电力大数据解决方案_v13_0501（PPT38页)

©2011CorporationSmarterSystemsforaSmarterPlanet电力大数据平台方案探讨Page2议程电力大数据背景简介电力大数据应用场景国内外案例分享基于Scada系统的电力大数据平台架构探讨Page3电力大数据平台对实时数据进行深入分析，指导电网的规划/建设、运行、资产运维和客户服务，提升电力企业的运营水平依据精确地监测数据和计算，指导线路和设备的布点监视并分析过负荷，决定是否需要对变压器容量进行检查根据负荷平衡状况，采取新的电网连接方式电压和功率因数分析，调整电容器和电压调节器的位置根据测量的故障电流，设置设备容量规划/建设配网运行资产运维部署智能电表，实现对用户侧电量、电压、电流、功率的完整数据采集借助双向通信的电表，实现与用户的互动通过电价策略调整，加强需求侧管理，优化负荷曲线，减少电力消耗通过系统集成，建立完成的停电管理系统开始试点家庭电力自动化管理方案客户服务监视并识别电压和功率因数不合格的位置，安排合理的运行方式监视并识别电压问题区域，发现负荷不平衡，调整运行方式，保证电压水平和负荷平衡自动故障诊断、分析、隔离和处理。故障距离计算。检测负荷容量，决定是否过负荷的状态，对闭环和并线是否有影响利用监测数据更准确的计算线损，调整运行方式实现线损最小对变压器和线路负荷峰谷值及持续时间进行记录，制定合理的维修和管理策略根据实时运行数据，分析变压器和电缆的情况，改进设备检修计划；减少检修次数，以便于减少停电次数和停电时间，提高可靠性指标识别接近额定容量并报警，减少负荷以增加设备的寿命对设备老化情况进行分析，制定合理维修策略LAN传感器数字化保护装置变电站自动化IED,线路监测,智能传感器,智能电网设备,线路监测,气象数据,表计作传感器智能传感器平台分布式线路传感器保安监控远程视频监视智能化电网设备表计网络数据采集和通信网关Page4数据采集数据传输信息集成分析优化信息展现ExternalApplicationsPPP11PPPPPPBusinessUnitsBusinessUnitIDTransmissionLinesTransmissionLineIDSubstationsSubstationIDBusinessUnitID(FK)CentralStationID(FK)SubstationtoTransmissionLinesSubstationID(FK)TransmissionLineID(FK)SegmentID(FK)CentralStationsCentralStationIDPowerTransformersPowerTransformerIDSubstationID(FK)HydranUnitsHydranUnitIDPowerTransformerID(FK)IEDsIEDIDSubstationID(FK)IEDType(FK)CircuitBreakersCircuitBreakerIDSensorsSensorIDSensorType(FK)SubstationID(FK)IEDID(FK)HydranUnitID(FK)WeatherStationID(FK)SensorTypesSensorTypeSensorTypeDescriptionUOM(FK)WeatherStationsWeatherStationIDSubstationID(FK)SensorReadingsSensorID(FK)TimestampSensorReadingValueUnitsofMeasureUOMTransmissionLineSegmentTransmissionLineID(FK)SegmentIDIEDTypesIEDTypeIEDstoCircuitBreakersIEDID(FK)CircuitBreakerID(FK)PPP11PPPPPPBusinessUnitsBusinessUnitIDTransmissionLinesTransmissionLineIDSubstationsSubstationIDBusinessUnitID(FK)CentralStationID(FK)SubstationtoTransmissionLinesSubstationID(FK)TransmissionLineID(FK)SegmentID(FK)CentralStationsCentralStationIDPowerTransformersPowerTransformerIDSubstationID(FK)HydranUnitsHydranUnitIDPowerTransformerID(FK)IEDsIEDIDSubstationID(FK)IEDType(FK)CircuitBreakersCircuitBreakerIDSensorsSensorIDSensorType(FK)SubstationID(FK)IEDID(FK)HydranUnitID(FK)WeatherStationID(FK)SensorTypesSensorTypeSensorTypeDescriptionUOM(FK)WeatherStationsWeatherStationIDSubstationID(FK)SensorReadingsSensorID(FK)TimestampSensorReadingValueUnitsofMeasureUOMTransmissionLineSegmentTransmissionLineID(FK)SegmentIDIEDTypesIEDTypeIEDstoCircuitBreakersIEDID(FK)CircuitBreakerID(FK)IPEnabledDigitalCommunicationsNetworkAnalyticsStackUtilityApplicationsEMS/DMSMDMSHistorianWAMSCISOMSPlanningEngineeringERPMWFMDoc.MgtGISWAMSCISOMSPlanningEngineeringERPMWFMDoc.MgtGISEquipmentMonitoringEquipmentMonitoringLANSensorsDigitalRelaysAutomatedSubstationsLANSensorsDigitalRelaysAutomatedSubstations数据源整合程度Level4-高级优化,建模,规划,决策支持Level3-数据分析,事件的实时或事后诊断处理,数据挖掘Level2–指标计算,趋势分析Level1–实时事件,阈值,通知;屏幕显示,邮件,传呼4个分析层次电力大数据平台参考架构实时数据高速总线数据集成总线Page5SCADA(SupervisoryControlAndDataAcquisition)是数据采集和监控，是一种实时采集和分析数据的计算机监控系统。SCADA系统根据系统采集、控制点数的多少，系统规模的大小不同，小到只有一台计算机组成一个小型SCADA系统；大到由多台服务器和若干台工作站协同组成大型SCADA系统。工业上，SCADA系统广泛应用于远程通讯、供水与污水处理、化工、电力、电力、冶金、油气输送等领域。Scada系统简介Page6SCADA系统典型硬件配置图Page7议程电力大数据背景简介电力大数据应用场景国内外案例分享基于Scada系统的电力大数据平台架构探讨Page82008年初的罕见冰雪灾害发生后，国家电网公司、南方电网公司均加大了对输电线路覆冰、在线监测的研究投入1998年开始，国内高等院校及厂家陆续开展了对输电线路在线监测方面的产品的研发2002年~2004年国内相继研发成功了输电线路图像监测系统及输电线路覆冰监测系统，覆冰监测装置在国内总体应用量在1500余套左右，图像监测装置在3000套以上目前在线监测产品制造厂家达到10余家，监测装置总体产品应用量达到1万台左右第一、线路在线监测Page9视频在线监测现状目前线路的视频在线监测还是以在线监视为主，使用人工进行视频或图片的巡检。直升机巡线应用也越来越多，巡线过程中拍摄的需要处理视频数据数量巨大Page10自动异常识别的意义随着视频监测系统投入的越来越多，人工监视易造成肉眼疲劳，造成漏报。监控中心的视频线路较多，人工监视也无法一一监看，易造成漏报采用视频处理技术对监控视频和图片进行实时处理与分析，通过提取线路特征，自动识别异常情况并进行报警，能极大减少工作量，提升输电线路的安全可靠性。10Page11线路视频在线监测常见的异常情况1）外物接近导线安全预警距离智能视频检测与报警2）线路飘挂物智能视频检测与报警3）导线弧垂点上下变化智能视频检测与报警；4）导线弧垂点舞动智能视频检测与报警；5）导线间距变化智能视频检测与报警1234511Page12线路视频在线监测常见的异常情况（续）6）导线覆冰智能视频检测与报警7）输电线路保护区内大型机械闯入并停留智能视频检测与报警：8）人员、车辆入侵输电线路特定区域智能视频检测与报警；9)输电线路保护区内树木生长超高的智能视频检测与报警：678912Page13131视频读入及预处理2图像灰度化3图像边缘检测4直线监测5距离换算6异物检测技术方案Page14第二、智能用电：通过分析、决策和评估，形成最优绩效目标的智能用电分析14分析决策评估用户特征及设备状态综合:•负荷特性挖掘：利用人工智能和数据挖掘分析技术分析个体及群体的典型负荷特性•重过载监测与分析：感知电力设备的负载状况，有针对性地分析解决在运行中出现的重过载现象•智能用电适应性评价：综合行为、经济、位置及其他因素，评估用户对不同智能用电策略的适应程度智能用电策略优化与仿真:•策略定义：针对用户特点寻找适应的策略，针对设备发现并解决问题•方案优化：针对给定的目标和用户适应的策略，综合考虑成本、供电可靠性和用户满意度等多重因素，形成最优方案•场景仿真：模拟不同场景，分析不同情况下的智能用电分析效果执行效果评估:•用户表现考核：跟踪用户对智能用电指令的执行情况，根据相应的激励和惩罚规则分析其奖惩结果•设备运行工况评估：根据重过载监测与分析，给出解决方案后查看设备运行工况•策略库反馈调整：根据用户实际的执行情况，调整适应于用户的策略库定义规则123Page15设计新型的用户用电特性分析模型，为新型智能用电解决方案奠定基础•用电特性识别是新型智能用电解决方案的基础。既要识别个体用电特性的技术，同时也需要从个体特性中提取出群体共性的方法。•个体识别技术中需要重点考虑数据降噪等避免伪特性的方法，而群体共性提取技术则需要考虑如何识别个体特性相似性的模型。用电信息采集系统用户的用电信息整年的日负荷特性曲线用大数据技术进行聚类分析一个聚类代表一种用电模式用户用电行为分析基于数据挖掘和人工智能技术的用户用电行为分析主要有两方面的内容：时间对单个用户的用电模式进行识别。用户的用电模式往往不止一种，存在多样性。通过对用户的用电规律和用电特性进行深入分析，识别出用户的所有用电模式。对不同用户的用电模式进行聚类分析。得到用户用电模式的群体性，有助于针对同一群体用户开展进一步研究，识别出对应的用电模式。各类应用Page16制定错峰方案NO用户ID用户类型用电模式用电指导错峰量1富康线3号亮化工程，限减少部分亮化3.2MW2南环线7号娱乐场所营业推后半小时1.2MW3尹通线12号照明工程，限减少部分照明2.8MW4……28MW工业用户商业用户NO用户ID用户类型用电模式用电指导错峰量1北交线5号高耗能，限生产提前1小时2.6MW2富康线28号高排放，限生产推后1小时2.4MW3水泉线16号高排放，限关闭2台机组1.7MW4……62MW16Page17调度室营销部工用1工用2商用1工用3商用3工用5商用4错峰指令反馈信息错峰指令错峰指令02004006