供電可靠性停電事件實(shí)時(shí)智能分析及監(jiān)控系統(tǒng)研究

周一聰

摘? 要：可靠性是衡量電廠供電性能的重要指標(biāo)之一，可以用于衡量電廠對用戶連續(xù)供電的能力。該文分析了停電事件發(fā)生時(shí)的供電可靠性情況，分析引發(fā)停電事件的原因以及提高供電可靠性的方法，此外，針對供電可靠性停電事件，設(shè)計(jì)了實(shí)時(shí)智能分析方案以及供電監(jiān)控系統(tǒng)，以期為行業(yè)內(nèi)相關(guān)工作人員提供參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：供電可靠性;停電事件;實(shí)時(shí)智能分析;監(jiān)控系統(tǒng)

中圖分類號：TM732? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 引言

隨著經(jīng)濟(jì)社會的進(jìn)步和發(fā)展，各行各業(yè)對電力的需求日漸增長，對電力可靠性提出了更高的要求[1]。停電事件發(fā)生的頻次可用于衡量用電可靠性，而可靠性是衡量供電性能的重要指標(biāo)之一，可以用于衡量對用戶連續(xù)供電的能力[2]。在電力領(lǐng)域，停電管理已成為用電管理的重要組成部分，引起了行業(yè)內(nèi)工作人員的充分重視，因此需要提高供電質(zhì)量和持續(xù)性，減少停電事件發(fā)生的頻次，從而最大程度地提高供電可靠性，保證各行各業(yè)用戶的用電需求[3]。

在當(dāng)前大數(shù)據(jù)技術(shù)高速發(fā)展的時(shí)代背景下，部分省市供電局已經(jīng)率先結(jié)合大數(shù)據(jù)技術(shù)，發(fā)展以數(shù)據(jù)驅(qū)動為關(guān)鍵技術(shù)的停電管理方法，建立停電過程的實(shí)時(shí)監(jiān)控平臺，實(shí)現(xiàn)對停電事件的實(shí)時(shí)智能分析，力求在發(fā)生停電事件后，盡快監(jiān)測到，并采取合適的應(yīng)對措施，從而最大程度地減少不必要的損失。基于以上發(fā)展背景，本文首先分析了停電事件發(fā)生時(shí)的供電可靠性情況，分析引發(fā)停電事件的原因以及提高供電可靠性的方法。隨后針對停電事件，參考當(dāng)前某些省市在電力管控領(lǐng)域的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)了實(shí)時(shí)智能分析方案以及供電監(jiān)控系統(tǒng)，以期為行業(yè)內(nèi)相關(guān)工作人員提供參考和借鑒，從而更好地保障用戶的用電需求，提高供電服務(wù)的質(zhì)量和可靠性[4]。

1 停電事件發(fā)生的原因

停電事件發(fā)生的原因主要包括電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的影響、電力設(shè)備的定期檢查維護(hù)、電力線路突發(fā)故障以及變壓器突發(fā)故障等方面[5]。其中，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的影響主要表現(xiàn)在由于某些電網(wǎng)的供電形式為“多對一”，即多臺變壓器合作對一個(gè)用戶供電，當(dāng)電網(wǎng)中的一個(gè)甚至多個(gè)變壓器發(fā)生故障時(shí)，其他變壓器也將受到影響，無法承受原有的所有變壓器所攜帶的電荷，繼而無法正常供電，降低了供電系統(tǒng)的可靠性，如果發(fā)生電網(wǎng)結(jié)構(gòu)故障的供電線路涉及多個(gè)用戶，這就意味著一次停電將給很多用戶帶來損失，大大影響供電可靠性。對于非單線段停電故障來說，可以匯總線路下所有的停電線段，根據(jù)線路對線段停電事件進(jìn)行歸集，分析歸集后，分析在停電時(shí)間段內(nèi)發(fā)生停電線段的比例，如果70%以上的線段停電，則判斷為線路停電事件。同時(shí)結(jié)合配電自動化主站的開關(guān)變位信息進(jìn)行驗(yàn)證，分析線路停電的有效性。如果發(fā)生電網(wǎng)結(jié)構(gòu)故障的供電線路僅涉及個(gè)別用戶，這就意味著個(gè)別用戶的用電需求在長時(shí)間內(nèi)將得不到滿足，嚴(yán)重影響正常的生產(chǎn)和生活，可見，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的變動，將直接影響到供電可靠性，用戶的供電需求得不到滿足，進(jìn)而影響用戶的生產(chǎn)和生活。電力設(shè)備的定期檢查維護(hù)是保證供電可靠性的一個(gè)必要環(huán)節(jié)[6]，然而，這也可能導(dǎo)致停電事件的意外發(fā)生，通過對供電設(shè)備和供電環(huán)節(jié)的科學(xué)管理，可以有效減少因電力設(shè)備的定期檢查維護(hù)引發(fā)的停電事件，即使用“電力設(shè)備的狀態(tài)檢查與維護(hù)”代替?zhèn)鹘y(tǒng)的定期按計(jì)劃檢查與維護(hù)，這種新型的檢修方案一方面節(jié)省了人力、物力和財(cái)力，有利于供電企業(yè)將節(jié)省下來的經(jīng)濟(jì)成本用在其他方面，另一方面，也避免了因傳統(tǒng)檢修帶來的停電事件的發(fā)生，此外，如果仍需按照傳統(tǒng)的定期按計(jì)劃檢修方案工作，可以事先在電線桿和關(guān)鍵線路前安置警示牌，避免發(fā)生不必要的安全事故。電力線路突發(fā)故障主要表現(xiàn)為線路熔斷器的分合操作不當(dāng)、接地故障、短路故障、斷線故障以及外力破壞等。變壓器突發(fā)故障主要表現(xiàn)為配電變壓器鐵芯發(fā)生短路故障、斷線故障、電纜關(guān)鍵部位短路故障、真空斷路器故障以及電壓互感器故障等。

2 供電可靠性停電事件實(shí)時(shí)智能分析

目前供電可靠性基礎(chǔ)臺賬數(shù)據(jù)管理工作已基本符合管理要求，但是仍受日常專業(yè)管理、自動采集及數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換等技術(shù)條件的客觀原因限制，從對自動集成的用戶停電事件完整率分析中可以發(fā)現(xiàn)，自動集成完整性尚未達(dá)到理想水平，部分不完整的運(yùn)行數(shù)據(jù)仍然要依靠人工補(bǔ)錄，占用大量的人力資源，同時(shí)由于人工操作的不確定性，給數(shù)據(jù)完整、準(zhǔn)確性和及時(shí)性管理帶來較大困擾。因此需要建立停電智能管理平臺，實(shí)現(xiàn)對供電可靠性停電事件的實(shí)時(shí)智能分析，建立停電智能管理平臺的準(zhǔn)備工作有2步。1）采集停電事件數(shù)據(jù)，既包括高壓停電數(shù)據(jù)，也包括低壓停電數(shù)據(jù)（如圖1所示），相關(guān)工作人員對采集到的停電數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、比對，避免類似原因?qū)е碌耐ｋ娛录貜?fù)發(fā)生。2）計(jì)算用戶停電時(shí)間，這是提高用電可靠性，減少用戶停電事件的前提和基礎(chǔ)，在該步驟上，南方電網(wǎng)公司的技術(shù)和流程較為成熟。在完成采集停電事件數(shù)據(jù)與計(jì)算用戶停電時(shí)間等準(zhǔn)備工作后，即可開始建立停電智能管理平臺，當(dāng)某處發(fā)生停電事件時(shí)，平臺將快速響應(yīng)停電信息，從而實(shí)現(xiàn)對供電可靠性停電事件的實(shí)時(shí)智能分析。

停電智能管理平臺往往采用J2EE系統(tǒng)架構(gòu)，即B/A/S層，這種面向服務(wù)的體系架構(gòu)，在很大程度上提高了系統(tǒng)和模塊的移植性和復(fù)用性，避免了傳統(tǒng)基于技術(shù)的解決方案存在的問題，將用于處理業(yè)務(wù)的模塊與數(shù)據(jù)處理模塊分開管理，避免了因某個(gè)模塊出現(xiàn)差錯而導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)癱瘓，提高了整個(gè)停電智能管理平臺的處理能力和服務(wù)效果，同時(shí)，大大降低了該智能平臺的開發(fā)和維護(hù)難度，提高了軟件的可用性。此外，基于面向服務(wù)的架構(gòu)技術(shù)，能夠明顯擴(kuò)展智能平臺的應(yīng)用范圍，提高系統(tǒng)運(yùn)行的效率，主要依賴于2個(gè)方面。1）基于面向服務(wù)的架構(gòu)技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)各個(gè)子系統(tǒng)平臺的有機(jī)結(jié)合，方便停電智能管理平臺內(nèi)部的互聯(lián)互通，使整個(gè)系統(tǒng)更加規(guī)范、有序，基于面向服務(wù)的架構(gòu)技術(shù)屬于傳統(tǒng)B/S模型的擴(kuò)展，同時(shí)，結(jié)合了XML語言和WebService服務(wù)的優(yōu)勢，使其能夠更高效地完成各個(gè)接口之間的通信工作，大大提高了整個(gè)停電智能管理平臺的運(yùn)行速度和工作效率。2）智能平臺使用互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)，并使用ESB集成服務(wù)，使整個(gè)平臺系統(tǒng)更為靈活，因集成的資源有各自的安全協(xié)議，因此整體的安全性也得到很大提高。

3 供電可靠性停電事件監(jiān)控系統(tǒng)

電能質(zhì)量在線監(jiān)測系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了信息系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)共享與業(yè)務(wù)融合，促進(jìn)了業(yè)務(wù)過程的監(jiān)督與管理，并實(shí)現(xiàn)了電網(wǎng)安全風(fēng)險(xiǎn)的在線分析和預(yù)警，提升了電網(wǎng)安全運(yùn)行和供電服務(wù)水平。通過自動采集供電停電事件數(shù)據(jù)，改變了運(yùn)行數(shù)據(jù)人工錄入采集的管理方式，提高了數(shù)據(jù)采集的穩(wěn)定性和時(shí)效性。結(jié)合當(dāng)前時(shí)代發(fā)展背景，使用大數(shù)據(jù)、云計(jì)算和人工智能技術(shù)開發(fā)停電事件監(jiān)控系統(tǒng)，可以提高供電可靠性，即相關(guān)工作人員通過對電能質(zhì)量的實(shí)時(shí)在線監(jiān)測、對各部位量測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確分析、對停電事件的及時(shí)報(bào)道和檢修，根據(jù)配電網(wǎng)模型，結(jié)合多源大數(shù)據(jù)，基于云計(jì)算和人工智能技術(shù)，開發(fā)停電事件監(jiān)控系統(tǒng)，從而實(shí)時(shí)分析電網(wǎng)的運(yùn)行情況，提高相關(guān)工作人員監(jiān)測停電事件的及時(shí)性、完整性和準(zhǔn)確性，提高供電可靠性，保證用戶的用電需求。具體來說，在開發(fā)停電事件監(jiān)控系統(tǒng)時(shí)，會涉及數(shù)據(jù)平臺的分布式存儲和并行計(jì)算技術(shù)，需要將停電事件、電網(wǎng)數(shù)據(jù)等相關(guān)信息傳輸?shù)絻?nèi)存中，按照既定規(guī)則對其進(jìn)行有效性分析，最終完成對整個(gè)電網(wǎng)中停電事件的實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確監(jiān)控。

4 結(jié)論

停電將給很多用戶帶來損失，大大影響供電可靠性，使用戶的用電需求在長時(shí)間內(nèi)得不到滿足，嚴(yán)重影響正常的生產(chǎn)和生活，實(shí)時(shí)監(jiān)控停電事件具有重要的作用和價(jià)值。本文首先分析了引發(fā)停電事件的原因，主要包括電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的影響、電力設(shè)備的定期檢查維護(hù)、電力線路突發(fā)故障以及變壓器突發(fā)故障等方面，此外，主要介紹了停電事件實(shí)時(shí)智能分析管理中可能涉及的技術(shù)，如J2EE技術(shù)規(guī)范，結(jié)合WebService、Java開發(fā)技術(shù)、負(fù)載均衡技術(shù)等較為先進(jìn)且成熟的技術(shù)，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)實(shí)現(xiàn)中壓停電事件的智能分析與自動補(bǔ)全，有效地保證了供電可靠性運(yùn)行數(shù)據(jù)的完整、及時(shí)和準(zhǔn)確，促進(jìn)供電可靠性的管理以及實(shí)際電網(wǎng)的規(guī)劃建設(shè)，建立停電智能管理平臺，實(shí)現(xiàn)對供電可靠性停電事件的實(shí)時(shí)智能分析，很大程度地節(jié)約了人力、物力和財(cái)力，以期為行業(yè)內(nèi)相關(guān)工作人員提供參考和借鑒。

參考文獻(xiàn)

[1]趙永生，秦浩，甘德志，等.基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的供電可靠性中壓停電事件實(shí)時(shí)智能分析研判與增益研究[J].電力大數(shù)據(jù)，2019，22（3）：19-24.

[2]李程.萊蕪配電網(wǎng)故障停電指標(biāo)優(yōu)化及可靠性提升措施研究[D].濟(jì)南：山東大學(xué)，2019.

[3]曾議，高方景，趙永生，等.供電可靠性停電事件采集有效性分析及提升措施研究[J].華東科技：綜合，2018（2）：212.

[4]唐瑞偉，王向東，鄭大鵬.提高電能質(zhì)量在線監(jiān)測系統(tǒng)供電運(yùn)行數(shù)據(jù)集成確認(rèn)準(zhǔn)確率[J].農(nóng)村電氣化，2015，341（10）：46-47.

[5]盛銀波，仲立軍，張利庭，等.基于停電明細(xì)數(shù)據(jù)的配電網(wǎng)可靠性監(jiān)測與研究[J].浙江電力，2017，v.36;No.260（12）：75-79.

[6]李晉杰.供電可靠性指標(biāo)分析及應(yīng)用提升措施研究[J].通訊世界，2018，No.334（3）：195-196.