基于智能用電大數據分析的臺區線損管理研究

劉 毅

（國網陜西省電力公司漢中供電公司，陜西 漢中 723000）

1 臺區線損管理概述

1.1 臺區線損管理

電力系統中一個臺區是指一臺變壓器覆蓋的供電區域，臺區線損管理工作開展也主要針對該區域執行。我國電網在進行電網管理的過程中，主要實行分臺區管理制度，同樣在線損管理中也提出了四分管理制度，即分壓、分區、分線以及分臺。其中，分臺區管理是線損管理的重要內容，主要針對公用配變供電范圍內的線損進行管理，包括統計、分析、控制等管理內容。

1.2 臺區線損分類

基于管理層面的標準對臺區線損進行分類，能夠分為理論線損、定額線損、統計線損、經濟線損以及理論線損5類。

統計線損的計算是基于電能表統計的供售電量執行的，一般公式為：

式中，ΔA%為線損率，AG為供電量，AS為售電量。

典型臺區法一般應用于臺區理論線損計算，主要是因為臺區電路網絡往往比較復雜，復雜性和多樣性影響了負荷分布，呈現出負荷分布不均的情況，導致相關運行參數統計差異、不統一，影響理論線損結果，出現誤差。管理線損主要是由于計量設備誤差和工作管理不當引起的，實際是統計線損（實際線損）和理論線損之間的差值。臺區線損管理多年經驗的基礎上對運行數據進行分析總結，最終得到定額線損，并將其作為線損指標。通常還將定額線損作為線損考核依據，用于評價臺區線損管理效果。臺區中即使線路和用電設備不變，理論線損損耗也不是一成不變的，而會因用電負荷或供電負荷的差異出現變化或波動。在該波動范圍內，經濟線損即線損率的最低值[1]。

1.3 臺區線損異常原因

配電線路中往往涉及到以無功補償設備、用戶計量設備、變壓器設備以及考核計量設備為代表的眾多用電設備，這些設備在運行過程中會消耗電能并產生損耗。網絡結構和配電技術也會引起能量損耗。因供電半徑不同、供電方式差異，會直接影響損耗。一般用戶配電線路越長、供電半徑即范圍越大，其可能造成的線損會越高。如果供配電電網結構存在問題，其也會造成一定線損。變壓器配備方式同樣是線損的重要影響因素。此外，電力營銷方式不合理，管理不足也會影響線損。在低電壓等級電網中，臺區線損往往直接通過售電量和供電量進行差值計算，但抄表時間不同、計量儀器誤差等因素均會引發電量統計誤差，影響線損計算精確度。

2 智能用電大數據在臺區線損管理中應用的重要意義

2.1 管理內容的全面性

“線損四分”方法在線損管理中應用的最主要目的是，希望通過四分法對臺區線損因素進行劃分和歸類，得到具體影響因素和相關因素，并基于此提出針對性管理機制，實現線損全面、精確管理。人工智能技術、大數據技術以及云計算技術為進一步優化“線損四分”法，提升線損管理水平提供了可能。在臺區線損管理中引入智能用電大數據能夠有效規避管理漏洞問題，將智能用電大數據應用到“線損四分”中時，需要結合四分管理的具體內容、具體方向進行數據采集、分析等工作。引入智能用電大數據之后能夠實現用電信息實時、精確、全面自動獲取，和四分管理相結合，為工作人員工作的更好開展提供了技術支持[2]。

2.2 管理方法的高效性

管理工作應該未雨綢繆，而不是出現問題再去彌補，對于線損問題同樣如此，要做好線損管理必須做好線損預測和線損防止等工作。引入新的方法和技術對供電線路進行前期處理，有效預防線損問題。四分法在線損管理中應用的重要特點是高效性和科學性，而面對日益增加且日益復雜的用電信息和數據，線損管理工作難度越來越大。將智能用電大數據應用其中，充分發揮其計算優勢和分析優勢來增加信息采集、分析速度，以此保障線損數據分析及時性。

2.3 管理制度的科學性

“線損四分”法在線損管理中的應用涉及到范圍和內容較多，為保證四分法在線損管理中的全面應用，需要建立科學、健全的監督管理制度為其實施落實保駕護航。在設定的規章制度中明確管理工作的具體方向、具體內容以及涉及到的范圍，以智能用電大數據為例，可以在規章制度中明確數據分析的具體流程，數據采集的時間、范圍、采集指標等具體信息，一直到分析模型的選用、結果的分析等環節均需要進行界定。同時，為保障管理制度的有效落實，還應該培養工作人員的意識與態度，重視智能用電大數據技術，最大限度規避人為因素對臺區線損管理的影響。

3 基于智能用電大數據分析的臺區線損管理系統構建

本文采用SpringBoot架構執行臺區線損管控系統的開發工作，操作平臺基于Windows系統，后端變成借助Java+Node.js實現，并能夠應用于業務編輯處理。將臺區線損管控系統所需要的數據存儲在本地數據庫和數據庫中，臺區靜態結構數據可以存儲到本地MySQL數據庫，臺區動態運行數據可以存儲到數據中臺，另外臺區運行數據的索引借助HttpAPI協議實現?；谥悄苡秒姶髷祿治龅呐_區線損管理系統架構如圖1所示，在某電力公司的云平臺上部署后臺，響應式布局框架應用于前端架構設計，另外為方便工作人員運維使用還搭建了可視化展示畫面[3]。

如圖1所示，基于智能用電大數據分析的臺區線損管理系統包含前端展示模塊、后臺業務處理模塊、數據庫模塊以及索引模塊。

圖1 基于智能用電大數據分析的臺區線損管理系統

4 基于智能用電大數據分析的臺區線損管理系統應用及功能實現

4.1 實現臺區結構數據構建

在本文中對表達模型進行了優化創新，采用多分支樹型邏輯進行優化，并且能夠實現臺區CAD圖向臺區拓撲結構表的迅速轉換。在臺區結構數據采集和分析中需要遵循線路逐級構建的原則，按照既定的步驟進行數據表格的精確、快速生成，一般包括臺區維護、線路維護、接線維護、導線維護、臺區結構構建、表箱T接用戶關聯以及各省第三方電子地圖導入7個步驟。本文提出的模型為填補行業空白，還在其中引入了分布式電源，極大提升了數據的細粒度和數據分析精度。借助大數據技術、互聯網技術以及智能技術對基礎數據進行深度挖掘，能夠將數據有效利用規避數據浪費，為臺區線損分析和管理提供支持[4]。

4.2 實現臺區數據精準融合

臺區結構數據和運行數據的融合需要系統數據處理模塊的支持，借助該技術實現對PMS系統、營銷系統以及采集系統中數據的高效整合。通過傳感器、自動化技術能得到臺區普通用戶日凍結電量，24 h正反向有功、無功功率，光伏用戶每小時的發電功率等大量數據和信息，利用智能用電大數據技術中的數據挖掘技術對數據進行解讀、分析和清洗，通過擬合、歸一化后實現臺區結構數據和運行數據之間的精準融合，并生成詳細完整的臺區計算數據。然后將計算數據進行存儲，為后期線損工作開展提供數據支撐。在臺區數據精準融合中構建了大數據中心，有效實現了信息共享從而規避了信息孤島現象的出現。同時，在基層供電企業發展，同樣需要不斷優化發展水平，引入智能輔助決策技術、大數據分析技術等輔助應用開發，充分發揮數據流動價值，為臺區線損治理工作保駕護航，臺區數據精準融合如圖2所示。

圖2 臺區數據精準融合

4.3 實現臺區運行狀況動態監測

為方便線損工作人員的管理和運維工作，還需要在臺區線損管理工作中引入可視化技術。在對臺區中線路進行實時動態監控的基礎上，通過可視化技術實現對監視信息的實時顯示。在平臺的顯示界面，將行政區劃圖、不同區劃中的供電所情況、臺區情況（個數、分布）、高損臺區情況等全面顯示在界面中。工作人員能夠點擊不同臺區查看臺區內的線損情況和供配電情況等，還可以點擊不同的供電所以查詢供電所內具體情況、設備運行情況等[5]。

借助可視化的監測平臺可以實現對路段、節點中電阻、電流密度、三相不平衡率以及正反電流等運行信息的直觀監測。對于正常電流密度、經濟電流密度和超過安全電流密度的路段，分別給予綠、黃、紅3個等級分級預警，實現卡脖子路段的有效篩選。同時利用該平臺能夠實現對不同節點三相不平衡率的監控，輔助工作人員實現三相不平衡節點的快速、精確定位，另外借助智能用電大數據技術能夠智能生成降損改造方案，實現高線損臺區的有效、精益化治理運維工作。

5 結 論

在臺區線損管理中引入智能用電大數據之后，構建臺區線損異常智能診斷模型，對線損情況和線損信息進行采集、統計、分析，然后將該數據應用于線損管理提供數據支撐，能夠進一步提升線損管理的精度，實現精益化管理。另外借助智能用電大數據技術，還能夠自動給出線損管理優化策略，為工作人員的線損管理工作提供指導。