智能配電網大數據應用及實踐研究

程明 國網冀北電力有限公司

配電系統是電力企業重要的基礎，具有分布范圍廣、涉及設備眾多、生產運行方法多樣等特點。在新時代清潔能源越來越受重視的背景下，電動汽車、分布式電能、多用戶接入系統等都對配電系統的使用帶來新變化、新挑戰，傳統物理建模分析已經難以滿足智能電網的發展需要。智能配電系統借助計算機、互聯網、數據庫和云計算等先進的信息技術，形成了海量規模大數據，先進的大數據技術能促進配電系統智能化水平提高。本文闡述了智能電網大數據的基本特點，提出了其應用的典型場景，研究了大數據應用實踐的主要價值。

一、智能配電網大數據的內容概述

智能配電網系統按照應用的范圍，主要是由配電管理系統、電能質量監管系統、電壓和無功管理系統、配電運行自動化系統這些軟件和各種傳感設備、智能電子監測設備等硬件組成。目前，大部分省市為實現配電網的智能管理，增強電網靈活性，提高用戶和電網系統的互動，為企事業單位、社區居民的辦公樓、住宅樓配備了智能設備，這些設備和電力企業的智能配電網系統已經實現集成化管理，用戶側數據和配電網系統數據已經結合形成一體化的數據庫，這些數據的綜合研究利用是提高配電網智能化水平，形成技術解決方案的重要基礎。

智能配電網大數據是由配電網內部數據、來自第三方的外部數據組成。內部數據一般包括配電網內部的所有傳感器、智能監測裝置、電壓無功管理系統、配電管理系統、配電設備監控系統、設備地理信息系統等。外部數據主要包括衛星數據、氣候數據、巡檢數據或者是員工的現場檢修數據等，還包括電動汽車和用戶的系統數據、其他儲能數據等數據。智能配電網大數據的特點，一是數據量大，結構復雜，容易受到外部影響，數據存在不完整性。目前不同系統都是為實現其自有功能而研發使用，數據異構現象比較普遍。二是數據采集收齊、采集密度等數據源存在時空差異。比如用戶的用電信息系統單位是分鐘、小時，而配電系統采集數據是以秒計算。

二、智能配電網大數據的典型應用

一是應用于配電網生產運行中。大數據技術應用于智能配電網的首要任務是持續定期采集工作數據，并分析數據中的正常和異常情況，以大數據分析結果來實現對配電網檢測運行情況的監測。這主要是利用大數據技術數據分析功能，采用概率化分析方法，實現對配電網大量數據統計對比，從而對智能電網的運行提出判斷依據。比如對智能電網供電能力進行評價的線路間負荷轉移能力、容載比等數據。

二是應用于用電客戶信息存儲管理中，用戶用電情況，是最基礎的電網構建和電網生產運行基礎。智能配電網對用戶的用電使用情況的數據，不再只是電量大小一種數據，采集數據信息的來源更為廣泛，而且工作效率高、可信度高。能通過智能電子設備自動產生并存儲用戶的用電時長、高負荷時段、使用頻率等眾多數據，并實時傳輸到智能配電網的服務器終端。這些數據不會隨意丟失和損壞。但是網絡存儲空間存在的硬盤損壞、服務器癱瘓等問題也會導致數據丟失。

三是應用于大數據的處理。大數據處理技術是智能技術的代表，能利用數據挖掘、智能算法，找到配電網產生的繁雜數據之間的聯系，實現對數據的大規模分析研究，避免無用數據信息對研究的干擾，找到用戶的用電使用規律，電網的運行管理問題等，特別是大數據的批處理技術，能對各種數據進行分類研究，從而有效找到解決相應問題的具體對策。

三、智能配電網大數據的實踐價值

一是保證配電網的安全可靠運行。大數據技術能分析配電系統設備的生產運行情況、電網供電能力，從而優化對電網的后續規劃和投資，更好地發揮設備資源效能。能分析用電客戶的用電情況，并將內外部數據結合起來進行分析研究，從而更為準確地掌握用電負荷規律，實現分布式能源發電；還能借助電動汽車用電管理數信息等更好的進行削峰填谷操作，用好用足現有設備的使用效能。能實時對配電網中的變壓器、電纜、電壓、架空線的工況進行監控，動態觀測負荷情況，預測變壓器的生產壽命。

二是更好地提供用電服務。大數據分析用戶的用電行為規劃和用電愛好時段，從而在電力控制上提前進行電量調度，有效提升用戶響應速度；能通過分析低電壓、電能可靠性等數據，提高電能的輸送質量；能縮短停電后的恢復時間，強化停電管理效率，從而獲得用戶更好的滿意度。

三是實現服務增值。對配電大數據的分析，是掌握社會經濟發展情況的基礎，能將這些分析數據為政府制定新能源扶植、電動汽車推廣等政策和強化管理提供技術支撐。

四、結束語

智能配電網大數據應用及實踐研究還有很多可以不斷深耕的領域，要積極適應數據挖掘、人工智能技術的發展進步，推動大數據在配電網的生產管理中進行更有效的應用實踐。