配電網(wǎng)低電壓評估中大數(shù)據(jù)的應(yīng)用探究

李占英+李玉棟+劉豐年

摘 要：為滿足社會生產(chǎn)生活需求，電網(wǎng)建設(shè)日益完善，并且現(xiàn)在已經(jīng)實現(xiàn)了大規(guī)模并網(wǎng)，以及交直流電網(wǎng)互聯(lián)設(shè)計，使得電網(wǎng)運行環(huán)境復(fù)雜度不斷提高，當(dāng)配電網(wǎng)出現(xiàn)低電壓時，給電網(wǎng)安全運行和優(yōu)質(zhì)供電帶來更大的挑戰(zhàn)。面對此發(fā)展趨勢，需要提高對大數(shù)據(jù)技術(shù)的重視，爭取通過分析和利用，來為電網(wǎng)安全管理提供數(shù)據(jù)支持，因此本文試圖就配電網(wǎng)低電壓評估中大數(shù)據(jù)的應(yīng)用展開相應(yīng)研究探討，以供相關(guān)人員參考借鑒。

關(guān)鍵詞：優(yōu)質(zhì)供電；配電網(wǎng)；低電壓；評估；大數(shù)據(jù)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.12.189

現(xiàn)在已經(jīng)進入到大數(shù)據(jù)時代，各類數(shù)據(jù)已經(jīng)成為發(fā)展戰(zhàn)略性資源，對進一步促進行業(yè)的發(fā)展具有重要意義。將大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用到電力系統(tǒng)管理中，將可以很大程度上來提高電網(wǎng)管理效率，促使電網(wǎng)向安全性、可靠性、智能化以及互動化方向發(fā)展，通過各類數(shù)據(jù)的分析研究，來為下一步管理策略的制定提供依據(jù)，提高電網(wǎng)運行可靠性，改善電網(wǎng)運行效率。針對的電力大數(shù)據(jù)特點，對其在配電網(wǎng)低電壓評估檢測中應(yīng)用要點進行分析，確定有效方法，爭取充分發(fā)揮其具有的優(yōu)勢。

1 電力大數(shù)據(jù)特征

電力行業(yè)快速發(fā)展背景下，逐漸有更多新型技術(shù)被用于電網(wǎng)的建設(shè)，促使電網(wǎng)逐漸實現(xiàn)了智能化、信息化以及數(shù)字化建設(shè)，在提高電網(wǎng)運行可靠性與安全性的同時，電力行業(yè)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)也呈現(xiàn)爆發(fā)式增長趨勢。電力大數(shù)據(jù)產(chǎn)生于電網(wǎng)運行的各個階段，涉及到發(fā)電、輸電、配電、變電以及調(diào)度等各個環(huán)節(jié)，包括電網(wǎng)潮流數(shù)據(jù)、企業(yè)管理數(shù)據(jù)、用電客戶數(shù)據(jù)等。其中，對電力大數(shù)據(jù)來說具有多樣性、規(guī)模性、價值型等特點，并且為充分發(fā)揮各類數(shù)據(jù)的應(yīng)用優(yōu)勢，可以按照來源將其劃分為內(nèi)部與外部兩類，并根據(jù)其在電網(wǎng)運行中產(chǎn)生階段來進行相應(yīng)分析。

2 配電網(wǎng)低電壓原因分析

2.1 低電壓分類

配電網(wǎng)低電壓問題是電網(wǎng)運行管理的要點，總結(jié)以往經(jīng)驗分析，可根據(jù)發(fā)生與持續(xù)時間，分為三類：第一，長期性低電壓。即低電壓問題持續(xù)3個月以上，或者日負(fù)荷高峰低電壓持續(xù)6個月以上情況。第二，季節(jié)性低電壓。即假期性、農(nóng)業(yè)耕種特點以及夏冬階段，因為用電集中性，出現(xiàn)的具有規(guī)律性低電壓問題。第三，短時性低電壓。即臨時性掛接負(fù)荷，以及建筑用電負(fù)荷造成的低電壓，此種情況與長期性和季節(jié)性低電壓具有明顯區(qū)別，且不具備規(guī)律性。

2.2 低電壓原因

問題出現(xiàn)原因主要包括管理層與技術(shù)層，其中管理層為供配電設(shè)施運維管理粗放、中低壓配電網(wǎng)電壓監(jiān)測不全面以及低壓需求側(cè)管理工作不到位等。技術(shù)層面如配電網(wǎng)供電能力不足、中低壓配電網(wǎng)電壓調(diào)控能力弱、無功補償配置不足或不合理以及部分地區(qū)配電網(wǎng)自動化和信息化程度低等。

3 基于大數(shù)據(jù)的配電網(wǎng)低電壓評估

3.1 解析法

應(yīng)用解析法來對配電網(wǎng)低電壓進行評估檢測，可以應(yīng)用高精度模型，通過清晰明確的物理原理進行分析。但是評估得到的可靠性指標(biāo)均為平均值，無法提供指標(biāo)變化性信息，同時會和系統(tǒng)規(guī)模的增大會使得計算量急劇增加，加大分析難度。現(xiàn)在我國電網(wǎng)建設(shè)已經(jīng)相對完善，規(guī)模結(jié)構(gòu)十分龐大，主饋線下設(shè)置有復(fù)雜的分支饋線，存在大量分布式電源，使得解析法在實際應(yīng)用中具有非常大的難度。現(xiàn)在常見的解析法包括故障模式影響分析法、最小路算法、網(wǎng)絡(luò)等值法、饋線分區(qū)算法、向量法、可達(dá)性分析法、go法等，相互之間存在一定差異，可根據(jù)實際需求來選擇。

3.2 模擬法

應(yīng)用模擬法對配電網(wǎng)低電壓問題進行分析，可以避免系統(tǒng)規(guī)模對抽樣次數(shù)的影響，并且可以良好適應(yīng)電網(wǎng)復(fù)雜性，無需為簡化評估檢測過程，而對確定性數(shù)學(xué)模型設(shè)置各種假設(shè)，在實際應(yīng)用中能夠更加逼真的模擬出前期假設(shè)的概率小但是影響大的事件。并且，收斂速度也不會因為問題維數(shù)產(chǎn)生影響，能夠同時滿足多個方案與多個未知量的計算。另外，為保證評估結(jié)果可靠性，要注意對收斂性和誤差的分析和控制，以免為得到高精度結(jié)果而增加模擬時間，受外部干擾概率增加。

按照是否考慮系統(tǒng)狀態(tài)時序性要求，可分為非時序蒙特卡洛模擬法與序貫蒙特卡洛模擬法，兩種存在一定差異性。其中，非時序蒙特卡洛模擬法不需要對系統(tǒng)時變性特點進行分析，僅針對元件狀態(tài)抽樣便可。即一個系統(tǒng)狀態(tài)為所有原件狀態(tài)的總和，可以通過隨機數(shù)值以及元件運行狀態(tài)出現(xiàn)概率來確定實際運行情況，因此模型比較簡單，且可以實現(xiàn)每次抽樣的獨立性，相互間影響小，保持較快收斂速度。但是也因為不考慮系統(tǒng)時序性，無法對元件故障發(fā)生概率以及故障平均持續(xù)時間可靠性指標(biāo)進行計算，會影響評估結(jié)果信息的完整性。想要將此種方法有效應(yīng)用到配電網(wǎng)低電壓評估中，還需要基于其特點，對現(xiàn)存不足進行分析，經(jīng)過進一步完善后，獲得完整有效的檢測數(shù)據(jù)。

3.3 智能算法

在行業(yè)技術(shù)水平不斷提高背景下，目前智能算法已經(jīng)由其他領(lǐng)域被應(yīng)用到配電網(wǎng)可靠性評估工作中，例如模擬進化算法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法、模擬算法以及區(qū)間分析法等，具有良好的應(yīng)用效果。例如貝葉斯網(wǎng)絡(luò)法在實際應(yīng)用中，可以利用概率推理原理將配電網(wǎng)絡(luò)建造成貝葉斯網(wǎng)絡(luò)，對元件在系統(tǒng)可靠性的重要程度進行評估，進而辨識出薄弱環(huán)節(jié)，作為下一步管理優(yōu)化工作實施的依據(jù)。為充分發(fā)揮智能算法在配電網(wǎng)低電壓檢測評估中應(yīng)用效果，還需要針對評估檢測工作要求，對現(xiàn)存不足進行分析和完善。

4 結(jié)語

如果配電網(wǎng)出現(xiàn)低電壓情況，將會對日常生產(chǎn)生活質(zhì)量產(chǎn)生重要影響，需要提高對此方面的重視。除了要加強對配電網(wǎng)運行狀態(tài)的監(jiān)測外，還需要落實評估工作。本文主要針對解析法、智能算法以及模擬法三種方法在配電網(wǎng)低壓評估中應(yīng)用進行了簡單分析，爭取為解決配電網(wǎng)低電壓問題提供幫助，降低低電壓問題帶來的影響，提高配電網(wǎng)運行綜合效率。

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