電力大數據在提高配電網可靠性方面的應用

鐘朝露 辛華健 李清 林彥楷

摘要：隨著配網系統的不斷發展，大數據在配電網領域的滲透和應用成為必然。現以電力大數據為基礎，利用Tableau軟件進行數據可視化分析，以某供電局配電網大數據為例，深入挖掘影響配電網供電可靠性的主要因素，并提出相應改進方案，為配電網的運行管理及檢修維護提供借鑒，以提高配電網供電可靠性。

關鍵詞：電力大數據;配電網;供電可靠性

中圖分類號：TM732? ? 文獻標志碼：A? ? 文章編號：1671-0797（2022）04-0016-03

DOI：10.19514/j.cnki.cn32-1628/tm.2022.04.005

0? ? 引言

配電網的供電可靠性程度直接影響國民經濟的發展和電力行業的現代化建設，如何提高配電網供電可靠性已經成為當下電力企業要研究的重要問題[1]。

隨著經濟的發展、用電需求的增長，配電網規模也不斷擴大，并朝智能化方向發展，在運行維護過程中產生了大量的數據。目前，在配電網的建設中，工作人員往往憑借自身工作經驗對故障進行診斷，缺乏對相關數據的詳細分析和全面考慮，降低了配電網的運行質量，影響了工作效率[2]。若能合理利用電力大數據，將這些數據加以分析，則有利于全面、精準進行故障定位，提高配電網的供電可靠性。因此，本文將電力大數據引入配電網可靠性分析中，試圖找出影響供電可靠性的具體原因，預測潛在風險，并給出提高供電可靠性的方案，為配電網運行管理提供建議及借鑒。

1? ? 配電網可靠運行大數據來源

配電網大數據主要來源于電能質量監測管理系統、生產管理系統、用電信息采集系統、營銷管理系統、企業與資產管理系統、配網自動化系統等，這些數據涵蓋了實時運行數據、臺賬數據、環境數據、負荷數據等。

2? ? 配電網供電可靠性評估指標

用戶平均停電時間、供電可靠率、用戶平均停電次數是常用的系統可靠性指標，是系統可靠性水平的表征[3]，各指標表示如下：（1）用戶平均停電時間，指在統計時間內，用戶平均停電時間小時數。（2）供電可靠率，指在規定統計時間內，系統對用戶有效供電時間和統計時間的比值。（3）用戶平均停電次數，指在停電統計期間內用戶的平均停電次數。

3? ? 影響配電網供電可靠性的主要因素

從企業與資產管理系統獲取某供電局的A、B、C、D、E、F、G縣區局2017—2019年配電網可靠性數據、停電用戶數據、10 kV中壓線路信息、中壓臺區用戶信息，包括停電類型、地區特征、停電原因、停電時長、停電容量、責任原因、線路長度、斷路器臺數、低壓用戶數等數據信息。基于Tableau建立大數據可視化模型，實現多維度、精細化的統計分析。

3.1? ? 供電可靠性水平分析

根據用戶平均停電時間、供電可靠率、用戶平均停電次數這3個系統可靠性指標，分析該供電局近3年供電可靠性水平分布情況。從圖1供電可靠率指標可得，A縣區局供電可靠率最高，達99.990%，用戶平均停電次數及停電時長最小;E、F、G縣區局供電可靠性較低，尤其是G縣區局。從供電可靠性指標可以明顯看出，G、F、E縣區局對整個供電局供電可靠性影響較嚴重，需重點分析其供電可靠性低的原因，找出配電網最薄弱環節，促進電網的發展和完善，為配電網改造提供參考意見。

3.2? ? 影響供電可靠性的主要因素分析

下面從網架結構、配網的技術裝備水平、故障原因、運行維護水平4個方面分析影響供電可靠性的主要因素。

3.2.1? ? 配電網網架結構的影響分析

如圖2所示，從網架結構分析，每條線路平均長度最長的是G縣區局，為17.39 km，而每公里線路平均分段數僅為0.4;其次是F縣區局，為14.53 km，每公里線路平均分段數為0.54。可見，相比之下，網架結構對G、F縣區局的供電可靠性影響較大。

3.2.2? ? 技術裝備水平的影響分析

技術裝備水平主要包括架空線絕緣化、線路電纜化程度及配網自動化建設與維護水平。圖3以架空絕緣化率、電纜化率作為配電網裝備水平評價指標，用于衡量技術裝備水平與供電可靠性關系。

如圖3所示，G縣區局電纜化率最低，僅為0.15，架空絕緣化率相對也較低;其次是F縣區局，電纜化率僅為0.22。可見電纜化率、架空絕緣化率越高，線路供電可靠性越高。技術裝備水平較低是影響G、F、E縣區局供電可靠率的重要原因，因此，可從提高電纜化率、架空絕緣化率方面出發提高配電網供電可靠性。

3.2.3? ? 故障因素的影響分析

深挖造成故障停電的具體原因，從故障部位分析，由圖4可知，故障停電最多的是G縣區局，而故障發生具體部位最多的是真空斷路器，總共3 063次;其次是裸導線故障，共1 550次。

F縣區局故障停電次數位居第二，影響停電的具體原因為真空斷路器故障、裸導線故障、避雷器故障。裸導線故障、真空斷路器故障也是直接導致C、D、E縣區局故障停電的重要原因。

所以，真空斷路器故障、裸導線故障、柱上隔離開關故障是造成各區局故障停電的主要原因。在平時的運維檢修過程中，應加強對這些設備的維護和巡視。

3.2.4? ? 運行維護水平的影響分析

利用停電平均時間分析供電企業運維水平整體分布情況，了解各縣區局停電平均持續時間的長短，從而制訂合理的人員分配及管理方案，縮小故障影響范圍，縮短故障處理時間。同時，還可從停電類型分析，給出加強停電管理的工作方案，統籌安排停電計劃，從而減少檢修預安排停電次數及時間。

4? ? 基于電力大數據的配電網可靠性改進方案

根據分析結果，提出以下提高供電可靠性的方案。

4.1? ? 完善網架結構，優化配網供電技術

通過加強10 kV及以下線路聯絡、更換陳舊細小導線等措施，持續改善配電網架結構。通過改造農村0.4 kV線路，優化低壓供電范圍。優化設備序列，簡化設備型式，推廣典型設計與標準物料，全面提高配電網檢修施工質量，加大老舊及高損耗設備改造力度。

4.2? ? 推進“互聯網+”的智能配電網建設

繼續開展線路自動化改造，提高配電自動化線路覆蓋率和實用化水平。打造具有故障自愈能力的自動化智能配電網，從而快速發現缺陷隱患，快速隔離故障，提升供電可靠性。同時打造智能配電網可視化信息管理平臺，充分利用集成營銷、配電、調度、規劃等多業務信息，深入挖掘配電網多維度數據。

4.3? ? 建立智能安全生產系統

現階段，兩票辦理速度緩慢、流程煩瑣是限制故障搶修速度的原因之一。建立智能安全生產系統，具備電子化兩票、智能匹配安全措施，能實現在故障現場的快速辦票，減少故障搶修的流程辦理時間。

4.4? ? 創建智能倉庫管理系統

故障搶修時物資的調用、新設備的臺賬錄入也是影響故障搶修速度的重要因素。智能倉庫管理系統具有材料備品自動掃描識別、自動出入庫、自動貨位分配、自動盤點、自動定位等功能。搶修作業時，使用智能倉庫，實現搶修的材料設備的快速調用，掃碼即可完成設備臺賬的快速錄入，能大幅縮短材料備品的調用時間，為快速復電提供可靠的后勤保障。

5? ? 結語

將電力大數據應用到配電網可靠性分析中，不僅便于掌握各地區總體運行情況，而且能挖掘影響供電可靠性的因素，并有針對性地提出指導建議，將有效支持配網安全、高效、經濟運行，提升供電可靠性與穩定性。

[參考文獻]

[1] 張凌躍，王曼，裴超，等.電力大數據在配電網規劃中的應用及效果[J].電力大數據，2019，22（10）：72-77.

[2] 胡麗娟，刁贏龍，劉科研，等.基于大數據技術的配電網運行可靠性分析[J].電網技術，2017，41（1）：265-271.

[3] 楊柳，劉超，丁應平，等.兩種配網自動化模式對配電網供電可靠性的影響分析[J].自動化與儀器儀表，2018（7）：15-17.

收稿日期：2021-10-28

作者簡介：鐘朝露（1990—），女，廣西北海人，碩士研究生，研究方向：電力系統自動化技術、配網可靠性。

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