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基于大数据的配电网风险预警管控

2020-08-14亮,

山西电力 2020年3期
关键词:台区运维配电网

成 亮, 孙 茜

(国网太原供电公司运营监测(控)中心,山西 太原 030012)

1 配电网风险预警管控实施思路

配电网风险预警管控工作采取多部门联合工作机制,分数据整改、业务管理、规划立项3 个层面开展配电网监测工作,将运监工作与公司配电网运营发展紧密结合,用数据分析结论为业务部门和单位提供有力支撑,实现配电网专题监测从主题确定、试点开展、全面推广到评价、完善的全生命周期管理。项目涵盖了数据资产管理、全面监测、运营分析、协调控制、全景展示五大运监核心业务,确保监测主题的可持续发展。

1.1 数据整改

数据整改由国网太原供电公司运营监测(控)中心(以下简称运监中心)、供电服务指挥中心、运维单位协同完成。运监中心负责筛选、整理、清洗数据,下发台账错误、采集装置异常等数据整改类工单;供电服务指挥中心负责联络、督办;运维单位负责现场核查、反馈、整改。

1.2 业务管理

业务管理由运监中心、运维检修部、运维单位协同完成,运监中心负责数据分析,筛选并编制业务管理类工单,发送运维检修部,同时动态监控指标,客观评估整改成效。运维检修部依据工单制定方式调整、错避峰管控、建立重过载预警机制等措施,下发各运维单位执行。

1.3 规划立项

规划立项由运监中心、发展策划部、运维检修部、经济技术研究所、运维单位协同完成。运监中心通过二次分析,整理规划立项类工单,编制专项分析报告,为发展策划部、经济技术研究所、运维检修部、运维单位统筹下达综合计划、编制配电网规划设计方案、安排项目储备、提报及审批项目需求等工作提供数据支撑和决策参考,最后完成项目后评估。

2 建模与分析

根据需要构建的电网运营监测系统数据分析模型见图1。

2.1 数据获取

图1 电网运营监测系统数据分析模型

通过电网运营监测系统获取运营效率、供电能力、台区负载、台区电压、三项不平衡数据,通过调度OPEN3000、PMS2.0,用电采集系统获取供电半径、网架结构、历史负荷曲线等数据。监测系统的监测规则如下。

效率偏低:运营效率小于0.1;效率偏高:运营效率高于0.5;裕度偏大:供电能力裕度大于0.8;裕度偏小:供电能力裕度小于0.1 大于0;裕度不足:供电能力裕度小于0;过载:负载率 >100%,且持续2 h;重载:80%≤负载率≤100%,且持续2 h;轻载:5%≤负载率≤20%,且持续20 h;空载:0%<负载率<5%,且持续20 h;低电压:台区供电电压偏差为标称电压的-10%~-50%,且持续时间>1 h;过电压:台区供电电压偏差为标称电压的10%~50%,且持续时间>20 h;三相不平衡:三相不平衡度>25%,且持续时间 >2 h。配电网规划设计技术导则有关设备选型的要求见表1~表3。

表1 中压线路导线截面推荐表 mm2

表2 配电变压器容量推荐表 kVA

表3 10 kV 线路供电半径推荐表 km

2.2 数据处理

利用Python、Excel 高级应用对原始数据进行完整性、规范性、一致性、准确性、唯一性及关联性的质量分析,将不符合数据质量要求的脏数据进行修正或丢弃,以便更准确地进行数据分析。

2.3 数据分析与应用场景展示

围绕安全、质量、效率、效益、优质等方面不断拓展监测主题,形成运营效率、电压质量、频繁停电投诉等8 个配网监测主题模板。下面以运营效率、重过载、频繁停电投诉为主进行介绍。

2.3.1 运营效率监测

分行政区域、供电分区、投运年限、负载率等维度对运营效率进行分析,直观展示不同区域运营效率高低、设备投运年限分布情况、运营效率与负载率拟合度等。

针对运营效率偏低或偏高的配网设备,进一步引入设备容量、导线截面、供电半径等关联指标进行分析。通过配网运营效率监测分析场景图可以快速筛选出某一供电区域设备选型不符合《配电网规划技术导则》中的相关要求的设备,点击调阅设备明细,可以清楚地看到见表4,供电分区、设备选型、网架结构等因素对运营效率的影响,将明细数据提供给发展策划部、运维检修部,为配网规划、项目确立提供数据支撑。

2.3.2 重过载监测

在同比分析、区域对比、月度趋势分析等常规监测基础上,拓展重过载持续时间、出现频度、时间空间分布规律等监测,定位持续出现3 个月重过载台区、当月新出现重过载台区等异动问题,并将明细数据提供运维检修部。监测工作开展以来,重过载台区数得到有效防控。

2.3.3 频繁停电投诉监测

分析频繁停电月度走势、频繁停电原因占比、投诉数与停电次数关联关系等,聚焦频繁停电投诉严重的台区及线路。进一步分析网架结构、导线截面等关联因素,深挖频繁停电线路背后的配网规划、设备运维不当等原因,从根源上降低因频繁停电造成的投诉。

3 取得的成效

该工作开展至今,监测配电网异动数据32 万余条,下发有效工单3 650 条,已落实整改1 777条,整改率48.68%,未整改工单已列入技改项目,届时整改率将完成100%。

3.1 用数据监测夯实基础管理

按月开展数据比对,及时解决各系统在融合应用过程中暴露出的数据质量问题,提升SG186各子系统数据一致率与台账更新速度;同时对电网运营监测系统数据进行反向校验,扎实提升系统数据质量,更好地服务公司各项工作。在数据整改层面落实266 条工单,确认PMS 系统配电变压器容量错误64 条,PMS 系统配变属性错误(专变归为公变) 8 条,已退运配变信息未及时录入PMS 系统的59 条,营销系统标称电压错误10 条,采集装置故障125 条。

表4 运营效率异常设备明细

3.2 用数据管理促进业务完善

数据分析结论引导运维单位合理调整运行方式,适时调配巡视、抢修人员,辅助营销部制定错避峰、有序用电等管理措施,对用户用电习惯进行合理引导,有效杜绝违规用电行为,提升精益化管理水平。在业务管理层面落实984 条工单,确认需要完善网架结构45 条,建立预警机制61条,配变负荷倒接376 条,三相不平衡负荷调整401 条,配变分接头位置调整270 条,拆除临时负荷52 条,规范单相用户不规范用电行为22 条。实现配电网运营效率的定量分析与评价,督促业务部门、基层单位落实68 项管理整改建议,有效提升了协同监督项目质量。

3.3 用数据决策深化成果应用

有效改善配电网低效重复投资现状,精准定位投资回报率高的区域,用大数据分析结论支撑配电网项目需求确立;同时,运监中心在对各部门、单位整改结果做出评价的同时开展对异动风险的二次分析,编制专项分析报告,整理规划立项类工单,为发展策划部、运维检修部、经济技术研究所和运维单位统筹下达综合计划、编制配电网规划设计方案、安排项目储备、提报及审批项目需求等工作提供数据支撑和决策参考。在规划立项层面落实527 条工单,辅助完成96 条线路、431 台配变技改项目提报工作。

3.4 用数据创新凸显项目价值

运监中心利用BI、Python 等大数据新技术,创新搭建运营数据服务平台,借助该平台实现了对配电网运营效率及风险点的预警与管控。平台中,该项目各类数据实时更新,分析维度纵横深入,在不断挖掘数据价值的同时,及时、准确发现异动信息及风险点,并将监测分析结果实现可视化展示。

4 结束语

该项目通过引入大数据挖掘技术,对国网太原供电公司中压配电网数据开展一系列监测分析,并予以可视化展现,目前已形成运营效率、重过载、电压质量、频繁停电投诉等8 个配网监控模块,有效提升了配电网运营管理质效,但监测范围未覆盖配网全量设备数据,今后还需从监测范围、分析深度两方面扎实推进配电网监测工作,逐步形成覆盖配电网业务全领域、全量设备数据的监测分析体系,探索构建多层次、多维度、精细化的配电网风险预警管控平台,深入挖掘公司配网数据资产价值,逐步实现大数据对配电网建设运营的关键支撑作用。

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