基于大數(shù)據(jù)技術的配電網(wǎng)運行可靠性研究

李竺運

摘要：現(xiàn)代社會生產(chǎn)生活對電能需求量明顯提高，一定程度上推動了電力供應系統(tǒng)的建設。雖然國內(nèi)電力系統(tǒng)鋪設里程與供電系統(tǒng)技術能力明顯改善，但在配電網(wǎng)管理中仍面臨較大挑戰(zhàn)。伴隨現(xiàn)代信息技術發(fā)展速度的加快，大數(shù)據(jù)技術在各領域中得到了廣泛應用且趨于成熟。所以，要想不斷提高配電系統(tǒng)運行的可靠性，必須充分利用大數(shù)據(jù)技術開展管理工作。可見，深入研究并分析基于大數(shù)據(jù)技術的配電網(wǎng)運行可靠性提升路徑具有一定的現(xiàn)實意義。

關鍵詞：大數(shù)據(jù)技術;配電網(wǎng)運行;可靠性

大數(shù)據(jù)集合了比較全面的信息，大數(shù)據(jù)技術能夠快速分析普通配電方式存在的問題，而智能電網(wǎng)的運行則需要獲取實時數(shù)據(jù)，即在電網(wǎng)運行過程中，需要對管理、調(diào)度以及維修整個運行流程中的數(shù)據(jù)進行監(jiān)測和分析。近年來，配電網(wǎng)規(guī)模不斷擴大，配電網(wǎng)也不斷趨于智能化，同時各類配電管理系統(tǒng)傳輸和應用的數(shù)據(jù)也大量增長，其中不僅包含配電系統(tǒng)的內(nèi)部運行、調(diào)度、檢修等相關業(yè)務信息，還包含大量社會類數(shù)據(jù)，通過有效分析數(shù)據(jù)，人們可以完善配電網(wǎng)運行方式，提高分析精準度，提升用戶用電的安全性和滿意度。

1大數(shù)據(jù)技術對配電網(wǎng)運行可靠性的影響

隨著時代的發(fā)展和社會的進步，各行各業(yè)的發(fā)展都呈現(xiàn)出了勃勃生機，隨之而來的就是工作事務的增加。在當今競爭激烈的時代背景之下，人們對工作的要求已經(jīng)不再僅僅滿足于機械化地完成工作，更重要的是要講究在相同的時間內(nèi)工作的質(zhì)量，追求工作效率。在這種工作需求之下，大數(shù)據(jù)技術應用而生。大數(shù)據(jù)技術主要是針對各行各業(yè)工作過程中的信息和報表做詳細且有條理的分類整理，并進行全天候地監(jiān)控和分析。人工設定程序之后，機械化設備的實時監(jiān)控，可以保障企業(yè)運營的安全性，可以及時地發(fā)現(xiàn)問題，在提高了工作效率的同時為國家的經(jīng)濟發(fā)展貢獻了力量。現(xiàn)代社會是一個能源社會，企業(yè)和工廠的運營生產(chǎn)和人們的日常生活都離不開各種能源。隨著時代的發(fā)展，人們對能源的質(zhì)量要求也越來越高。以前為了保證提供的能源的質(zhì)量，評估人員往往會比較平均數(shù)、中位數(shù)等等數(shù)據(jù)，但這些數(shù)據(jù)只是一個模糊的界限，并不能詳細地對整體數(shù)據(jù)的優(yōu)劣性做出具體的分析。大數(shù)據(jù)技術作為數(shù)據(jù)分析的專業(yè)性技術，可以采集配電網(wǎng)管理中的關鍵數(shù)據(jù)，反應整體能源的質(zhì)量。并且可以對配電網(wǎng)管理中的數(shù)據(jù)進行采集、收集、分析、預測，減少電能的生產(chǎn)過程中出現(xiàn)突發(fā)情況，進一步提高電能的質(zhì)量。

2基于大數(shù)據(jù)技術的配電網(wǎng)運行可靠性提升路徑

2.1對于配電網(wǎng)進行全面的優(yōu)化設計

在大數(shù)據(jù)技術下配電網(wǎng)的優(yōu)化可以更加的科學和合理。設計圖紙可以參照大數(shù)據(jù)技術下的數(shù)據(jù)分析，這樣可以在一定程度上避免由于設計方面的問題造成的電力輸送之中的安全隱患。大數(shù)據(jù)技術可以讓整個的配電網(wǎng)實現(xiàn)自動化方面的改造，在實際的使用期間配電網(wǎng)的設備是非常重要的。對于一些與現(xiàn)代化的配電設備不適應的部件需要提前進行更換，而這個是否適用的標準判斷就需要有大數(shù)據(jù)的技術方面的支持，還有就是對于配電網(wǎng)的后期的檢修還有檢測以及一些日常的維護都要依靠大數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)來進行設置。

2.2關于可靠性的配電網(wǎng)系統(tǒng)評測指標構建

大數(shù)據(jù)技術在配電網(wǎng)之中是非常重要的，建議一個科學合理的配電網(wǎng)評測指標也是行之有效的評測辦法。配電網(wǎng)的運行是關系到人們生活生產(chǎn)的重要設備。要想讓配電網(wǎng)科學合理的運行就需要構建一套行之有效的運行的指標體系。這樣才能知道配電網(wǎng)的各個子系統(tǒng)的實際的運行的情況。在指標體系之中既能反映線路的過載情況、節(jié)點電壓超限等運行約束違限的情況，也要能反映電壓安全裕度、潮流安全裕度等情況;既要能夠全面地描述修通整體可靠性，又能夠反映關鍵元件、關鍵節(jié)點、關鍵區(qū)域、關鍵環(huán)節(jié)的可靠性;能夠反映短期可靠性，也要能評估長期可靠性。

2.3以主成分分法為依據(jù)的主要指標提取

運行可靠性指標機制涵括了大量指標變量，且建模和計算均相對復雜，加之不同指標間有大量冗余信息，逐一分析會增加冗余工作量。其中，主成分分析屬于多元統(tǒng)計分析法，主要作用是簡化對象模型，提取主要信息，盡量降低變量維度。開展主成分分析，主要是利用方差或者是離差平方和等計算不同指標信息大小，刪除重復指標等，提取相關性不明顯同時涵蓋大量原信息的指標。隨后，系統(tǒng)化篩選影響系統(tǒng)運行可靠性的薄弱環(huán)節(jié)、關鍵性元件以及區(qū)域等，不斷縮小評估范圍。第一，標準化的評估指標。一般情況下，不同的運行可行性指標量綱存在差異且分布不同，要求針對指標參數(shù)實施標準處理。為此，應以配電大數(shù)據(jù)為基礎獲取不同指標分布函數(shù)，針對不同指標變量展開正態(tài)分布的標準處理，進而轉(zhuǎn)變成正態(tài)分布變量。第二，相關矩陣構建與特征值計算。所謂的變量間存在的相關關系，具體指的是已知某變量亦或是一組變量，可對另一變量數(shù)值加以確定，亦或是明確變化規(guī)律。一般情況下，在統(tǒng)計學中會借助Pearson相關系數(shù)度量兩隨機變量間存在的相關性程度。第三，主成分的確定。根據(jù)以上計算數(shù)值，確定第n個指標變量方差貢獻率與累計方差貢獻率。第四，確定主要評估指標。

2.4依托并行關系挖掘主要影響因素

在配電網(wǎng)實際運行期間，對其可靠性產(chǎn)生影響的因素很多，很難構建準確性較高的預測模型，且速度精度易受到限制。在這種情況下選擇使用關聯(lián)規(guī)則挖掘法，在配電網(wǎng)異構多源數(shù)據(jù)中挖掘主要的影響因素，為輸入預測模型提供幫助，盡量降低輸入維度，不斷加快預測速度。在關聯(lián)規(guī)則中，各樣本均可用T代表，而n個事務即可構成數(shù)據(jù)庫，用D表示。需要注意，各事務均通過多屬性確定，并被稱作“項”。多個項所構建的集合就是“項集”，其中各子集事務均為一項集。對于最小支持度閥值和最小置信度閥值而言，用戶應結合實際需求做出定義。強規(guī)則即支持度和置信度都不低于最小閥值規(guī)則，最終獲得對配電網(wǎng)運行可靠性產(chǎn)生影響的因素。

2.5訓練人工神經(jīng)預測模型

所謂的運行可靠性預測，具體指參考歷史與配電實時大數(shù)據(jù)信息，對后續(xù)特定時間段內(nèi)的可行性指標參數(shù)的推測過程。一般情況下，預測方法主要有人工智能方法和傳統(tǒng)方法2種。其中，傳統(tǒng)方法是依托回歸分析方法，而人工智能方法則涵蓋了深度學習與神經(jīng)網(wǎng)絡等多種方法。在配電系統(tǒng)運行可靠性指標數(shù)值方面，通常需參考運行期間記錄的統(tǒng)計數(shù)據(jù)信息內(nèi)容，對無法構建精確性解析模型的情況做出科學化預測。可將實時獲得的數(shù)據(jù)信息主要影響因素數(shù)據(jù)當做輸入人工神經(jīng)網(wǎng)絡中的主要內(nèi)容，進而對特定時間段后的可靠性指標數(shù)值實施必要預測。選擇各預測時間計算相應的指標，進而獲取相對時限類的指標，并在不同場合中應用。

3結語

隨著時代的進步，電力系統(tǒng)日漸發(fā)展完善。大數(shù)據(jù)時代，大數(shù)據(jù)技術的有效運用，將為電力發(fā)展帶來質(zhì)的飛躍。當前，人們要不斷提升配電網(wǎng)運行的可靠性，對整個結構進行優(yōu)化，同時引入先進技術，不斷提高設備檢測質(zhì)量和數(shù)據(jù)采集水平。由于影響運行可靠性的因素較多，在預估運行可靠性中變數(shù)眾多，因此相關工作人員在評估運行可靠性的過程中要全面、細致地對相關因素進行排查分析，提出合理的調(diào)控方案，為配電網(wǎng)的可持續(xù)發(fā)展提供有力支持。同時，要合理運用配電網(wǎng)大數(shù)據(jù)，從繁多的信息中挖掘出有效、真實的數(shù)據(jù)，為業(yè)務發(fā)展提供參考依據(jù)。

參考文獻

[1]劉學軍，俞偉，何颋，等.基于大數(shù)據(jù)的配電網(wǎng)運行狀態(tài)評估與預警[J].浙江電力，2017（12）：75-80.

[2]徐祥征，王師奇，吳百洪.基于大數(shù)據(jù)分析的配電網(wǎng)主動檢修業(yè)務應用研究與實現(xiàn)[J].科技通報，2017，（6）：113-116.