◎胡蓓蕾 王雨涵

引言：

配電網(wǎng)是指由架空線路、電纜、桿塔、配電變壓器、隔離開關(guān)、無功補償器以及其他附屬設(shè)施所組成，用于傳輸、分配供應電能的網(wǎng)絡(luò)。為加快配電網(wǎng)的建設(shè)與改造，全面推進配電網(wǎng)轉(zhuǎn)型升級，從而更好地服務(wù)經(jīng)濟社會的發(fā)展，國家能源局在“十三五”規(guī)劃中設(shè)定了“加大配電網(wǎng)資金投入，建成國際先進水平，改善供電質(zhì)量”的。隨著歷史進入21世紀第三個十年，“十三五”中有關(guān)配電網(wǎng)建設(shè)的規(guī)劃已經(jīng)完成。在用電戶不斷追求更加優(yōu)質(zhì)電能供應的今天，若要進一步提升配電網(wǎng)的建設(shè)管理質(zhì)量，需充分收集數(shù)據(jù)。若要達到這一目的，應科學利用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)。

一、大數(shù)據(jù)分析技術(shù)簡析

大數(shù)據(jù)分析技術(shù)是指在收集巨量數(shù)據(jù)信息之后進行分析，進而找出潛藏在數(shù)據(jù)背后的客觀規(guī)律，為制定方案提供充足的數(shù)據(jù)支撐。大數(shù)據(jù)分析技術(shù)主要包含6個步驟。

其一，可視化分析，是指直觀展示數(shù)據(jù)，使數(shù)據(jù)在無需任何人解讀的情況下，直接呈現(xiàn)在有關(guān)人員面前。以配電網(wǎng)建設(shè)以及管理過程為例，在50平方公里的范圍內(nèi)，建設(shè)配電網(wǎng)絡(luò)平均需要消耗的電纜總長度、需要搭建的鐵塔數(shù)量、需要使用的變壓器的型號、數(shù)量等，都應有一個大致參考區(qū)間。這個“參考區(qū)間”中涉及的數(shù)據(jù)都基于規(guī)模相似工程收集而來，僅具備初步參考價值。

其二，數(shù)據(jù)挖掘算法。可視化分析環(huán)節(jié)涉及的數(shù)據(jù)是最直接、最原始的數(shù)據(jù)，是供數(shù)據(jù)收集人員、數(shù)據(jù)分析人員做初步參考所用，尚無法找出其中蘊含的深度客觀規(guī)律。因此，在可視化數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，需通過大數(shù)據(jù)分析技術(shù)中的數(shù)據(jù)挖掘相關(guān)算法，圍繞數(shù)據(jù)的動態(tài)變化情況制作成趨勢圖。具體的方法包含集群、分割、孤立點分析還有其他的算法，深入數(shù)據(jù)內(nèi)部挖掘相關(guān)價值。在該階段，分析算法不僅要處理大數(shù)據(jù)的“量”，還要處理大數(shù)據(jù)的“速度”。

其三，預測性分析能力。經(jīng)過挖掘算法處理的后數(shù)據(jù)在“呈現(xiàn)形式”方面已經(jīng)發(fā)生了一定的變化。如上文所示，數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)之間不再是相對獨立的“數(shù)字排布”形式，而是以時間、空間為依托，形成動態(tài)變化趨勢圖（柱狀圖、折線圖、函數(shù)拋物線等）。但需要注意的是，動態(tài)變化趨勢圖存在“終點”，從邏輯角度來講，已經(jīng)生成的動態(tài)變化趨勢圖是基于已經(jīng)收集到的數(shù)據(jù)處理而成，在收集到的最后一個數(shù)據(jù)對應的情況之后，數(shù)據(jù)集成態(tài)勢接下來會呈現(xiàn)出什么樣的變化趨勢尚屬未知。因此，數(shù)據(jù)分析人員可以基于之前的數(shù)據(jù)（變化趨勢），對之后的變化趨勢進行預測性分析，具有一定的合理性。

其四，語義引擎。大數(shù)據(jù)分析技術(shù)的常規(guī)應用方法為：以計算機分析軟件的形式存在。這其中的難點在于：很多數(shù)據(jù)都具有“非結(jié)構(gòu)化”的特征，即收集而來的數(shù)據(jù)在表述形式方面不可能完全統(tǒng)一，因此，需使用一系列工具進行提取、分析，最終獲得能夠用于分析的關(guān)鍵數(shù)據(jù)。比如在配電網(wǎng)投入使用之后，繼電保護裝置向計算機總控端發(fā)送的數(shù)據(jù)應該通過什么樣的形式完成？換言之，繼電保護裝置以及相應的數(shù)據(jù)信息傳遞裝置將什么樣的數(shù)據(jù)發(fā)送給計算機總控端后，才能在第一時間內(nèi)判定“繼電保護裝置負責監(jiān)控的設(shè)備已經(jīng)出現(xiàn)故障，需立刻中斷廉潔”，或是判定“目標設(shè)備處于良好運行工況，無需執(zhí)行任何其他指令”。為達到上述目的，需要設(shè)定一些參數(shù)。比如繼電保護裝置中可以設(shè)置溫度傳感器，主要針對設(shè)備運行過程中產(chǎn)生的溫度進行動態(tài)監(jiān)測，每間隔一段時間便需將設(shè)備當前的溫度以數(shù)字的形式傳遞給計算機總控端。而實現(xiàn)“溫度監(jiān)測及信息傳遞形式轉(zhuǎn)換”的算法便是大數(shù)據(jù)分析技術(shù)中的語義引擎技術(shù)，需要被設(shè)計成“能夠從文檔”中智能提取信息。

其五，數(shù)據(jù)質(zhì)量和數(shù)據(jù)管理。對收集而來的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進行語義整理和深度分析之后，得出的高階數(shù)據(jù)雖然可以在一定程度上呈現(xiàn)出事物的變化規(guī)律，但在何種程度上具備可信性，所收集的數(shù)據(jù)來源是否可靠，數(shù)據(jù)收集是否完善等都會影響高階數(shù)據(jù)的準確性，自然也會影響對客觀規(guī)律真實情況的判斷水平。因此，需對高階數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)質(zhì)量評價以及數(shù)據(jù)管理。實現(xiàn)的方法為：通過標準化的流程和工具對數(shù)據(jù)進行處理可以保證一個預先定義好的高質(zhì)量的分析結(jié)果。

其六，數(shù)據(jù)存儲和數(shù)據(jù)倉庫。經(jīng)過收集及分析、處理、質(zhì)量評價之后得到的深度數(shù)據(jù)具有的參考價值具備時間性質(zhì)，即在不同的時間段，參考價值同樣會發(fā)生變化。因此，為了便于多維分析和多角度展示數(shù)據(jù)，需按照特定模式進行數(shù)據(jù)存儲，并完成關(guān)聯(lián)性數(shù)據(jù)庫的設(shè)計。在商業(yè)智能系統(tǒng)的設(shè)計中，數(shù)據(jù)倉庫的構(gòu)建是關(guān)鍵，是商業(yè)智能系統(tǒng)的基礎(chǔ)，承擔對業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)整合的任務(wù)，為商業(yè)智能系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)抽取、轉(zhuǎn)換和加載（ETL），并按主題對數(shù)據(jù)進行查詢和訪問，為聯(lián)機數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)挖掘提供數(shù)據(jù)平臺。

二、配電網(wǎng)建設(shè)管理過程中常見的問題梳理

1.配電網(wǎng)絡(luò)建設(shè)過程中數(shù)據(jù)整合力度不足。

從大數(shù)據(jù)分析的角度看待配電網(wǎng)建設(shè)管理工作，發(fā)現(xiàn)的首個典型性問題為：配電網(wǎng)建設(shè)過程中數(shù)據(jù)整合力度相對不足，導致這一問題的原因在于：我國自改革開放至今，短短40余年的時間走完了西方發(fā)達國家數(shù)百年時間走完的發(fā)展道路，至今已經(jīng)在很多方面處于世界領(lǐng)先位置。在我國遠遠落后于外國的時代，很多外國的先進經(jīng)驗可以直接“拿來使用”，積極效果幾乎立竿見影。但時至今日，已經(jīng)沒有可以參考的直接案例，加之我國不同區(qū)域的發(fā)展現(xiàn)狀不盡相同，導致電力行業(yè)中存在多種十分復雜且較為多樣的信息。盡管我國配電網(wǎng)建設(shè)管理過程中，使用的生產(chǎn)營銷以及整合的系統(tǒng)較為完善，且為了開展管理工作奠定了一定基礎(chǔ)，但究竟應該如何收集數(shù)據(jù)，收集什么樣的數(shù)據(jù)，收集數(shù)據(jù)之后如何應用等均無固定模式。由此造成的深度困惑為：配電網(wǎng)建設(shè)管理在很大程度上缺少對數(shù)據(jù)的完善以及客觀層面的分析與整合，極少擁有或是完全沒有對數(shù)據(jù)綜合程度、精準程度進行分析的工具，最終造成配電網(wǎng)的建設(shè)與管理缺乏理論支撐。

2.配電網(wǎng)絡(luò)建設(shè)項目立項科學性不足、配電網(wǎng)絡(luò)建設(shè)工程管理章程完善度不足。

現(xiàn)階段，配電網(wǎng)建設(shè)項目立項階段，由于很多環(huán)節(jié)中有關(guān)“數(shù)據(jù)統(tǒng)計”工作的具體方式依然沿用傳統(tǒng)模式，導致材料設(shè)備的估算、相關(guān)物資的申報都不完善，故無法進行系統(tǒng)性地管控。除此之外，一些部門盡管認識到配電網(wǎng)的施工過程中存在諸多值得注意的安全事項，但同樣受統(tǒng)計信息完善程度不足的影響，客觀呈現(xiàn)出的結(jié)果便是施工期間的多種安全隱患都未得到解決，甚至在后續(xù)施工環(huán)節(jié)依然會引發(fā)損傷。此外，由于整體立項不夠科學，存在物資無法及時運抵目的地的可能性，連鎖反應便是施工效率低、資源利用率低，導致工期延后。

3.配電網(wǎng)絡(luò)建設(shè)項目后續(xù)評估不夠嚴謹。

大數(shù)據(jù)分析技術(shù)強調(diào)“數(shù)據(jù)質(zhì)量”，即獲得數(shù)據(jù)是否完善、連貫、準確，會在很大程度上決定基于數(shù)據(jù)制定而成的方案的合理程度。在傳統(tǒng)的人力統(tǒng)計工作中，“平均”、“加權(quán)”等詞匯均經(jīng)常出現(xiàn)。從表面上看，由于上述詞匯的出現(xiàn)，會令分析人員下意識地認為相關(guān)數(shù)據(jù)已經(jīng)具有很大的可靠性。但在數(shù)據(jù)來源質(zhì)量無法得到保證的情況下，所謂的“平均”、“加權(quán)”并沒有任何實際意義。由此導致的結(jié)果是，建立在可靠性相對不足基礎(chǔ)上制定而成的配電網(wǎng)建設(shè)以及后續(xù)管理方案本身存在漏洞，后續(xù)評估過程的嚴謹程度不可能較高?？傮w而言，并沒有經(jīng)過大數(shù)據(jù)分析技術(shù)處理的“數(shù)據(jù)”以及后續(xù)評估結(jié)果很可能為整個項目的進展埋下安全隱患。

4.配電網(wǎng)絡(luò)建設(shè)缺少先進性指導和有效評價手段。

相較于現(xiàn)代配電網(wǎng)絡(luò)相關(guān)技術(shù)，傳統(tǒng)配電網(wǎng)絡(luò)在管控和對故障調(diào)整方面均具有一定的不足之處，在解決具體問題方面力有不逮。現(xiàn)階段的配電網(wǎng)工程規(guī)劃盡管會在配網(wǎng)目標建設(shè)區(qū)域內(nèi)多個地區(qū)進行電量的預測以及方案的制定，但在實際應用過程中同樣存在缺陷。比如管理機制的靈活性不足，無法針對問題區(qū)域進行有效管控和解決等，故只能采用比較常規(guī)的方式進行處理。久而久之，一些原本較為先進的配電網(wǎng)運轉(zhuǎn)體系評價手段幾乎完全失去了效用，無法保證配網(wǎng)建設(shè)和管理安全、有序的進展。

5.一些常見性故障持續(xù)時間長，整修效率低。

在配電網(wǎng)建設(shè)以及管理的過程中，存在很多“常見”問題。針對“常見”的另一種解讀為“難度不大”，在處理方面沒有較大的問題。但這本身便是一個問題——既然問題處理難度較低，那么為什么放任此類問題頻繁發(fā)生？特別是一些所謂的“常見故障”多次爆發(fā)之后，不僅持續(xù)時間長，還存在較高的安全風險，失去了頻繁整修的價值。事實上，造成該類問題的原因包含兩個方面：其一，管理意識方面存在“懶政——得過且過”的情況；其二，缺少大數(shù)據(jù)分析流程，并沒有“算大賬、算長期賬”的長遠管理思維，最終導致配電網(wǎng)管理質(zhì)量較低。

三、基于大數(shù)據(jù)分析技術(shù)提升配電網(wǎng)建設(shè)管理水平的有效方式

1.以大數(shù)據(jù)分析技術(shù)為依托，全面提升配電網(wǎng)絡(luò)建設(shè)項目立項與規(guī)劃水平。

基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的六個主要分析過程——可視化分析、數(shù)據(jù)挖掘算法處理、預測性分析能力形成、語義引擎應用、數(shù)據(jù)質(zhì)量和數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)存儲和數(shù)據(jù)倉庫的應用，對配電網(wǎng)絡(luò)建設(shè)項目立項與規(guī)劃進行整體把控，可有效提升配電網(wǎng)建設(shè)管理水平。具體而言：第一，在配電網(wǎng)絡(luò)項目立項階段，工作人員需要全面收集與配電網(wǎng)絡(luò)有關(guān)的數(shù)據(jù)信息。包含現(xiàn)階段是否已經(jīng)出現(xiàn)與工程項目相類似的工程，在規(guī)劃設(shè)計以及進展階段均發(fā)生了什么樣的問題，采取了什么樣的解決方案，取得了什么樣的效果，是否符合預期，是否額外支出資金，最終反饋為何等。若上述內(nèi)容對應的高階數(shù)據(jù)均以表格、趨勢圖的形式予以呈現(xiàn)，便有助于對配電網(wǎng)絡(luò)的綜合建設(shè)以及后續(xù)投入使用時的管理機制制定提供有力數(shù)據(jù)支撐。第二，收集數(shù)據(jù)并進行分析的過程中，分析人員會遇到一類典型性問題——出現(xiàn)的現(xiàn)象是否具有代表性，即是普遍數(shù)據(jù)還是獨立數(shù)據(jù)。從大數(shù)據(jù)分析技術(shù)角度來講，出現(xiàn)一種“之前未見過”的情況，可以暫時圍繞此種情況制定出一個“歸類存儲區(qū)”。比如配電網(wǎng)使用過程中出現(xiàn)了“繼電保護裝置在未收到指令的情況下，擅自將設(shè)備中斷連接”的情況。這種情況如果沒有影響配電網(wǎng)絡(luò)的正常運轉(zhuǎn)，則可以暫時擱置，留待日后再次發(fā)現(xiàn)同類型問題時予以解決。如果后續(xù)并沒有再次發(fā)生相同的問題，意味著上述現(xiàn)象可能只是一次“偶然（無法追蹤確切原因的突發(fā)情況）”，可無需理會。通過此種方式，可以全面提升配電網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、使用維護項目立項、規(guī)劃設(shè)計、管理效率，避免做無用功。

2.圍繞配電網(wǎng)絡(luò)施工建設(shè)與投入使用后各種常見問題進行充分收集，制定應對方案。

“管理”的核心問題便在于：盡量降低配電網(wǎng)絡(luò)建設(shè)期間與后續(xù)投入應用期間問題的發(fā)生率，并對已經(jīng)發(fā)生的代表性問題的產(chǎn)生原因進行分析，制定高效率解決方案。比如消弧線圈是為了解決小電流接地模式下發(fā)生單相接地故障時，能夠及時產(chǎn)生感性電流，對故障容性電流進行補償，避免生成電弧，最終達到保證配電網(wǎng)及設(shè)備安全的目的。通過大數(shù)據(jù)分析，技術(shù)人員需要確定引發(fā)該類故障的原因，并對現(xiàn)有消弧線圈設(shè)計結(jié)構(gòu)以及應用優(yōu)缺點進行全方位地了解。這類信息無法完全以數(shù)據(jù)的形式加以呈現(xiàn)，而在“語義描述”的過程中，需盡量簡潔、清晰，使其他人能夠迅速理解。比如調(diào)分接頭式消弧線圈調(diào)節(jié)線圈匝數(shù)（影響感性電流生成強度）的原理與變壓器調(diào)檔”較為類似，是指在消弧線圈上額外增加分接頭。在此基礎(chǔ)上，通過對分接頭進行調(diào)節(jié)，能夠根據(jù)配電網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障時，即時產(chǎn)生的故障容性電流的大小，調(diào)節(jié)消弧線圈的匝數(shù)，最終達到改變消弧線圈電感電流生成量的目的，對故障容性電流進行補償。而調(diào)氣隙式消弧線圈是指在線圈調(diào)節(jié)區(qū)域增設(shè)了一種名為“動靜鐵芯”的裝置，主要作用原理為：由電動機提供動力，通過牽引線圈的方式，改變動靜鐵芯之間的氣隙，以達到改變線圈勵磁阻抗的目的，最終實現(xiàn)對消弧線圈電感電流具體值的調(diào)節(jié)。上述兩種常規(guī)消弧線圈各自擁有優(yōu)缺點，主要體現(xiàn)在性能、成本方面。在進行配電網(wǎng)建設(shè)以及應用時，需根據(jù)目標區(qū)域的實際情況，對性價比進行綜合考量后，才能確定最終選擇哪一種類型。

3.建立線上智能管理平臺，充分了解設(shè)備材料供應商和有關(guān)從業(yè)者重點關(guān)注的信息。

作為配電網(wǎng)管理和發(fā)展的根本基礎(chǔ)，各類物資的重要性無需贅述。可通過應用大數(shù)據(jù)，全面、充分地對物資進行整合。這其中包含對供應商生產(chǎn)能力、信用程度等數(shù)據(jù)進行整合，目的在于充分了解設(shè)備材料供應商以及有關(guān)從業(yè)者重點關(guān)注的信息。在此基礎(chǔ)上，才能篩選出優(yōu)質(zhì)程度最高、最有利于電力企業(yè)發(fā)展的長期合作伙伴，最終助力電力企業(yè)的轉(zhuǎn)型。除此之外，選擇優(yōu)質(zhì)合作商的另一個目的在于，可以降低生產(chǎn)過程中各類消極事件的發(fā)生率，并最終達到提高生產(chǎn)效率的目的。但供應商數(shù)據(jù)收集的過程同樣需要慎重對待，有關(guān)供應商資質(zhì)的審核必須嚴謹，相關(guān)信息必須真實有效。為避免出現(xiàn)信息作假的情況，應建立線上智能管理平臺，發(fā)現(xiàn)供應商出現(xiàn)弄虛作假的情況后，立刻消除其合作資格，可在很大程度上保證電力企業(yè)的利益。除此之外，還應建立健全配電網(wǎng)絡(luò)建設(shè)管理制度，動態(tài)監(jiān)測配電網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)與運行工況，降低配電網(wǎng)建設(shè)和應用過程中各項消極事件的發(fā)生率。具體而言：第一，項目組成結(jié)構(gòu)作為核心依托，相關(guān)方案必須“有利”；第二，電力企業(yè)的工作領(lǐng)導應該統(tǒng)一，管理需“分級負責”和“只對某一部門負責”，應盡量避免交叉管理。只有如此，電力企業(yè)的配電網(wǎng)建設(shè)及管理水平才能長期維持在較高水平。

四、結(jié)語

當前社會處于“信息時代”，任何事物的本質(zhì)都是“數(shù)據(jù)”。所謂“數(shù)據(jù)不會說謊”的合理理解為：一種體系處于正常運轉(zhuǎn)狀態(tài)時，必定“有始有終”。比如配電網(wǎng)的運行工況即為：發(fā)電廠產(chǎn)出電能之后，經(jīng)過變壓器升壓，之后經(jīng)由高壓輸配電網(wǎng)絡(luò)輸送到各個供電區(qū)域；在供給用戶使用之前，高壓再次經(jīng)過變壓器降壓，并在其他相關(guān)設(shè)備的共同作用下，轉(zhuǎn)化成能夠供用電戶消耗使用的電能。上述過程中的各項參數(shù)即為“有價值的數(shù)據(jù)”，基于大數(shù)據(jù)分析技術(shù)進行全面梳理后，圍繞建設(shè)過程中的常見問題和運行過程中的常見故障制定應對機制，可保障配電網(wǎng)工程建設(shè)與后續(xù)應用管理均可達到較高水平。如此一來，整個社會的電能供應合理性均會提升，社會整體運轉(zhuǎn)效率也會令廣大用戶滿意。