基于營配調融合的重要用戶風險預警技術探索

陳 輝，王支奎

（1.國網常州供電公司，江蘇 常州 213000；2.江蘇蘇源高科技有限公司，南京 210024）

重要用戶是供電企業的重點服務對象之一，重要用戶用電的穩定性和可靠性，對社會政治穩定、經濟發展起著重要作用。目前，配電網結構的日益復雜，城市建設步伐不斷加快，重要用戶面臨的用電風險越來越多，重要用戶的電力保障工作壓力逐步增大。

重要用戶的風險預警是供電企業開展綜合能源服務的舉措之一。為此，有必要依托現有配電網運行狀態實時監控、營配調融合［1—2］等建設成果和信息化手段，結合配電網實時開展的日常業務，研究重要用戶風險預警技術，實現重要用戶用電的風險和隱患的主動監測和及時提醒［3—7］，提高供電企業面向重要用戶的供電服務能力。

1 現狀分析

電力營銷、生產以及調控等各個專業的業務活動（例如:電力保障、計劃停電、故障搶修、運行方式調整等）對重要用戶的可靠用電都會產生風險。但由于現有營銷、生產以及調控專業管理系統的限制，在重要用戶風險管理方面還存在以下不足。

（1）重要用戶檔案數據覆蓋不全

現階段重要用戶的檔案都在營銷系統里統一管理，存儲的信息都是營銷部門的用戶基礎檔案，缺少其他專業關注的供電路徑、多電源實時狀態、變更履歷等信息。

（2）重要用戶電力保障信息化支撐不足

電力保障工作是供電公司對用戶的重要服務之一［8—9］。電力保障期間，重要用戶的用電可靠性要求、風險預警要求大大高于平時，因此，需要供電公司營銷、生產以及調控多個部門協同工作才能完成。但目前重要用戶的電力保障仍采用郵件、紙質資料等傳統方式進行管理，各類資料分散存儲，增加了信息共享的難度，降低了風險預警的效率。

（3）相關業務缺少重要用戶預警環節

電網實時運行狀態、重要用戶檔案、電力保障信息都未能統一共享，且生產系統、調度自動化系統、營銷系統相互獨立，受此影響，計劃停電、故障搶修等業務都缺少重要用戶預警環節。

受上述因素影響，當電網發生計劃停電或者故障停電時，極易對電力保障工作或重要用戶可靠用電產生風險和隱患。

2 重要用戶風險預警技術

為解決上述問題，本文提出了基于電網實時狀態的重要用戶風險預警技術研究思路。

2.1 構建營配融合的重要用戶檔案數據庫

全面融合營銷側用戶檔案信息、生產側電源信息、電網拓撲信息，建立統一的貫穿變電站—線路—變壓器—用戶的重要用戶檔案數據庫，解決營銷系統、生產系統里用戶檔案、電源信息分散且數據存在專業局限的問題，為自動化、智能化地開展保電預案編制、重要用戶預警打下堅實的基礎。重要用戶信息庫如圖1所示。

圖1 重要用戶信息庫組成

圖1中，重要用戶信息庫的數據源頭為各專業系統，包括營銷系統、電網GIS平臺以及生產系統。重要用戶信息庫以用戶檔案為核心，橫向上，通過擴展供電路徑、電源信息，實現營配統一的用戶數據存儲。為了對用戶信息進行全面管理，縱向上，對用戶電源信息的變更予以記錄，方便供電公司了解重要用戶的電源變更履歷信息。

2.2 結構化電力保障信息化管理的實現

目前，營銷、生產等專業系統里都缺乏電力保障工作的信息化支撐功能，大部分供電企業的電力保障工作過程的相關數據都是基于非結構化的文本形式（例如:word、wps等形式文檔）保存，采用電話、郵件等形式進行流轉。非結構化的信息既不便于統一管理，也造成信息系統無法有效共享和使用這些數據。為此，有必要對電力保障信息進行結構化設計，實現電力保障信息化管理。結構化信息存儲模型如圖2所示。

圖2 結構化電力保障信息存儲模型

結構化的電子保障數據包括保電事由、保電時間、保電組織、保電范圍等，其核心是保電范圍。保電范圍不是簡單的文本描述，它包含重要用戶檔案、供電路徑以及電源信息等模型信息。結構化保電信息的存儲和記錄，可以讓信息系統準確識別保電范圍以及用戶電源配置情況，這為開展重要用戶風險預警奠定了良好的基礎。

2.3 基于電網實時業務的重要用戶風險自動預警技術

重要用戶的用電風險與日常的電網檢修、停電等相關工作息息相關，該工作必須與配電網的實時業務結合起來開展，才能達到及時提醒、精確預警的效果。按本文上述思路，通過構建營配融合的重要用戶信息庫，實現電力保障工作的信息化管理，這為開展重要用戶風險自動預警奠定了基礎。在此基礎上，對日常的計劃停電、故障停電的維護功能進行完善，增加重要用戶風險預警功能，通過該預警功能，不僅能提示用戶存在風險，而且可以精確到用戶所屬電源。

具體實現方案如下:

（1）計劃停電重要用戶風險預警

實現對計劃停電的結構化改造，在編制計劃停電時，可選擇停電線路及其下游停電范圍，每個計劃停電的影響范圍都具體到配變和用戶，再結合重要用戶的電源信息、結構化電力保障活動，對停電范圍內重要用戶作出風險預警。風險預警時不僅提示受影響用戶的檔案信息，還對該用戶的每一路電源的狀態進行分析和提示，方便全面了解重要用戶電源風險情況。不僅在計劃編制時，可以提醒需求提報人員電網計劃檢修工作對重要用戶的風險情況，計劃執行期間，也可以對重要用戶的風險情況進行監控預警，避免電網運行薄弱時影響重要用戶。

（2）故障停電重要用戶風險預警

故障停電時重要用戶風險預警的重點是解決時效性問題。為了及時發現故障停電，需要能夠監控開關跳閘信息、保護動作等信息，當開關出線異常時，可以及時發現故障停電并對重要用戶進行預警。

調度自動化系統已經具備對配電網出線開關的運行狀態進行實時監控，通過與該系統集成，及時接收出線開關分、合閘信息、保護動作，結合告警時序，研判電網是否存在故障。

監控到故障停電后，分析影響用戶清單，對重要用戶或保電用戶進行停電預警通知。結合變電站—母線—出線開關—線路的關聯關系，對故障停電線路同母線、同變電站的線路及重要用戶進行運行風險分析，幫助監控人員全面掌握電網運行停電影響情況和潛在運行風險情況。

3 重要用戶風險監控系統軟件設計

3.1 重要用戶風險預警系統架構

重要用戶風險預警系統由監控預警、電力保障管理以及重要用戶信息庫等模塊構成。系統依托營配調貫通建設成果，通過對用戶檔案、電源信息、拓撲模型的統一整合，實現重要用戶信息庫的構建。接著，構建結構化電力保障信息管理模塊，計劃停電預警、故障停電預警模塊，為重要用戶風險預警提供業務支撐。基于上述模塊，構建重要用戶的監控預警模塊，該模塊可融合計劃停電、故障停電事件以及電力保障活動等實時業務，對重要用戶進行風險預警。風險預警系統架構如圖3所示。

圖3 重要用戶風險預警系統架構

3.2 重要用戶信息庫設計

通過與營銷系統、生產系統集成，獲取營銷側用戶檔案信息、生產側電源信息、電網拓撲信息，將貫穿變電站—線路—變壓器—用戶的重要用戶檔案集中保存。電源信息支持多路電源的存儲。

3.3 結構化電力保障信息維護功能設計

結構化的電力保障信息包括電力保障任務基本信息以及電力保障范圍。電力保障任務基本信息包括任務名稱、電力保障地址、電力保障等級、開始時間、結束時間、保電聯系人、聯系電話等。電力保障范圍由重要用戶基本檔案（包括用戶編號、用戶名稱、用電地址、用電類別）和電源信息組成，考慮電力保障范圍常常涉及多個用戶（例如:高考的電力保障會涉及多個學校），因此，系統支持錄入多個用戶信息。通過提供結構化電力保障信息的維護功能，可以有效地支撐重要用戶風險預警。

3.4 重要用戶預警功能設計

結合計劃停電、故障停電等實時業務對重要用戶風險進行預警。為了方便用戶監控，可以在編制計劃時提供預警功能，也可以分別從重要用戶和配電網運行2個角度重點監控用戶風險情況。具體功能如下:

（1）編制計劃停電時重要用戶風險分析

在編制計劃停電時，可以根據計劃停電范圍，結合用戶的電源情況，分析受影響的重要用戶清單。針對多電源用戶，對其每一路電源的狀態進行分析，不僅考慮停電狀態預警，未停電的電源存在單點隱患的也進行提醒。對于有電力保障活動的用戶，還增加提醒電力保障活動信息。

（2）重要用戶風險預警

實時監控當前時間內所有重要用戶風險情況。針對每個用戶的風險，都從故障停電、計劃停電、電力保障工作等方面進行預警。

預警信息包括預警等級、用戶編號、用戶名單、用電地址、風險詳情。預警等級分為4個等級:紅色預警、黃色預警、橙色預警以及藍色預警。其中，電力保障的重要用戶的保電范圍內存在線路停電時，系統進行紅色預警；電力保障的重要用戶的同變電站下線路存在計劃停電、故障停電時，系統進行黃色預警；無電力保障活動的重要用戶所在電源停電時，系統進行橙色預警；無電力保障活動的重要用戶風險所在電源同變電站下線路存在計劃停電、故障停電時，系統進行藍色預警。風險詳情欄位可以顯示當前用戶的電源是否存在故障停電、計劃停電以及電力保障任務，如果多個業務同時開展，則都顯示相關業務信息。

（3）配電網風險預警

從配電網運行狀態監控維度，匯總當前正在執行的停電以及故障停電信息，實時監控當前時間內所有線路風險情況。針對每條線路的風險都從停電影響、電力保障工作影響以及重要用戶影響情況進行監控。監控的信息包括預警等級、線路名稱、停電類型、風險詳情。其中，預警等級包括紅色、黃色、橙色以及藍色預警。紅色預警表明該線路存在停電的線路；黃色預警表明該線路當天待停電；橙色預警表明該線路存在A級電力保障活動；藍色預警表明該線路存在其他電力保障活動。風險詳情包括該當前線路下的停電用戶數、風險用戶數、計劃停電數、故障停電數以及保電任務數。D