括數(shù)據(jù)去重、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)合并以及插值擬合，它的主要作用就是為層次較低的國(guó)家電網(wǎng)用電數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析以及預(yù)處理工作，進(jìn)而達(dá)到數(shù)據(jù)合并、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換以及數(shù)據(jù)去重的效果。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)分析層主要包括三部分;①型數(shù)據(jù)庫(kù);②云平臺(tái)集中中心;③分布式文件庫(kù)，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)分析層主要是用于大數(shù)據(jù)的存放，對(duì)于大數(shù)據(jù)處理有著一定的支撐效果。

3.3 驅(qū)動(dòng)力

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和突破創(chuàng)新，關(guān)于智能配用電的相關(guān)技術(shù)有了很大的進(jìn)步，各電力企業(yè)也已經(jīng)建立了許多智能電表以及用戶用電信息采集系統(tǒng)，為平常的電力開(kāi)展及保障工作提供了許多便利之處，獲得了切切實(shí)實(shí)的新型體驗(yàn)。此外，還有停電管理系統(tǒng)、電能質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)以及配電自動(dòng)化系統(tǒng)等，這些配電系統(tǒng)的運(yùn)用能夠立體化地完善配電自動(dòng)化系統(tǒng)，豐富其結(jié)構(gòu)組成的同時(shí)產(chǎn)生許多異構(gòu)數(shù)據(jù)，為將來(lái)配電自動(dòng)化系統(tǒng)的革新和升級(jí)提供了有力的技術(shù)數(shù)據(jù)保障。

大數(shù)據(jù)技術(shù)涵蓋的范圍包括大數(shù)據(jù)分析與大數(shù)據(jù)處理，具體實(shí)際中體現(xiàn)在計(jì)算機(jī)技術(shù)和數(shù)據(jù)挖掘等方面。積極深入地學(xué)習(xí)和運(yùn)用大數(shù)據(jù)技術(shù)，能使配電自動(dòng)化系統(tǒng)的大數(shù)據(jù)處理、大數(shù)據(jù)儲(chǔ)存以及大數(shù)據(jù)分析等全面地高效地成為可能。因此，在現(xiàn)有配電系統(tǒng)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)，深入研究大數(shù)據(jù)技術(shù)的作用與價(jià)值，應(yīng)用于智能配電技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，對(duì)將來(lái)我國(guó)供配電領(lǐng)域的發(fā)展有著積極的推動(dòng)作用。

4 電氣自動(dòng)化控制在供配電系統(tǒng)中的運(yùn)用方式

4.1 遠(yuǎn)程計(jì)量檢測(cè)供配電系統(tǒng)

供配電系統(tǒng)在目前的實(shí)際應(yīng)用中仍然會(huì)存在人工抄表的檢測(cè)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(wèn)題，導(dǎo)致常常有一些發(fā)生誤差的現(xiàn)象出現(xiàn)。那么，對(duì)于技術(shù)手段創(chuàng)新之后，應(yīng)用電氣自動(dòng)化技術(shù)投入到配電自動(dòng)化系統(tǒng)的建設(shè)當(dāng)中，運(yùn)用電腦相關(guān)技術(shù)對(duì)其進(jìn)行遠(yuǎn)程計(jì)量檢測(cè)，能夠防止一些人工抄表過(guò)程中的誤差對(duì)數(shù)據(jù)信息的精準(zhǔn)性造成的干擾，不僅提高了供配電系統(tǒng)工作的準(zhǔn)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(shí)又能保證系統(tǒng)更加先進(jìn)且高效。

4.2 檢測(cè)供配電系統(tǒng)中的電能質(zhì)量

將電氣自動(dòng)化技術(shù)更深入投入到實(shí)際運(yùn)用中，不僅能夠?qū)┡潆娤到y(tǒng)中的電能質(zhì)量進(jìn)行實(shí)際檢測(cè)，確保電能質(zhì)量始終符合使用標(biāo)準(zhǔn)，而且還能夠應(yīng)用電腦分析供配電系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，避免一些常見(jiàn)問(wèn)題的發(fā)生，做到防患于未然。如以往實(shí)際工作中經(jīng)常發(fā)生的電能線路產(chǎn)生故障的問(wèn)題，那么運(yùn)用新的電氣自動(dòng)化技術(shù)后故障線路就會(huì)通過(guò)電腦定位傳輸信號(hào)，然后系統(tǒng)就會(huì)進(jìn)行自動(dòng)斷電并且發(fā)出信號(hào)示警，這樣及時(shí)的防治相結(jié)合的手段能夠最大限度地確保電能傳送的質(zhì)量以及安全穩(wěn)定。

5 結(jié)束語(yǔ)

總之，配電自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)一步建設(shè)的目的，主要就是為了確保用戶供電的可靠性、穩(wěn)定性以及安全性。在進(jìn)行實(shí)際供電的過(guò)程中，應(yīng)該對(duì)其進(jìn)行有效、合理的規(guī)劃，專業(yè)人員應(yīng)該結(jié)合配電自動(dòng)化系統(tǒng)中的實(shí)際情況與前沿的專業(yè)知識(shí)，不斷的提高專業(yè)水平。要想在將來(lái)?yè)碛幸惶捉∪咝У呐潆娮詣?dòng)化系統(tǒng)，切不可因循守舊，要針對(duì)舊手段舊知識(shí)不斷進(jìn)行改革更新，這樣才能提升供電的可靠性，確保電力系統(tǒng)的可持性發(fā)展，為千家萬(wàn)戶提供穩(wěn)定可靠的電能保障，更能為我國(guó)的可持續(xù)發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

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