知名电力公司资料_河南配电网大数据应用技术探讨

1、河南配电网大数据应用技术探讨国网河南省电力公司电力科学研究院张 小 斐2015年5月 北京 目 录 配电网信息化现状一配电网大数据典型应用场景二配电网大数据应用关键技术三国网河南电科院已开展的工作四下一步打算五 配电网信息化现状配网生产指挥平台配网在线监测系统地理信息系统生产管理系统营销管理系统用电信息采集系统SCADA车辆管理系统配电自动化系统电力气象系统调度管理系统雷电定位系统1.1 河南配电网主要信息系统目 录 配电网信息化现状一配电网大数据典型应用场景二配电网大数据应用关键技术三国网河南电科院已开展的工作四下一步打算五配电网大数据典型应用场景重点分析配网生产方面几个典型场景事前：馈线/

2、配变负荷预测及预警事中：故障快速定位与故障研判事后：配网低电压治理配电网大数据典型应用场景 场景1：配网馈线短期负荷预测、预警业务需求：配网点多面广变化快，每条馈线所带的负荷每时每刻都在变化，如何准确预测馈线负荷，特别是在度夏、度冬负荷高峰时期，是合理制定有序用电方案、及时安排负荷转供，保障用户电力可靠供应、减少停电损失的重要手段。解决思路：（1）利用各条馈线电流（或有功）的历史数据，依据馈线负荷随昼夜时段、季节、节假日变化特性进行聚类分析，将馈线分为居民负荷、商业负荷、路灯负荷、工业稳定负荷、工业周期性负荷等类别；（2）根据不同类别，选取合适的时间序列预测算法，预测未来三天负荷；（3）研究每

3、条馈线负荷与气温、湿度等因素的关系，建立负荷预测修正模型，并用大量样本进行训练和完善。配电网大数据典型应用场景 场景2：故障快速定位与故障研判业务需求：在配电自动化没有全覆盖的地区，配网故障抢修指挥人员如果能利用各种可用信息，初步判断故障的位置和原因，再去派发故障报修工单，就能大大减少多个班组都要到现场的尴尬局面。解决思路：（1）根据用户来电号码或用户位置描述自动识别客户编号（2）根据用户号，确定所属配变、线路和变电站；（3）确定用户是否落在计划停电范围内；（4）依次判断变电站、线路、配变是否跳闸。（5）实际上往往数据质量不佳，要综合考虑同时段同一台区用户的报修情况等各种可能的因素，才能作出较

4、为可靠的判断。配电网大数据典型应用场景 场景3：配网低电压治理业务需求：解决农村低电压问题，这是省政府年度十大民生工程之一。存在问题：1）农电基础薄弱，如何将资金投入到最需要的地方，尚缺乏科学的依据；2）具体低电压治理方案确定和治理效果评估难以量化分析。解决思路：综合利用用电信息采集数据、电网网架数据和电压、负载等运行监测数据，利用适当的数据挖掘算法，开展配变容量分布、负荷负载率分布、线路供电半径及线径分布、低电压三相负荷不平衡分布和低电压发生时段与客户投诉分布等特性分析，制订低电压治理措施，为配电网规划和运行提供决策支撑。目 录 配电网信息化现状一配电网大数据典型应用场景二配电网大数据应用关

5、键技术三国网河南电科院已开展的工作四下一步打算五 随着IEC 61970标准的推出，通用信息模型CIM（Common Information Model）作为整个标准框架的重要基础，已经被许多电力企业所接受，各类应用均以CIM为标准，对电网进行描述，通过分析电网CIM模型可以实现电网设备的电源点追踪和供电范围分析等多种功能。电网CIM模型配电网大数据应用关键技术3.1 基于图的CIM实现技术电网CIM模型CIM的优点完整的拓扑结构；扩展性强；降低系统集成成本；CIM常规实现的缺点大量模型拼接；模型实现困难；难以适应大规模；（类图：CIM元件连接模型部分）配电网大数据应用关键技术3.1 基于图的

6、CIM实现技术 图数据库作为一个新兴的数据库技术，其重点关注大数据量和数据内部之间复杂关系的处理，目前在互联网、电子商务以及社交应用中使用较多，擅长处理大数据量、复杂关系的数据，其提供了快速图最小路径查找等优化算法。图数据库配电网大数据应用关键技术3.1 基于图的CIM实现技术图数据库的扩展性，灵活性非常好，适合用于复杂关系管理和关系查询推理，社交关系应用就是一个可选的应用场景高扩展性快速检索两个节点之间的所有路径，或者从一个节点追踪另外一个节点，例如：电网拓扑分析中的供电范围分析和电源点追踪路径检索局部索引技术，跟关系型数据有很大区别，遍历执行的速度是常数，跟图的规模大小无关，能够达到数据

7、十亿节点，读取性能可达到2000关系/ms高性能每个节点的属性和属性内容都可不同弱结构功能优势图数据库优势配电网大数据应用关键技术3.1 基于图的CIM实现技术CIM模型映射为图设备PSRType:410401Name:百花配所用变1mRID: 17M00000010684038设备PSRType:410401Name:南院支1#配变1mRID: 17M00000009242413设备PSRType:410401mRID: 17M00000009242413设备PSRType:410401mRID: 17M00000009242413PSRType:mRID: 配电网大数据应用关键技术3.1

8、基于图的CIM实现技术 CIM不同实现技术比较 关系型数据库内存对象图数据库模型表示二维表对象映射有向图模型拼接速度存在大量级联操作，速度较慢加载时一次拼接，加载速度慢无需拼接，加载速度快持久化支持是否是节点规模中小规模小规模大规模检索效率低中高指标方案配电网大数据应用关键技术3.1 基于图的CIM实现技术配电网大数据应用关键技术 3.2 配网全景信息集成技术设备台账运行数据地理信息电采数据配电网大数据应用关键技术 3.2 配网全景信息集成技术 采用数据融合技术，利用图数据库擅长处理大数据量、复杂关系、快速拓扑分析等优势，将各类相关信息映射进图数据库，实现数据的高度集成，形成智能电网动态全景模

9、型。全景模型实时更新定期更新电源点追踪供电范围分析故障研判全景监测动态全景模型目 录 配电网信息化现状一配电网大数据典型应用场景二配电网大数据应用关键技术三国网河南电科院已开展的工作四下一步打算五国网河南电科院已开展的工作4.1 河南配网在线监测系统建设 在配电自动化系统未全面推广之前，利用SCADA等数据，实现变电站内10kV线路出线开关遥测、遥信数据实时监测功能；对已加装电采终端的配变，实现配变运行状态的在线监测。I:0AI:0AI:0AI:0A线路重载告警10kV线路负载明细国网河南电科院已开展的工作4.1 河南配网在线监测系统建设I:0AI:0AI:0AI:0A过载告警过载配变统计实现

10、配变台区重过载和三相不平衡监测分析，对重过载、不平衡越限设备及时报警，提前预控配电设备运维风险，防止设备损坏。国网河南电科院已开展的工作4.2 河南电力气象系统建设 利用中国气象局精细化数值气象服务产品、基于天气雷达的强对流天气预警技术等成果，建立电网设备与气象信息的关联分析模型，实时展现未来雷电分布、大风和降水预警（精度可达1X1公里），自动分析出受影响的电网设备及影响等级。国网河南电科院已开展的工作4.2 河南电力气象系统建设案例：电力气象系统发布未来1小时左右将发生强降水红色预警（并伴有短时大风）后，郑州供电公司某配电检修工区启动应急预案，抢修车辆集结、抢修物资提前准备。18时，该区配网

11、发生多条线路跳闸事件。故障预警案例国网河南电科院已开展的工作4.3 河南配网生产指挥抢修平台建设综合GIS、营销、D5000等数据，提供基于地理信息背景下的进度管控、故障定位、车辆定位、范围分析等功能，实现标准化抢修，提升精准化管理水平，缩短故障处理时间。国网河南电科院已开展的工作4.3 河南配网生产指挥抢修平台建设通过故障辅助研判技术，及时获知配网故障信息，通过桌面推送和报警短信抢修指挥人员，改变通过客户报修被动发现故障现状，利用平台主动发现配网故障。来自SCADA、配自、用采的停电告警故障影响分析国网河南电科院已开展的工作4.3 河南配网生产指挥抢修平台建设GIS地图中清晰标出停电影响范围

12、，提高故障查找效率，缩短配网故障抢修时间。国网河南电科院已开展的工作计划停电影响分析标准化故障预案重要用户保电4.3 河南配网生产指挥抢修平台建设分析计划停电影响，制定故障预案，针对重要用户进行保电。馈线负荷特性的可视化，通过直观方式展示负荷年度和昼夜变化规律右图是某条馈线一个年度的负荷变化图，X轴方向表示每天24个时段，Y轴表示负荷大小（同时用颜色表示），Z轴表示一年内的每一天。国网河南电科院已开展的工作4.4 短期馈线负荷预测综合历史负荷和气象数据，预测馈线、配变等未来负荷趋势，为配电网安全经济运行特别是迎峰度夏、度冬期间开展有序用电、负荷转供、优化检修计划等提供支撑。4.4 短期馈线负荷预测蓝色为实测值，绿色为预测值国网河南电科院已开展的工作目 录 配电网信息化现状一配电网大数据典型应用场景二配电网大数据应用关键技术三国网河南电科院已开展的工作四下一步打算五下一步打算待解决的问题