基于大數據的配電網停電分析與管理

，， ， ， ， ， ，卓雯

(國網四川省電力公司德陽供電公司，四川 德陽 618000)

0 引 言

配電網作為電網的重要組成部分，是與客戶用電密切相關的重要環節。配電網的停電分析與管理工作直接影響著供電公司的供電可靠性水平和客戶的用電體驗。因此，做好該項工作無論是對提升優質服務水平和企業社會形象，還是對促進售電量增長、提高企業效益都具有十分重要的意義。配電網停電分析與管理工作涉及調度、營銷和生產等多部門業務以及調度管理系統、營銷SG186系統、生產PMS系統等大量數據信息，具有涉及部門面廣、數據信息量大的特點。目前工作中仍存在停電信息無法精準通知到戶、頻繁停電和未按計劃停送電等管控不到位問題。

目前，大數據已在全球范圍內被廣泛應用于商業、電力、石油等數據密集型企業，以提高企業管理水平與行業競爭力[1-4]。而配電網網絡規模大、設備種類多，配電自動化、用電信息采集等各類應用系統累積的海量多源、異構的數據也呈現出大數據的各項特征[5]。如何有效地挖掘并利用能反映配電網設備運行狀態的細顆粒度大數據，越來越受到學者關注和討論[6-12]。文獻[13-16]研究了大數據技術在配電網低電壓、線損計算和主動搶修等方面的應用。文獻[17]提出了基于大數據分析的配電網停電數據管理平臺，但僅局限于大數據在故障停電的預警、告警和原因分析方面的應用，尚不能滿足實際的配電網停電分析管理需要。

為了有效利用配電網“大數據”所承載的巨大價值，下面應用大數據技術，從停電信息編譯發布、停電信息分析以及停電計劃管控3個方面拓展完善現有的配電網停電分析管理工作，不僅能實現停送電信息對外精準告知服務，提升用戶用電體驗，同時有助于對內強化停電計劃安排、執行與管控，有效減少頻繁停電、停電計劃執行不到位的情況，實現對停送電信息的全方位精益化管理。

1 數據及功能構架

基于大數據的停電分析與管理，全面融合調度自動化系統、配電自動化系統、用電信息采集系統、PMS系統、OMS系統、SG186系統、95598系統等營配調專業的實時運行數據以及業務管理數據，搭建了開放式大數據云計算平臺，并以此為核心實現停電范圍自動編譯、停電信息精準告知、配電變壓器停運研判、頻繁停電預警以及停電計劃安排與管控等功能應用，以滿足用電客戶在停送電信息方面的服務需求以及實現企業內部對停電分析與管理工作的精益化管控目標。

圖1 配電網停電分析與管理數據及功能構架

2 停電信息編譯發布

2.1 停電范圍自動編譯

利用大數據實現停電范圍的自動編譯，以提高停電范圍編譯的準確性和及時性。首先，從OMS系統自動獲取計劃停電信息，從調度自動化、配電自動化以及用電信息采集系統分別獲取配電網10 kV主饋線、分段線路、分支線以及配電變壓器故障停電信息。然后，利用PMS系統設備臺賬數據進行網絡拓撲分析，根據計劃停電以及故障停電信息中的停電開關設備，自動分析編譯具體的停電設備范圍。

圖2 停電范圍自動編譯應用數據來源

利用PMS系統設備臺賬數據實現停電范圍自動編譯：從PMS系統中讀取架空線路、電纜線路、開關設備、桿塔設備以及變壓器設備等臺賬數據信息。通過架空線路“起始桿塔”和“末端桿塔”、電纜線路“電纜起點”和“電纜終點”、其他設備的所屬桿塔或站房設備等信息還原電網的設備拓撲連接關系，在獲取到停電開關設備信息后，以停電開關為邊界點，采用廣度優先搜索技術自動生成各停電開關影響的停電設備，實現停電范圍的自動編譯。

2.2 重要、敏感客戶識別

不同類型的用電客戶對停電有不同的忍耐度。對重要用戶而言，突然中斷供電可能會造成爆炸、火災、重大設備損壞等惡性事故發生，需要及時、準確告知其停電信息，以便提前做好停電應急預案。對于多次致電或有過投訴記錄的敏感客戶而言，停電通知不到位則可能再次引起客戶不滿和投訴。因此，利用SG186系統客戶檔案信息、95598搶修工單和非搶修工單數據信息，設置一定篩選條件生成重要、敏感用戶臺賬，并在停送電信息的停電客戶中準確識別出該類客戶，精準開展停電信息告知及服務工作。

重要、敏感客戶篩選規則如下：

1)根據SG186系統中用戶檔案信息中的“重要性等級”字段，從系統中篩選客戶形成不同類型重要客戶的臺賬，包括：①特級重要用戶；②一級重要用戶；③二級重要用戶；④臨時性重要用戶。其他類型重要用戶可人工添加到重要用戶臺賬中進行管理。

2)根據客戶故障報修工單、投訴和意見等非搶工單歷史記錄生成敏感客戶臺賬，生成規則包括：①在歷史工單中有3次及以上報修記錄的頻繁報修客戶；②有投訴記錄的客戶；③回訪不滿意客戶；④客戶社區經理提供的敏感客戶。

圖3 重要、敏感客戶數據來源

2.3 停電信息精準發布

1)停電分析到戶

實現停電信息精準發布的前提是停電分析到戶。將計劃停電和故障停電信息自動編譯到具體的停電設備后，利用PMS系統與SG186系統設備的營配貫通關聯基礎，可以在SG186系統中查詢到對應停電設備供電的所有客戶，實現停電信息精準分析到戶。

2)停電信息精準告知

停電信息分析到戶后，將停電客戶與重要、敏感客戶臺賬進行關聯比對，重點標識停電范圍中的重要、敏感客戶，并為該類客戶有側重地進行停電信息精準告知等服務。同時，將停電信息同步發送給臺區經理，由臺區經理負責對其所管理的臺區客戶進行停電信息告知。

獲取客戶的聯系方式主要有：以SG186系統客戶檔案中的聯系方式為基礎，根據掌上川電APP中客戶戶號綁定的手機信息對客戶檔案中的聯系方式進行更新，同時采用客戶報修工單中的手機信息對客戶聯系方式進行補充。

3 停電信息分析

3.1 配電變壓器停運判定及損失電量估算

為了能夠更直觀、真實地掌握客戶停電情況，并為進一步開展頻繁停電分析、停電計劃執行情況分析提供有效的信息支撐。利用用電信息采集系統配變電壓、電流和表碼數據對配電變壓器停運情況進行分析。

基于用電信息采集系統以15 min為1個采集點獲取的配電變壓器電壓、電流和表碼數據對配電變壓器停運情況進行研判。首先，利用經驗篩除存在質量問題的異常數據；然后，將連續4個采集點無電壓、電流值的配電變壓器初步判定為停運，再進一步通過表碼數據進行驗證；最后，以前后第7天同時段電量平均值作為停運時段的損失電量。

圖4 停電信息精準告知功能

其中，按照以下經驗篩除存在質量問題的異常采集數據：將1天內出現10次連續大于4個點無電壓、電流數據的情況，視為循環無數據問題；連續96個點無電壓、電流數據，判定為24 h無數據問題。將這兩類無數據問題作為異常數據，不再進行配電變壓器停運判定。通過表碼數據驗證配電變壓器真實停運，主要包括：①該段時間內無電量產生；②該段時間前后表碼電量止度隨時間遞增無異常；③取該段時間前后各1個有數據的測量點，計算其電量差值。若該電量值小于前后相鄰兩個測量區間電量值平均值的2/3，判定配電變壓器真實停運。

圖5 配電變壓器停運判定流程

3.2 停運類型分析

圖6 配電變壓器停運類型分析

在獲取用電信息采集系統配電變壓器停運信息以后，根據調度自動化系統的開關跳閘、電流突變情況以及配電自動化系統支線開關跳閘、故障指示器告警等信息，研判屬于單臺配電變壓器停運、分段線路停運、分支線停運或主饋線停運，同時結合計劃停電以及線路故障跳閘情況判斷是屬于計劃停電或者故障停電，及時主動開展停運類型分析，快速發布停電信息，攔截95598故障報修。

3.3 頻繁停電預警

利用調度自動化數據、配電自動化數據獲取線路或支線停電信息，并利用用電信息采集系統獲取到配電變壓器停電信息之后，將停電線路、停電臺區同歷史停電信息進行比對，對即將超過停電次數的停電線路、臺區進行預警，嚴格管控對應線路、臺區的不合理停電；對于已超過預警次數的停電，生成頻繁停電預警督辦工單，派發工單至相關人員，開展重點巡視、設備消缺、現場解釋等工作。

4 停電計劃管控

4.1 停電計劃安排

充分利用歷史停電信息、保電信息以及非搶工單信息，為停電計劃安排提供參考。將停電申請信息在申請停電時間的前后一段時間內，與其他已執行、未執行的停電計劃、停電申請、10 kV故障記錄比對，來判斷預安排的計劃停電線路是否超過規定的停電次數，合理安排停電工作，實現“一停多用”或推遲停電工作避免引發頻繁停電投訴；通過與系統錄入的保電信息數據比對，核實計劃停電是否與相關保電工作沖突，調整計劃停電時間或提前做好保電應急預案；調取停電范圍內客戶投訴記錄，核實該計劃停電是否包含具有投訴傾向的敏感客戶，提前與客戶進行協調溝通或調整停電計劃安排。

圖7 停電計劃安排

4.2 停電計劃執行管控

當停電信息對外公告后，未按計劃執行停電將給客戶既定的生產、生活安排產生影響，嚴重時可能引發客戶投訴。利用調度自動化、配電自動化、搶修和非搶工單等實時數據，對電網設備運行狀態、客戶實時信息反饋進行跟蹤，對停電計劃的執行情況進行綜合研判和分析。

在停電過程管控方面，根據調度自動化、配電自動化系統實現對配電網10 kV主饋線、分段線路和分支線開關分合閘情況的監控，將開關分合閘時間與計劃停電時間比對，核實計劃停電相關的開關操作是否已按計劃執行。同時在系統中設定停電未送電時間閾值、超計劃送電時間閾值，對即將超過閾值的停電信息進行預警，并通過短信對服務人員進行提醒。對已超過閾值的停電信息，通過短信通知服務人員，再由服務人員主動聯系客戶進行告知、解釋原因。

在執行結果分析方面，通過95598客戶停電報修記錄、客戶投訴工單分析是否存在客戶實際停電時間與計劃停電公告時間具有較大差異的情況，對因未嚴格執行停電計劃，引起客戶不滿或投訴的單位和部門進行考核。

5 結 語

通過對海量配電網實時運行數據以及業務數據的挖掘應用，對現有的配電網停電分析與管理工作進行擴展和完善。相比過去，停電信息編譯和發布方式更智能，能夠更精準地服務于用電客戶；停電計劃管控手段更精細，能夠更全面監督停電計劃的執行情況。