基于大數據的停電監測業務分析研究與實現

田建新 彭鐘 孫開寧 皮曉東 徐森 國網新疆電力有限公司 王天軍 國網新疆電力有限公司信息通信公司

1 引言

隨著社會經濟的快速發展和國家能源發展方式的轉變，以及人們對電的依賴隨著社會經濟的快速發展和國家能源發展方式的轉變，人們對電的依賴性越來越強，對供電企業的供電能力、服務水平的要求也越來越高。但是，在電網不斷建設和升級改造過程中，不可避免會出現局部停電現象，影響企業用戶的正常生產和居民客戶的日常生活。國家電網公司客戶服務數據顯示，因配電網停電引起客戶投訴的比例已占到了投訴總量的20%左右，成為名副其實的投訴重災區。因此，如何控制配電網停電現象，已成為供電企業在提供優質用電服務過程中亟待解決的關鍵性問題。

目前，公司已經建成較成熟的配網運行和搶修管理的信息化系統，包括配網調度自動化系統、營銷管理系統、用電信息采集系統、PMS2.0系統等，且數據已同步在已全業務統一數據中心。本場景的建設提出旨在以各系統的數據為基礎，將停電相關數據進行整合分析，對新疆配網停電情況進行在線監測分析，為制定停電檢修計劃等提供有效依據，提出更加科學、高效的管理建議，讓更多的數據為生產改進、管理水平提升所應用。

2 業務需求分析

停電監測分析場景通過構建“停電總體展示”、“停電關聯分析”應用場景模型，完成停電監測分析工作，進一步分析計劃停電合理性、客戶敏感度、故障搶修效率等，輔助制定電網規劃建設、檢修計劃，提升公司精益化管理能力和風險防控能力。

3 關鍵技術研究

3.1 技術架構

停電搶修、投訴、用戶影響監測分析應用場景基于全業務統一數據中心整體架構進行設計，包含數據抽取、清洗轉換、模型計算和統一分析服務四部分內容。主要使用全業務統一數據中心分析域整合明細層已接入的業務系統數據，進行計算統計、報表分析和數據挖掘，計算結果推送至數據集市，供分析展現使用。其技術路線如下圖所示：

圖 1 停電監測分析技術路線架構

3.2 業務模型設計

10kV線路停電監測：按供電單位、停電性質維度，監測10kV線路停電次數、時長、時段情況，及月停電2次及以上頻繁停電次數、時長、時段、線路數量，展示線路停電地區分布和時間趨勢。

10kV配變停電監測：按供電單位、停電性質維度，監測臺區停電次數、時長、時段情況，及月停電2次及以上頻繁停電次數、時長、時段、臺區數量，展示配變停電地區分布和時間趨勢。

停電對用戶的影響：按地區分布、停電時長、停電性質、時間趨勢、時段分布等維度，監測停電影響的用戶（重要用戶、非重要用戶）的數量和占比。

停電對公司效益的影響：根據典型負荷特性曲線，估算出損失電量，根據損失電量對各次停電對公司效益的影響情況，并進行分析及展示，損失電量小的對公司效益的影響小，損失電量大的對公司效益的影響大。

故障停電對配網投資的影響：以故障停電時長、故障停電次數為監測點，分地區、分原因統計配變故障停電時長、故障停電次數；并以配變年平均故障停電時長、配變年平均故障停電次數為指標，監測配網建設對縮短配變年平均故障停電時長的成效。

停電與投訴關聯分析：與線路、配變停電主要相關的故障報修類型是高壓故障報修，用高壓故障報修數監測高壓故障報修總體監測，按單位分布、月度趨勢、受理時點分布、二級分類（設備類別）、三級分類（具體設備）等維度，監測高壓故障報修的構成特點、特征規律和變化趨勢，將高壓故障報修和配變故障停電進行關聯，找出敏感地區和敏感時段，掌握客戶高壓故障報修特點。

4 功能應用

4.1 停電總體情況

從全疆視角上，以地圖和圖表型式分析展示停電總體情況，分別展示停電的線路數、配變數及其占比。業務內容包括：監測區域停電總體情況、監測停電單位分布情況、監測停電配變類型分布情況、監測不同停電類型配變停電分布情況、監測配變停電持續時長分布情況、監測停電影響用戶分布情況、配變年度停電時長及次數，滿足總體分析的需要。

圖 2 停電總體情況

4.2 停電原因分析

采用餅圖和縱向柱形圖的方式對各類型停電原因及比重情況進行多方位、多角度對比分析。按計劃停電和故障停電深入分析具體原因，采用餅圖分別展示線路和配變的停電類型分布情況，故障停電原因（天氣因素、外力因素、用戶影響、運行維護不當、設備安裝問題、設備本體問題、用戶專線故障、主網故障影響等）的占比。

4.3 停電影響

重點采用柱狀圖、餅圖、曲線圖等監測停電影響的客戶數量及客戶性質、監測停電對客戶的影響程度。

圖 3 停電影響分析

4.4 停電精益分析

從地州公司層面，采用柱形圖等方式，以故障停電時長、故障停電次數為監測點，分別對烏魯木齊、昌吉、巴州供電公司做詳細分析。重點選擇相關線路做明細分析。

圖 4 停電精益情況

4.5 停電與投訴的關聯分析

停電相關的投訴主要有頻繁停電投訴、停送電信息報送及時性、未按停電計劃停送電投訴。通過監測上述類型投訴的分布情況揭示因停電引發的投訴占總體投訴的比例、規律特征和變化趨勢。業務內容包括：停電類相關投訴地區分布、停電配變關聯監測。

圖 5 停電與投訴的關聯分析

4.6 故障報修分析

與線路、配變停電主要相關的故障報修類型，通過監測故障報修數、報修占比、處理時長等，發現故障分布特點和規律特征。將故障停電和配變故障搶修進行關聯，找出敏感地區和敏感時段，掌握客戶故障報修特點。業務內容包括：故障停電和配變故障搶修、配變故障搶修城鄉類別分布、配變故障搶修效率分布、配變故障類型分布及搶修到達現場的及時率。

圖 6 故障搶修關聯分析-搶修到達及時率

5 應用成效

以PMS2.0、用電信息采集系統、營銷業務應用系統、DMS等系統數據為支撐，通過構建“停電總體展示”、“停電關聯分析”應用場景模型，完成停電監測分析工作，通過分析計劃停電合理性、客戶敏感度、故障搶修效率等，協助業務部門處理完成停電故障搶修工單134起，完成客戶投訴敏感度分析報告7份，輔助業務部門制定年度、季度、月度檢修計劃，提升公司精益化管理能力和風險防控能力，在迎峰度夏、度冬期間，提供了全省市公司線路、配變停電原因、類型、范圍等數據，不僅為分析研究線路及配變停電提供了專業數據支撐，也為進一步優化頻繁停電區域檢修計劃提供合理建議。

此外，項目提高故障處理效率，幫助供電企業合理制定檢修計劃，提高客戶滿意度，提升企業社會形象。利用大數據可視化分析手段優化停電流程、減少重復停電。綜合利用停電信息資源，多角度分析停電原因、時長、類型等，分析問題所在，針對分析結果提出優化業務流程合理建議，重點分析頻繁停電原因，對制定頻繁停電線路檢修計劃提出合理建議，從而有效提升配網運行水平。

6 結論

基于全業務統一數據中心分析域提供的用采、PMS2.0、營銷95598等業務的全量數據，構建停電監測分析應用場景，通過對配網停電總體情況、停電對客戶和公司效益影響的關聯分析、停電對配網投資的影響、停電與投訴關聯分析、停電與配網故障搶修關聯分析等業務進行監測，分析各地州配網停電計劃安排的合理性情況，挖掘計劃停電安排不合理的深層原因，并穿透尋找管理方面問題，為配網運維改造提出針對性建議，從而提升配網設備精益化管理水平，并通過聚焦計劃外發生故障停電的臺區及用戶，及時采取補救措施，避免可能發生的用戶投訴，提高供電可靠率和客戶滿意度。