基于大數(shù)據(jù)的電力企業(yè)運維技術應用

陸新全

摘要：隨著菌民經(jīng)濟的迅速發(fā)展，人民生活水平的逐步提高，對供電可靠性提出了更高的要求。配電自動化系統(tǒng)的廣泛應用對提高配電網(wǎng)供電，可靠性提供了強有力保障作為配電自動化的骨架與支撐，配電自動化終端的正常運行至關重要。只有配電自動化終端芷常在線運行，才能實現(xiàn)對配電網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)采集與分析，從而實現(xiàn)配電網(wǎng)運行監(jiān)控、故障自動隔離和設備遙控操作等功能，最終達到減少停電時間、提高配電網(wǎng)供電可靠性的目的。

關鍵詞：大數(shù)據(jù);配電自動化終端;智能運維;管理系統(tǒng)

1 傳統(tǒng)的運維管理存在的問題

第一，配電終端較多，難以達到集成化，運行環(huán)境差容易產(chǎn)生故障問題，配電自動化主站難以有效進行終端運行監(jiān)控，系統(tǒng)運行狀態(tài)、故障問題反映不及時，配電自動化終端設備有待進一步優(yōu)化從而提高設備監(jiān)測和故障分析能力。第二，設備故障檢修被動，缺少設備狀態(tài)評價和故障預警，往往是在設備發(fā)生故障后才進行現(xiàn)場故障檢修，影響配電自動化系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。因此，現(xiàn)階段當務之急是準確評價自動化終端設備狀態(tài)，預見故障問題并制定防范方法，盡可能保證設備正常運行。制定科學的巡檢計劃，結合設備狀態(tài)有目的性地運維檢修，由被動檢修變?yōu)橹鲃訖z修。第三，設備故障檢測、消缺有待完善，閉環(huán)管理的流程沒有生成，缺少系統(tǒng)的設備運行、故障檢測記錄。第四，配電自動化終端設備故障檢測缺少歷史信息分析，對配電自動化終端設備故障發(fā)生規(guī)律缺少了解，檢測方案、設備類型、構件管理缺乏可靠支撐。

2 基于大數(shù)據(jù)的配電自動化終端智能運維管理系統(tǒng)

2.1 大數(shù)據(jù)平臺中配電自動化

基于 Hadoop 開源大數(shù)據(jù)構件下，大數(shù)據(jù)平臺配電自動化形成，其中儲存構件有 HBase、Hive、HDFS、Redis;并行計算處理構件有 Spark、Spark Streaming;數(shù)據(jù)開發(fā)分析引擎為 Spark MLlib 開發(fā)算法包。配電網(wǎng)模型、終端設備信息、告警信息等數(shù)據(jù)采用 Hive儲存。實時數(shù)據(jù)選擇 Redis 在內(nèi)存中緩存，量測歷史數(shù)據(jù)選擇 HBase 儲存。利用分布式儲存和并行計算分析達到配電網(wǎng)大數(shù)據(jù)的處理與保存，以此作為上層應用數(shù)據(jù)處理分析的重要依據(jù)。

2.2 數(shù)據(jù)信息搜集

配電自動化終端智能運維管理需具備幾方面要求：第一，電網(wǎng)一次模型數(shù)據(jù)。第二，自動化終端設備臺賬和通訊網(wǎng)絡通道的分析，如：商家、型號、運行時間、種類。第三，配電網(wǎng)及自動化終端運行，通訊狀態(tài)數(shù)據(jù)。第四，告警信息分為配電自動化終端上下線告警、終端運行狀態(tài)告警。第五，遙控操作記錄信息;量測歷史信息，配電自動化主站系統(tǒng)每 5min 對量測信息采樣儲存。結合信息種類系統(tǒng)采用多種數(shù)據(jù)采集方法：配電網(wǎng)模型和設備臺賬等信息定時讀取數(shù)據(jù)庫表，全量覆蓋更新的模型同步方法。

2.3 數(shù)據(jù)信息處理

第一，實時數(shù)據(jù)計算處理。結合配電自動化終端通訊和運行計算系統(tǒng)的終端在線率;一旦出現(xiàn)批量終端掉線就會對配電自動化終端網(wǎng)絡特征展開分析，查找其原因形成設備缺陷告警數(shù)據(jù);監(jiān)控終端運行，一旦出現(xiàn)異常狀況及時發(fā)出警報。第二，歷史數(shù)據(jù)處理。經(jīng)過對配電網(wǎng)運行信息的統(tǒng)計處理，判斷配電自動化終端量測時間不更新、遙信抖動、離線掉線的原因。第三，數(shù)據(jù)開發(fā)。通過 Spark MLlib 提供的數(shù)據(jù)挖掘方法進行配電自動化終端故障歷史信息和終端運行狀態(tài)分析，分析遙信抖動、離線掉線等數(shù)據(jù)關聯(lián)性，創(chuàng)建配電自動化終端狀態(tài)評價的模型。

2.4 配電自動化終端缺陷閉環(huán)控制系統(tǒng)

結合 Activiti 運行過程創(chuàng)建配電自動化終端缺陷閉環(huán)控制管理系統(tǒng)，分為缺陷提取、確認、分配管理、現(xiàn)場消缺、信息反饋、審核等部分。其中，缺陷提取能夠從系統(tǒng)自動提取或操作人員由告警信息中人工提取，提取缺陷至缺陷池等待進一步判斷。缺陷確認是工作人員通過對缺陷信息分析確定或取消。分配管理指的是工作人員對確定的缺陷安排，由維修人員進行消缺。信息反饋是在消缺結束后工作人員提供反饋信息。信息審核是對消除的缺陷歸檔，沒有消除的缺陷重新安排。

2.5 配電自動化終端狀態(tài)評估

采用大數(shù)據(jù)分析法來分析配電自動化終端設備故障和運行狀態(tài)數(shù)據(jù)、投運時間、型號和離線掉線等信息鏈接規(guī)則和變化規(guī)律，創(chuàng)建配電自動化終端狀態(tài)評估和預估模型，通過設備學習和關聯(lián)分析方法調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)信息。配電自動化終端狀態(tài)評價模型是結合運行狀況參數(shù)和其他數(shù)據(jù)。將其分為不同等級，0—100 表示正常狀態(tài);85—100 表示良好，符合要求;70—85 表示狀態(tài)正常，無異常;55—70 表示需給予重視，但對系統(tǒng)運行不會造成過大影響;40—55表示狀態(tài)異常，如運行數(shù)據(jù)發(fā)生警報信息，離線掉線頻繁;40 以下表示系統(tǒng)已經(jīng)產(chǎn)生故障。

3應用實例

基于大數(shù)據(jù)的配電自動化終端智能運維管理系統(tǒng)，于2017年5月在福建省廈門電業(yè)局試點建設完成。系統(tǒng)基于CDH50（ClouderaHadoop發(fā)行版）建立了配電大數(shù)據(jù)平臺，接入了5000多臺配電自動化終端的全部實時數(shù)據(jù)和三年的歷史運行數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)規(guī)模約12TB。在此基礎上，通過對配電大數(shù)據(jù)的深入分析，實現(xiàn)了配電自動化終端運行狀態(tài)的評價與故障預測、設備缺陷閉環(huán)管理以及終端設備運維管控輔助決策。該系統(tǒng)于2017年6月投入實際應用，為提高配電自動化終端的運維效率發(fā)揮了重要作用。通過利用該系統(tǒng)，廈門電業(yè)局配電終端平均在線率由原來的82%提升到93%，遙信正確率由85%提升到96%，而耗費的現(xiàn)場運維工時降低了40%，效果顯著。

結束語

本文基于配電大數(shù)據(jù)環(huán)境下分析配電自動化終端設備狀態(tài)和異常報警模型、設備缺陷閉環(huán)管理和運維管理決策等，提出了配電自動化終端智能運維管理系統(tǒng)。經(jīng)過實驗證明，配電自動化終端智能運維管理系統(tǒng)彌補了傳統(tǒng)運維管理問題，有助于控制效果提高，確保系統(tǒng)穩(wěn)定運行。在今后的系統(tǒng)研究中，應重點立足于系統(tǒng)評價算法和故障預見的精準性，根據(jù)終端設備的遠程運維，提升配電自動化終端設備的運維管理效果。

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