基于大数据挖掘技术的10kV配网线路监测方法研究及应用

引言

电力公司在配网线路管理上存在配电设备停运管控不足、台区电压低、三相不平衡、重过载等问题,导致用户用电体验欠佳,引发较多投诉,亟待提升电力公司的配网管理能力。电力公司建设重点应该逐渐倾向于配网管理,通过提高配网运行管理效果,满足用户用电需求,促进电力公司进一步发展。电力公司可以运用大数据挖掘技术,开发和研究10kV配网线路的数据监测平台,实现平台数据采集和数据清洗功能,并对不同类型数据进行整合分析,为配网停运、电压、负载等指标的判定提供参考,为配网运行提供更智能、准确、及时的数据管理平台。

110kV配网线路监测平台开发的必要性

从电力公司发展来看,10kV配网线路服务区域广泛,但目前10kV配网线路缺乏有效及时的数据收集和反馈机制,只要其中一条线路停运,就会造成多个台区停运,既造成了大量电力资源的损失,又会引发大量投诉,影响公司服务质量。开发针对10kV配网线路的监测平台是电力公司对线路数据进行监督的重要手段,也是加深公司各部门间协作效果的重要途径。因此,开发10kV配网线路监测平台显得尤为必要。从公司配网管理角度来看,由于当前10kV配网线路缺乏有效的运行数据监测方式,基层单位的数据收集存在数据缺失、可信度不高等缺陷,影响配网管理工作开展的效果。相关部门的管理工作急需一个更客观、可信度更高、反馈更全面及时的数据平台作为配网运维管理的数据支撑。而基于大数据挖掘技术的配网线路监测平台能够为管理部门提供所需数据,对于提高公司管理效果具有重要意义。

2基于大数据挖掘技术的10kV配网线路监测平台开发

2.1开发思路

10kV配网线路监测平台的开发目的主要在于利用大数据挖掘技术对配网线路管理数据进行采集、过滤、清洗、重组,对配网停运规则、停运类型等进行分析,提高配网管理效果。因此,在监测平台的开发上要重点考虑数据收集与过滤、停运判断及停运类型。

在数据收集与过滤方面,通过sCADA系统采集10kV开关变位、电流、电压方面的信息数据,并实时生成10kV线路运行数据图表:通过PMs系统采集10kV线路基础台账数据,为停运监测对象和管理责任划分提供基础信息数据:通过作业安全风险管控系统采集检修施工作业周计划和日计划,为停运类别划分提供依据。为了进一步保证系统收集到的信息的利用价值,还需要对信息数据进行过滤,例如将无法判定为影

响配网线路停运的数据信息过滤掉,只进行监测但不进行统计、重组操作。

在停运判断方面,未来提高监测平台所监测到数据的准确性和完整性,需要设置一定条件作为判定停运的标准,包括10kV配网线路开关变位和电流骤变两种。

在停运类型方面,根据安全风险管控系统监测的数据进行分类,主要有4种:(1)计划类停运,即与作业安全风险管控系统的周计划有关,10kV线路停运当周内有相应的作业计划,判定为计划停运:(2)临检停运,即不属于计划停运,但与作业安全风险管控系统日计划有关,当天内与10kV线路停运有相应的作业计划:(3)配合停运,即与10kV线路所属的主线开关变位信息有关,当10kV线路开关停运的前后3h内(不包括同时)所属的母线开关有分闸或合闸信息:(4)故障停运,即不属于前三种任意一种的停运记录都可划分为故障停运。2.2实现方式

首先,根据sCADA系统中遥测开关变位信息和遥信电流明细数据的推送规律和数据格式,确定相关的设备台账数据、停电数据、计划信息的数据来源。然后,结合大数据算法,完成统一化管理平台的设计,并以此保证数据提取的准确度和可信度。最终实现对10kV配网线路运维管理工作方面重点考核指标所需的多种数据信息的有效监测,同时保证监测平台在数据分析上的多维度分析能力,为公司配网管理工作的开展提供更多可能。

在数据采集和过滤方面,通过借助大数据挖掘采集多种数据,形成跨平台的数据系统,将10kV配网线路的停运数据采集到本地数据库,形成映射关系:深入挖掘数据中关于配网停电信息的重点字段和影响要素,在采集过程中,在不破坏数据真实性的前提下,可对数据进行重新组合与过滤。

在停运判断研究方面,要结合多起10kV线路停运事件,研究其中停运判定条件、形成停运的前提与环境因素等内容,并在此基础上找出影响因素的数据来源和对应的指标字段,组织专家会议制定和判断线路监测的指标计算规则。

2.3线路停电研判

通过调控中心管理的sCADA系统采集10kV开关变位、电流、电压信息、变电站10kV母线PT信息,实时生成10kV线路运行数据,关联运检部管理的PMs电网生产管理系统采集10kV线路基础台账数据,结合安全质量监察部的作业安全风险管控系统采集检修施工作业周计划和日计划,作为停电分类判断的依据:根据设定的停电判定规则,将采集的开关变位信息、电流信息与基础台账、设备进行融合,设定阈值,相关判定规则如下:

2.3.1停电判断

通过10kV线路开关变位和电流突变两个条件共同判断停电,当10kV线路开关从合闸到分闸变位,且分闸前后电流骤降80%以上,则判定为本次停电,并记录分闸时间为本次停电开始时间:当10kV线路开关在本次分闸后采集到下一次分闸前的合闸信息,则取合闸时间为本次停电结束时间。

2.3.2停电分类

将监测的停电记录与作业安全风险管控系统的数据进行匹配,需要在作业风险管控系统中提取非结构化的计划数据中涉及停电线路编号、名称的基本属性字段,再与已判定的停电线路数据进行二次匹配。共划分为4类停电:一是能与周计划匹配判定为计划停电:二是能与日计划匹配的判定为临检停电:三是同一母线上的馈线同时停电判定为配合停电:四是剩余部分判定为故障停电。

2.3.3母线电压合格率判定

母线电压合格范围为10～10.7kV,母线电压合格率计算公式如下:

母线电压合格率=统计周期内母线电压合格点数/统计周期内母线电压监测点数

2.3.4负载率判定

自PpM电网生产管理系统提取10kV线路的额定电流,通过提取PpM电网生产管理系统中每条10kV线路的主干线导线型号确定额定电流,负载率计算公式如下:

负载率=运行电流/额定电流×电压

80S%负载率<100S时,判定为重载:负载率<100S时,判定为负载。

3基于大数据挖掘技术的10kV配网线路监测方法的应用效果分析

3.1监测平台应用成效

10kV配网运行监测平台开发完成后,实现了停运精准监测,并保证了情况反馈的客观性和真实性。相比于平台开发之前,目前的检测具有数据统计耗时更短、完整性更高、损失电量明显降低等优点,目前公司已经实现了对10kV线路运行情况的实时监测,并提高了停运中电量损失计算的精准度。其次,提高了计划停运的管理水平。在监测平台的帮助下,公司各部门能够利用准确度更高的数据完成对停运流程的改善,提高管理效率。此外,监测平台还能及时反馈配网运行安全度,提高了供电可靠性。各个部门的工作开展效果也都有了明显改善。最后,监测平台的应用,完成了对线路首端电压控制、配变档位设置、网架结构等问题的梳理,并明确了相关部门的责任划分,提高了电压等质量问题的治理效率。另外,在停运管理方面,公司10kV非计划停运线路条数同比减少21.7S,次数同比减少32.4S,停运损失电量同比减少663.6万k>w,客户满意度明显提升。

3.2完善与优化策略

虽然监测平台的应用取得了一定成效,但依然需要结合实际需求对功能进行完善和优化。首先需要对监测功能进行扩展和优化。要对台账数据维护功能进行完善,确保每个月能够在统计前完成对台账的更新。在母线电压监测功能上还需适当扩张,例如增加实时采集母线PT信息,实时监测线路首端电压信息等。

要进一步提升停运数据监测的质量。通过加强公司相关部门的配合,消除变电站综自系统和远动装置的缺陷,严格按照设备运行双编号完整规范录入作业计划,进一步提高停运采集数据的完整率和类别划分的准确率。

要加强对计划执行环节的管控。在监测平台的应用过程中发现,配网停电工作存在未录入计划、计划录入不规范、未按计划时间停送电等问题。要改善这些问题,需要从三个方面入手:第一,需要按照规定,在风控系统中合理提前录入停电计划:第二,要保证停电计划录入的规范性,督促相关部门更严格、更规范地进行信息填写:第三,要加强各部门之间在停送电等业务环节汇总的配合,严格按照计划控制停电时长,严格按照计划恢复供电。

4结语

随着我国社会的不断发展,对电力的需求也在不断增加,电网规模也因此得以扩张,配电网改造工程得到了更全面充分的发展。在10kV配网线路监测管理中,要结合大数据挖掘技术开发监测平台,提高对各项数据的采集、检测和重组的效率和效果,以此为新时期电力公司的进一步发展提供更有力的支持。