智能配電網全面數據規劃技術研究及應用

黃立

【摘? 要】調度自動化系統、配電自動化系統、ERP系統、PMS系統、營銷自動化系統等多個相對獨立的信息自動化系統，部分地構建了基于國際標準的數據交換平臺（總線）以實現信息交換和共享，但這還遠遠不能滿足智能電網對信息支撐體系的要求，遠未實現數據的“全面綜合有效”，需要從以下幾個方面做出技術調整。

【關鍵詞】綜合數據服務;“即插即用”智能應用;平臺技術的配網智能化

對于電網企業而言，電網設備數據，電力生產涉及的運行工況、參數、設備運行狀態等實時生產數據，運行現場所采集的設備監測數據，電力企業運營和管理數據等共同構成了“電力能源大數據”，不僅歷史數據量巨大，而且實時采集及產生的數據量正迅速增長。分析和利用這些數據并提供有價值的信息，進而全面管控企業業務，為企業管理和戰略決策提供數據支撐，顯得尤為必要。結合多種技術的綜合運用，構建一種邏輯上一體化的、支持“即插即用”應用功能擴展的智能配網高級決策支持平臺，該平臺可實現數據集成和整合，支持“即插即用”的高級決策支持功能擴展，是目前技術的創新和新技術實現。

1實現綜合數據服務的關鍵支撐技術研究

1.1海量數據處理技術研究

主要指對適用于配網系統的海量實時及歷史量測數據的高效存儲技術和高速并行分析、處理及訪問服務技術的研究，測點多、數據量大是配用電系統的主要特點之一，傳統的關系型數據庫管理系統已經不能滿足對這些數據的存儲和處理要求，目前少有的幾種高性能實時數據庫系統一是價格昂貴，另外還存在著標準化適配、分布式技術支持等問題。該部分主要技術內容包括：測量數據高密度存儲技術研究：研究適合高密度存儲海量測量數據的文件數據存儲結構，研究存儲結構在不同類型文件系統（NTFS、EXT4、JFS、BTRFS等）的性能表現，研究適用于測量數據的高效壓縮技術和壓縮算法。海量歷史數據訪問服務技術研究：研究基于文件系統和壓縮技術的海量歷史數據實時訪問服務的實現技術，研究數據高速緩存技術和無鎖技術（Lock-free）在歷史數據訪問服務中的應用。海量歷史數據高性能分析技術研究：研究Map-Reduce技術在海量歷史數據分析中的應用;研究單次迭代多指標計算技術。并行海量數據處理及負載均衡技術研究：研究基于中間件的分布式數據存儲實現技術;研究數據存儲與處理節點的負載均衡技術和容錯技術;研究數據節點的自動分布和節點發現機制。

1.2數據版本管理技術

基于分布式并發版本管理系統構建任意時間回朔的配電網模型數據訪問技術的研究內容包含以下幾點：基于文件的模型數據訪問服務實現技術研究：研究基于RDF/XML文件的GDA實現技術;研究適用于電網模型數據的資源描述緩存技術;研究分布式的資源元數據查詢技術;研究資源繼承關系的查詢優化技術。模型數據差異分析技術研究：研究基于資源描述框架（RDF）的高效模型差異分析技術;研究基于OWL技術的模型差異語義定義和描述。模型差異數據合并技術研究：研究基于RDF和OWL的模型差異合并應用技術;研究模型差異應用中的沖突檢測與智能處理技術。基于COW事務的數據快照實現技術研究：研究基于寫時復制（copyonwrite）實現多版本模型訪問服務的實現技術。

1.3研究基于DDS、IEC61968、IEC61970的多總線共用技術

多總線共用，是解決數據訪問機制和訪問性能多樣性需求的有效途徑，該部分主要研究內容包括：DDS-RTPS協議實現技術研究：研究支持UDP組播的實時發布訂閱協議實現技術;研究RTPSDiscovery機制的實現技術;DDS服務品質實現技術研究：研究支持智能源端過濾技術的DDS實現方法;研究高效可靠的數據持久（DURABILITY）服務品質的實現技術;研究PRESENTATION服務品質的實現技術;研究IEC61970GID總線與DDS總線雙向網關技術：研究DDS主題和數據類型與CIM模型的雙向映射;研究DDS服務品質與GID服務品質的雙向映射。研究IEC61968總線與IEC61970GID總線的網關技術：研究GID服務接口與IEC61869動詞之間的映射規則;研究基于映射規則的雙向服務網關實現技術。

2支持“即插即用”智能應用擴展的智能配網決策支持平臺

采用業界標準的且被廣泛應用的中間件技術構建可擴展、可配置、分布式、即插即用的智能配網決策支持平臺。具體研究內容如下所示：綜合多總線、海量數據處理、智能數據代理等多重技術，結合CIM/GID標準，構建直接適用于應用開發的技術支撐體系。研究基于CORBA組件模型（CCM）標準的組件化的應用程序平臺：研究適用于配網系統的輕量級CCM實現;研究CIM與CCM深層次整合的可行性;研究可視化組件部署工具;研究組件配置與描述語言的實現。研究CCM與多總線集成技術：研究CCM與IEC61970GID總線的集成技術;研究CCM與DDS總線集成的實現技術;研究CCM與IEC61968總線的集成技術。

3基于平臺技術的配網智能化應用——配網運營最小指標體系及綜合評價

通過本項目的研究，針對城市配電網運行維護給出一種既科學合理又滿足工程實踐要求的評價方法，主要針對配電網及其電源建設與運營進行技術合理性、可靠性、經濟性、安全性、穩定性等一系列綜合評價，并將其實現于軟件系統中。基于層次分析法，確定配電網方案評價方法。構建以層次分析法為主體，同時結合了聚類分析法和模糊評價法的組合評價體系，進行中壓配電網的綜合評價，并對各項指標影響因素進行敏感性分析，確定其敏感程度，為配電網運行提供科學指導。以配網運營評價目的和意義為基礎，提出中壓配電電網評價指標體系。指標和指標體系是進行綜合評價工作的基礎，指標選取計算是否科學、指標體系設置是否合理直接關系到項目評價的質量。將電網綜合評價的目標進行逐層分解歸并而建立的，技術合理性、運行安全性、供電質量及可靠性、維護水平和運行經濟性構成與評價目標直接相關的下一層子屬性，綜合評價總目標則為它們的父屬性。同樣，設備完好情況、設備標準化情況和設備故障情況又構成與維護水平相關的下一層子屬性。

4結語

在配電網大量信息網絡化集成和共享的背景下，本文提出多源異構大數據全景集成方法，并在此基礎上實現多源數據處理與多源數據奇異值檢測與分離，為配電網精確規劃提供數據基礎。同時，使用半監督學習的深度貝葉斯網絡對多源異構大數據進行分析與挖掘，精準掌握用電負荷的分布和變化規律，實現基于能源大數據的精準負荷預測模型，為配電網規劃進行指導。最后，以能源大數據為依托，建立科學的配電網現狀診斷指標體系對配電網進行全面診斷，實現對各類電網規劃方案的供電可靠性分析、供電能力分析、變電站選址優化、網架優化等功能，從而實現配電網精確規劃，為配電網規劃管理提供全新思路。

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（作者單位：國網咸寧供電公司）