電力系統(tǒng)中智能配電網(wǎng)設(shè)計(jì)應(yīng)用

趙超

摘 要：在電力系統(tǒng)中，智能配電網(wǎng)建設(shè)越來(lái)越多，其在電力系統(tǒng)中發(fā)揮著重要的作用，是非常重要和關(guān)鍵的構(gòu)成部分。與電力用戶(hù)的距離最近，所以容易受到電力用戶(hù)的影響，從而出現(xiàn)各種故障問(wèn)題，影響整個(gè)電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。為了進(jìn)一步提高配電網(wǎng)智能化管控平臺(tái)，通過(guò)建設(shè)智能配電網(wǎng)，可以顯著提升配電網(wǎng)運(yùn)行的智能化水平，降低出現(xiàn)故障的概率，提升電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。本文首先分析了配電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)，其次探討了電力系統(tǒng)中智能配電網(wǎng)設(shè)計(jì)應(yīng)用，以供參考。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng);配電網(wǎng);智能化;故障檢修

引言

為了進(jìn)一步提高配電網(wǎng)智能化管控平臺(tái)，系統(tǒng)以及技術(shù)人員需要針對(duì)現(xiàn)階段配電網(wǎng)運(yùn)行管控平臺(tái)運(yùn)檢管理穿透力水平較低、傳統(tǒng)技術(shù)監(jiān)督落后等全新問(wèn)題，制定出基于大數(shù)據(jù)的配電網(wǎng)智能化運(yùn)維管控平臺(tái)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用策略。

1配電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)

（1）新建或改造增容變電站的容量需符合電力負(fù)荷預(yù)測(cè)的要求，滿足“N-1”原則及電網(wǎng)容載比范圍的要求;變電站站址選擇盡可能靠近負(fù)荷中心，原則上不占用農(nóng)田保護(hù)區(qū)，遠(yuǎn)離易燃易爆等高危場(chǎng)所，滿足防洪要求，協(xié)調(diào)對(duì)周邊環(huán)境及其他設(shè)施的影響。（2）一是電力線路走廊路徑規(guī)劃應(yīng)綜合考慮線路長(zhǎng)度、地形交通、施工運(yùn)行及區(qū)域總體規(guī)劃的要求;二是避開(kāi)軍事設(shè)施、大型工礦企業(yè)及不良地質(zhì)地帶;三是盡量避開(kāi)原始森林、自然保護(hù)區(qū)和風(fēng)景名勝區(qū);四是與建筑物、公路、鐵路、機(jī)場(chǎng)等保證合理的安全距離。在城鎮(zhèn)中心區(qū)、重點(diǎn)風(fēng)景區(qū)等地段，合理利用電纜埋地敷設(shè)方案，與市政道路規(guī)劃并行設(shè)計(jì)。（3）末端開(kāi)閉所、低壓配電房等終端配電設(shè)施，應(yīng)合理利用建設(shè)用地資源布置，盡量靠近用電負(fù)荷中心，采用節(jié)能環(huán)保型配電設(shè)施。在有分布式電源、電動(dòng)車(chē)充電設(shè)施及電儲(chǔ)能設(shè)施的區(qū)域，應(yīng)充分利用負(fù)荷側(cè)的電網(wǎng)反饋特性，將其納入片區(qū)配電網(wǎng)規(guī)劃中，合理參與電力平衡，以節(jié)約電能、減少投資。

2電力系統(tǒng)中智能配電網(wǎng)設(shè)計(jì)應(yīng)用

2.1監(jiān)督參數(shù)設(shè)計(jì)

針對(duì)數(shù)據(jù)監(jiān)督管理層面，需要針對(duì)系統(tǒng)監(jiān)督管理參數(shù)開(kāi)展方案設(shè)計(jì)，并且充分結(jié)合生產(chǎn)運(yùn)維業(yè)務(wù)具體種類(lèi)、作業(yè)質(zhì)量的核心關(guān)鍵點(diǎn)開(kāi)展全方位、多角度技術(shù)分析。除此之外，從而制定出各種類(lèi)型的信息數(shù)據(jù)基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合系統(tǒng)跟蹤參數(shù)具體走勢(shì)和方向，全面驗(yàn)證終端業(yè)務(wù)的運(yùn)轉(zhuǎn)質(zhì)量和效果，同時(shí)還需要針對(duì)標(biāo)準(zhǔn)范圍中的異常數(shù)據(jù)和信息開(kāi)展預(yù)警和信息分析，最終完成系統(tǒng)各個(gè)標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)設(shè)計(jì)和運(yùn)行。（1）配電網(wǎng)實(shí)施規(guī)模和標(biāo)準(zhǔn)方面上，需要針對(duì)配電網(wǎng)實(shí)施規(guī)模標(biāo)準(zhǔn)可視化信息分析，進(jìn)而全面跟蹤配電網(wǎng)指標(biāo)變化，進(jìn)一步分析配電網(wǎng)指標(biāo)問(wèn)題，從而提出詳細(xì)的完善和改進(jìn)策略。（2）配電網(wǎng)運(yùn)行參數(shù)設(shè)計(jì)上，該指標(biāo)可以有效完成配電網(wǎng)運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)，比如：配電設(shè)備運(yùn)行效率、配電設(shè)備故障率、電力供應(yīng)可用系數(shù)、電壓標(biāo)準(zhǔn)等相關(guān)方面的可視化技術(shù)分析，從而完成數(shù)據(jù)參數(shù)的實(shí)施跟蹤運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)變化。

2.2故障導(dǎo)航可視化以及巡檢管理模塊的應(yīng)用

配電網(wǎng)中出現(xiàn)故障問(wèn)題以后，系統(tǒng)會(huì)發(fā)出警報(bào)并通過(guò)短信方式提醒運(yùn)維人員，運(yùn)維人員確認(rèn)故障信息后，系統(tǒng)可以自動(dòng)化生成配電網(wǎng)線路位置的規(guī)劃圖。規(guī)劃圖中會(huì)具體顯示故障的具體位置以及現(xiàn)場(chǎng)的照片，故障及其簽單的時(shí)間和人員等信息，所有信息一目了然。另外，系統(tǒng)還可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，自動(dòng)化生成到達(dá)故障地點(diǎn)的路線規(guī)劃圖，運(yùn)維人員根據(jù)路徑規(guī)劃圖可以在最短時(shí)間內(nèi)到達(dá)故障地點(diǎn)。此功能對(duì)于運(yùn)維人員來(lái)說(shuō)非常方便，因?yàn)榕潆娋W(wǎng)中涉及很多的硬件設(shè)施并且比較分散，基于路徑規(guī)劃圖能顯著地縮短運(yùn)維人員在路途中的時(shí)間。運(yùn)維人員到達(dá)配電網(wǎng)故障地點(diǎn)后，正式開(kāi)展運(yùn)維工作前，系統(tǒng)會(huì)彈出相關(guān)核實(shí)確認(rèn)單，確認(rèn)無(wú)誤后即可開(kāi)展工作，降低了出現(xiàn)人為失誤的概率。

2.3圖形顯示和接線圖管理

在對(duì)調(diào)度支持系統(tǒng)圖形界面設(shè)計(jì)過(guò)程中，主要包括電氣、電纜網(wǎng)和開(kāi)關(guān)站圖等接線圖，利用單線圖、區(qū)域圖、全網(wǎng)接線等方式展現(xiàn)電氣接線，在接線圖中顯示配網(wǎng)運(yùn)行信息，實(shí)現(xiàn)多圖顯示、視圖縮放等功能。

2.4大數(shù)據(jù)框架設(shè)計(jì)

配電網(wǎng)大數(shù)據(jù)分析和操作過(guò)程中，由于充分考慮數(shù)據(jù)分析和計(jì)算的質(zhì)量與效率，需要在大數(shù)據(jù)平臺(tái)以及信息計(jì)算的基礎(chǔ)條件上，進(jìn)一步開(kāi)展大數(shù)據(jù)外部框架設(shè)計(jì)。現(xiàn)階段，配電網(wǎng)智能化運(yùn)維管控平臺(tái)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用方面上，其公變數(shù)據(jù)采集完整率、低壓數(shù)據(jù)采集完整率、區(qū)域最大負(fù)荷、日最大負(fù)荷趨勢(shì)、配電變壓器缺項(xiàng)分析等技術(shù)需求相對(duì)較高，所以系統(tǒng)實(shí)際進(jìn)行數(shù)據(jù)信息調(diào)整時(shí)，由于數(shù)據(jù)計(jì)算數(shù)量巨大，造成了系統(tǒng)反應(yīng)十分緩慢，所以從終端業(yè)務(wù)操作要求作為基礎(chǔ)角度，需要以終端業(yè)務(wù)信息數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)條件，利用Spark Streaming 系統(tǒng)開(kāi)展實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)計(jì)算，以便于終端業(yè)務(wù)在信息分析時(shí)的效率。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)在系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)上，需要使用 KAFKA 系統(tǒng)或者Flume 系統(tǒng)開(kāi)展實(shí)時(shí)且全面的獲取，進(jìn)而將所獲得的信息和數(shù)據(jù)儲(chǔ)存至 HBASE 數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)中。而批量數(shù)據(jù)則需要利用 ETL 工具將終端業(yè)務(wù)系統(tǒng)所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)傳輸至系統(tǒng)源頭層，進(jìn)而使用 ApacheKUDU 針對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行技術(shù)處理和系統(tǒng)儲(chǔ)存。搶修服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)能夠有效完成和實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)可視化技術(shù)分析，比如：設(shè)備停電信息數(shù)據(jù)上報(bào)效率、搶修恢復(fù)效率以及自動(dòng)搶修信息等，實(shí)時(shí)跟蹤配網(wǎng)搶修服務(wù)指標(biāo)變化、對(duì)超出閥值的指標(biāo)進(jìn)行預(yù)警，輔助分析指標(biāo)短板。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，對(duì)電力系統(tǒng)中的配電網(wǎng)進(jìn)行智能化建設(shè)，能顯著提升配電網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程的穩(wěn)定性，降低配電網(wǎng)出現(xiàn)故障問(wèn)題的概率，為電力用戶(hù)提供更加完美的服務(wù)，所以配電網(wǎng)的智能化建設(shè)是未來(lái)發(fā)展的必然趨勢(shì)。本文結(jié)合實(shí)際情況，對(duì)配電網(wǎng)進(jìn)行了智能化設(shè)計(jì)，介紹了整個(gè)設(shè)計(jì)框架方案，對(duì)系統(tǒng)中使用的主要硬件設(shè)施進(jìn)行了詳細(xì)闡述。最后將設(shè)計(jì)的智能配電網(wǎng)應(yīng)用到某 10kV 線路中，對(duì)其各項(xiàng)功能進(jìn)行測(cè)試，發(fā)現(xiàn)均達(dá)到了預(yù)期效果。智能配電網(wǎng)的成功應(yīng)用，為電力用戶(hù)提供了更加穩(wěn)定的電力服務(wù)，為供電企業(yè)創(chuàng)造了更好的經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)：

[1]張曄.關(guān)于配電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定性的保障措施研究[J].福建質(zhì)量管理，2015（08）：157.

[2]田永明，梅成磊，馬強(qiáng)，等.基于互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的配電網(wǎng)智能化運(yùn)維管理模式[J].計(jì)算機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用，2021，30（06）：100-106.

[3]唐鶴，邱桂華.配電網(wǎng)智能網(wǎng)架分析研究[J].電子設(shè)計(jì)工程.2021，29（11）：181-184.