奚超超 王 軍 晏 騰

（ 國網(wǎng)安徽省電力有限公司宣城供電公司，安徽 宣城242000）

國網(wǎng)安徽省電力有限公司科技項目資助： 為了更好地利用SCADA、OMS、PMS、電能量等系統(tǒng)中的電網(wǎng)運行數(shù)據(jù)，對相關(guān)數(shù)據(jù)進行整合分析，并實現(xiàn)數(shù)據(jù)資源共享。 開展基于大數(shù)據(jù)的調(diào)控運行數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)研究，從電力設(shè)備運行的海量歷史數(shù)據(jù)中，挖掘出設(shè)備運行的歷史規(guī)律和參數(shù)間的關(guān)聯(lián)關(guān)系等有價值的信息， 根據(jù)設(shè)備運行的歷史規(guī)律分析當前設(shè)備的運行狀態(tài)， 以不斷加強對電網(wǎng)運行情況的診斷分析能力， 為電網(wǎng)運行及發(fā)展規(guī)劃提供更有力的數(shù)據(jù)支撐，進一步保證電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定、可靠運行。

1 需求分析

基于大數(shù)據(jù)的調(diào)控運行數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)分別接入日常工作所需的SCADA 系統(tǒng)、OMS 系統(tǒng)、PMS 系統(tǒng)及電能量系統(tǒng)等電網(wǎng)主要常用系統(tǒng)，并以系統(tǒng)為一個大單位，以設(shè)備類型為一個小單位，對電網(wǎng)間所有設(shè)備進行分類，以模塊化圖形展示。通過自動采集SCADA系統(tǒng)一次設(shè)備臺帳數(shù)據(jù)、PMS 系統(tǒng)一次設(shè)備臺帳數(shù)據(jù)、電能質(zhì)量臺帳及表計數(shù)據(jù)、設(shè)備運行狀態(tài)數(shù)據(jù)，依托互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)分析技術(shù)手段， 從設(shè)備運行的海量歷史數(shù)據(jù)中分析出設(shè)備的各種運行工況及參數(shù)關(guān)聯(lián)關(guān)系建立狀態(tài)動態(tài)監(jiān)測模型，在設(shè)備運行過程中更準確、更靈敏地發(fā)現(xiàn)設(shè)備的異常變化， 從而比DCS 和人工點檢更早的發(fā)現(xiàn)設(shè)備問題， 實現(xiàn)自動判定設(shè)備運行狀態(tài)及電網(wǎng)運行狀態(tài)評估的功能。 通過項目的開展，達到快速、高效判定設(shè)備運行狀態(tài)，并為其提供完整信息畫像，以及其和其影響電網(wǎng)一致率評分的工作環(huán)節(jié)，及時進行整改，提升電網(wǎng)運行的穩(wěn)定性，易于推廣使用。

其過程如下：a.臺賬數(shù)據(jù)采集：以系統(tǒng)為一個大單位，定時自動采集SCADA 系統(tǒng)一次設(shè)備臺帳數(shù)據(jù)、PMS 系統(tǒng)一次設(shè)備臺帳數(shù)據(jù)、電能質(zhì)量臺帳等設(shè)備臺賬信息，建立臺賬間關(guān)聯(lián)關(guān)系；采集設(shè)備的在各個系統(tǒng)間的運行數(shù)據(jù)（ 遙測、遙信信息），并將信息存儲至本地數(shù)據(jù)庫。 b.數(shù)據(jù)精細化梳理及挖掘分析：針對從SCADA、OMS、PMS 等系統(tǒng)中采集的各類數(shù)據(jù)信息，進行可用性篩選、邏輯分析，打通各系統(tǒng)間壁壘，挖掘數(shù)據(jù)間關(guān)聯(lián)關(guān)系，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的精準化、脈絡(luò)化及完整性展現(xiàn)。 c.數(shù)據(jù)建模：將設(shè)備正常運行時的所有歷史數(shù)據(jù)，對應(yīng)的狀態(tài)點均映射到一個狀態(tài)空間中，基于此中的邊界點，構(gòu)造外接的超球，便能夠包括歷史數(shù)據(jù)中的全部正常工作狀態(tài)點，即為設(shè)備對象模型。 d.域格化設(shè)備狀態(tài)評估：針對常規(guī)管理系統(tǒng)多樣、數(shù)據(jù)零散、數(shù)據(jù)源不統(tǒng)一的情況，本項目中提出根據(jù)區(qū)域所屬關(guān)系劃分的評估機制， 通過動態(tài)監(jiān)測模型融合各個系統(tǒng)間日常管理數(shù)據(jù)等進行評分， 完成由設(shè)備評估到變電站評估再到各區(qū)域供電性能評估，進而達到了對整個宣城電網(wǎng)的供電趨勢進行有效、快速、精確評估的效果。 e.電網(wǎng)負荷與線路負荷綜合分析技術(shù)：當電網(wǎng)最大負荷出現(xiàn)時，及時有效的分析線路負荷和負載率，利用大數(shù)據(jù)相關(guān)性系數(shù)算法，擬合電網(wǎng)最大負荷與線路負荷的相關(guān)性，發(fā)現(xiàn)潛在的關(guān)聯(lián)度，實現(xiàn)綜合分析預(yù)警。f.系統(tǒng)對宣城電網(wǎng)評估結(jié)果實現(xiàn)了細粒度化展示，對影響其評估結(jié)果的各項評估指標進行量化處理，從告警狀態(tài)、負荷狀態(tài)、設(shè)備物理狀態(tài)、設(shè)備利用率狀態(tài)四個維度入手，對采集到的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一規(guī)劃處理，實現(xiàn)數(shù)據(jù)可追溯的精細化處理，對整個電網(wǎng)的狀態(tài)趨勢進行全面監(jiān)測。 g.根據(jù)統(tǒng)計分析的有功/無功/越限/負載等關(guān)鍵性運行數(shù)據(jù)，支持自定義條件篩選、報表格式進行結(jié)果導(dǎo)出，供工作人員進行數(shù)據(jù)整理及異常分析使用。通過基于大數(shù)據(jù)的調(diào)控運行數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)的建設(shè)， 利用大數(shù)技術(shù)深入挖掘數(shù)據(jù)間關(guān)聯(lián)關(guān)系，以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一標準化管理，同時對調(diào)控運行監(jiān)控指標性數(shù)據(jù)進行分析處理，實現(xiàn)建立一個數(shù)據(jù)全面、自動分析和評估預(yù)警的管理平臺。

圖1 系統(tǒng)架構(gòu)圖

2 系統(tǒng)架構(gòu)

2.1 總體架構(gòu)。 如圖1 所示，系統(tǒng)采取多層分布式技術(shù)架構(gòu)，從技術(shù)和功能實現(xiàn)上將整個系統(tǒng)架構(gòu)分為： 外部數(shù)據(jù)層、 數(shù)據(jù)接入層、數(shù)據(jù)層、服務(wù)層與應(yīng)用層。 外部數(shù)據(jù)層：主要從前置采集機采集SCADA/OMS/PMS/電能量等系統(tǒng)中的一次設(shè)備臺帳數(shù)據(jù)、 負荷數(shù)據(jù)、電能量一次設(shè)備臺賬數(shù)據(jù)、表計數(shù)據(jù)、PMS 一次設(shè)備臺帳數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)接入層：包括數(shù)據(jù)抽取服務(wù)、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換服務(wù)和數(shù)據(jù)質(zhì)量校檢服務(wù)，分別獲取外部的數(shù)據(jù)，和對數(shù)據(jù)進行清洗、質(zhì)量校檢，自動判斷數(shù)據(jù)的正確性并轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)特定的數(shù)據(jù)格式。 數(shù)據(jù)層：存儲了系統(tǒng)的所有數(shù)據(jù)，主要包括抽取來的原始外部數(shù)據(jù)；被清洗、質(zhì)量校檢、轉(zhuǎn)換后的模型數(shù)據(jù)；系統(tǒng)自動生成設(shè)備間聯(lián)動數(shù)據(jù)；支撐系統(tǒng)運行的配置數(shù)據(jù)；另外，除保存原始的實時數(shù)據(jù)外，將通過實時數(shù)據(jù)分析服務(wù)對實時數(shù)據(jù)進行的計算數(shù)據(jù)，用于業(yè)務(wù)應(yīng)用功能。 數(shù)據(jù)處理層：為承載業(yè)務(wù)應(yīng)用功能所需的基礎(chǔ)服務(wù)，包括基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)管理服務(wù)；對設(shè)備臺帳數(shù)據(jù)、負荷數(shù)據(jù)進行關(guān)聯(lián)；按照預(yù)先設(shè)定好的模板進行。業(yè)務(wù)應(yīng)用層：提供設(shè)備臺賬管理/設(shè)備狀態(tài)分析/電網(wǎng)負荷檢測/風險趨勢預(yù)警/異常設(shè)備分析等業(yè)務(wù)功能。

2.2 物理架構(gòu)。 平臺物理部署架構(gòu)如圖2 所示。

圖2 物理部署架構(gòu)圖

系統(tǒng)部署在電力安全網(wǎng)絡(luò)三區(qū)， 調(diào)度設(shè)備運維人員和系統(tǒng)管理人員通過電力內(nèi)網(wǎng)訪問管理系統(tǒng)。 a.數(shù)據(jù)采集安全防護。 從采集命令執(zhí)行、采集數(shù)據(jù)傳輸至數(shù)據(jù)的存儲，設(shè)置了多層的保護措施，防止帳號、口令等敏感信息泄露，造成系統(tǒng)安全隱患。b.采集過程全紀錄。

資源設(shè)備系統(tǒng)上的采集無論人工/自動均需通過統(tǒng)一采集程序執(zhí)行指令，所有指令執(zhí)行過程均記錄，且非法指令可攔截，采集過程可回放、查詢。c.傳輸安全防護。采集信息在傳輸?shù)倪^程中數(shù)據(jù)均采用國密SM2 加密技術(shù)進行處理，防止信息攔截，泄露。d.存儲安全防護。 采集的數(shù)據(jù)經(jīng)過數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)篩選最終采用加密的形式保存在數(shù)據(jù)庫中（ 數(shù)據(jù)庫中不保存口令信息）。

3 總結(jié)與展望

通過本系統(tǒng)的實施，減少了傳統(tǒng)的跨部門協(xié)調(diào)作業(yè)方式，降低了公司的人力資源成本，提高了調(diào)度人員日常的工作效率；通過自動分析設(shè)備使用率、電網(wǎng)負荷、檢修執(zhí)行率、事故異常原因、風險趨勢、設(shè)備狀態(tài)等，為調(diào)度人員對電力調(diào)度作出了重要的輔助參考，減少了電力調(diào)度在出現(xiàn)問題后的現(xiàn)場核查工作量， 大大提高了電力調(diào)度的可靠性和工作效率；根據(jù)跨平臺的大數(shù)據(jù)統(tǒng)一分析，可以形象的體現(xiàn)出工作待提高項， 為展開針對性的工作規(guī)劃提供了數(shù)據(jù)保障，極大的提高了風險性預(yù)知，加強了安全防范措施。