基于大数据技术的配电网智能化供电服务指挥系统设计与应用

基于大数据技术的配电网智能化供电服务指挥系统设计与应用发表时间：2019-10-24T11:57:53.390Z来源：《电力设备》2019年第12期作者：郭茜[导读]摘要：为了解决传统供电服务存在专业交叉业务多、服务信息分散、服务流程环节多、服务事件处理过程难以管控等问题，本文将大数据技术应用于配电网，旨在提升供电服务水平。(国网山西省电力公司长治供电公司山西长治046011)摘要：为了解决传统供电服务存在专业交叉业务多、服务信息分散、服务流程环节多、服务事件处理过程难以管控等问题，本文将大数据技术应用于配电网，旨在提升供电服务水平。提出了配电网智能化供电服务指挥系统的设计思路与体系架构，并构建了全面提升供电服务水平的功能模块，将配电自动化欠发达地区配电网的运维管控与抢修指挥推向高效化与精细化。关键词：大数据技术；配电网智能化供电服务指挥系统；设计与应用配电网点多面广，运行环境复杂，电力系统中80%以上的故障发生在配电网。如何快速判别配电网故障类型、定位故障地点、合理安排抢修、缩短抢修时长对于提升电力系统供电可靠性具有重要意义。1系统整体架构配电网智能化运维管控平台遵循配用电整体信息规划的分层结构，以大数据云计算平台为核心，构建开放式平台，实现配网状态管控、运营管理管控、运营指标管控、应急管理管控、供电服务指挥等应用。2关键技术原理2.1多系统数据集成应用配电网智能运维管控平台通过信息交换总线或数据接口的方式，集成配电自动化、PMS2.0、营销管理系统、95598系统、用电信息采集系统等系统的数据到大数据服务平台，然后通过数据融合、挖掘分析等应用服务，打破专业壁垒，将原来孤立的、分散的孤岛信息有机融合到一个平台，真正实现信息共享。基于IEC61968／61970国际标准体系，以服务和消息为基本单元对不同业务系统的信息交互进行封装，建立服务提供端与消费端之间的服务协议，采用设备PMSID作为系统交互和融合的唯一编码，打通各业务系统设备之间的关联关系，从而实现配电网业务管理、运行状态、指标数据的全景化展示，薄弱环节的挖掘分析，建设检修指导评估，提升设备管控力和管理穿透力，为配网高效运维、精准建设、精细精益管理提供决策支撑。2.2大数据平台应用大数据云服务平台采用完全开放的架构，支持配网数据的快速扩张和线性扩展，全量建模技术为智能决策提供各个维度的分析，高并行计算技术解决大数据运算的时间成本及运算的复杂度，海量存储技术解决关系数据量和快速计算的矛盾。在该系统中，为了充分有效的利用大数据平台，只是把随着时间增长而线性增长的数据存储到大数据平台，比如设备规模、缺陷及故障数据、线路负载数据、配变负载数据、终端异常数据等。在应用方面，也是和这些数据相关的应用功能采用大数据处理技术，比如线路设备改造辅助决策、配变改造辅助决策、终端异常分析报告等。配电网智能运维管控平台与大数据平台基于共同的数据源，相对独立完成各自的处理任务。其中，业务平台接近用户，偏展示。该平台提供标准客户端（面向平台普通用户）、应用服务器和主关系数据库（仅存储在线业务及界面展示支撑数据），主要完成在线业务处理及用户界面查询响应，同时可提供定时任务进行周期性的数据分析与处理作业调度。大数据平台接近数据，偏处理。该平台提供专用客户端（面向数据分析师）、数据处理／分析服务器和数据仓库（存储系统全业务数据），主要负责数据存储与数据处理，数据仓库是一个包含各种存储类型的异构的综合数据存储系统，包括普通关系数据库、MPP分布式数据库，列式数据库及分布式文件系统，可分别存储各种结构化，半结构化及非结构化数据。数据仓库中存储的是仅经过简单处理的各系统的原始数据，在数据仓库之上，根据不同的分析主题，建立不同的数据集市，数据集市是经过“设计化的，主题化的”专门数据。在数据处理与分析服务器中，依据数据处理的需要，构建和部署多个微应用服务，每一个微应用服务完成特定的数据分析与处理任务，且可接受业务平台应用服务器的调用，数据处理结果可回写到业务平台的主关系数据库中，方便分析结果在平台的展示。同时专业的数据分析师，还可以通过大数据平台提供的“交互式查询分析与数据挖掘客户端”在需要时进行自由的、更专业的数据分析与数据挖掘。业务平台和大数据平台相对独立，通过方法调用实现轻耦合，在部署上可分开也可合并。业务平台可尽量轻量化，仅处理少量在线业务及分析结果的展示。大数据平台发挥集群优势，承担复杂计算和数据处理任务。独立的“交互式查询分析与数据挖掘客户端”使得临时性的数据分析任务不依赖于业务平台的功能实现。2.3基于GIS的海量数据融合随着GIS应用技术的不断发展，GIS应用已经深入到生活的方方面面。GIS本身的空间数据（影像数据分析与存储、TIN非结构化数据）、配电网GIS应用中电气设备实时信息（两遥数据）、GPS数据信息（经纬度、海拔、时间、车速、方向）、故障抢修实时监控信息、现场检修巡视动态信息，实时天气变化等多个维度的海量数据，都为Hadoop强大的分布式分析能力提供大量的样本数据。在配电网智能运维管控平台中应用GISToolsforHa-doop实现相交、包含、缓冲等常用的空间分析功能，并集成系统应急管理管控业务功能。通过GIS与Hadoop结合实现对现场的巡视、检修以及抢修并结合车辆GPS、手持终端、动态天气等信息实时可视化的全过程全景监督管控。通过建设云GIS服务实现大范围的省域－地市－区县逐级地图可视化穿透。3功能设计配电网智能运维管控平台软件功能以配网规模、实时监视、配电自动化、指标监控、运检分析等五大功能应用为根本，扩展三相不平衡管控、同期线损管控、配网设备实时状态评估、配网设备健康状态评估、配网风险运检等设备状态管控功能，配网工程分析、供电能力评估等运维管理管控功能，配网检修指标、抢修服务指标、配网工程指标等运检指标管控功能，应急指挥、配网运检作业展示、配网故障预警及趋势分析、远程会商等应急管理管控功能。系统总体功能模块包括配网（设备）状态管控、运维管理管控、运检指标管控、应急管理管控等模块。3.1设备管控设备管控页面主要展示配网规模及缺陷相关的数据，包括客户情况、电源情况、设备情况、设备运行年限以及设备缺陷情况等内容，并可以实现逐级穿透到明细数据。3.2状态管控状态管控页面主要展示配电网实时运行状态相关的数据，包括线路负载、配变负载、电能管理、设备停运状态、设备状态评估以及配网风险预警等内容，并可以实现逐级穿透到明细数据。3.3运维管理管控运维管理管控页面主要展示配网抢修、检修以及工程相关的数据，包括停电抢修分析、检修作业分析、供电能力评估、配网工程分析以及辅助决策分析，并可以实现逐级穿透到明细数据。3.4运检指标管控运检指标管控页面主要展示配网规模、运行、检修、工程以及配电自动化相关的指标数据，包括配网规模指标、检修服务指标、配网运行指标、配网检修指标、配电自动化指标以及配网工程指标。3.5应急管理管控应急管理管控页面主要展示配网检修、巡视及抢修等相关作业的数据，包括电网监视、运检作业、停电计划、预警分析以及远程会商等功能。4结束语配网管理智能分析决策系统，实现了配电网运行工况、设备状态、业务管理、指标数据的全景化展示，辅助配电网发展趋势研判、隐患环节定位、运行方式优化调整、供电服务高效指挥，全面提升公司营配调服务资源统筹、事件预警、快速响应和服务管控能力。参考文献：[1]赵江河，陈新，林涛，等.基于智能电网的配电自动化建设[J].电力系统自动化，2012，36（18）∶33-36.[2]史常凯，张波，盛万兴，等.配电网分支线保护的配置与整定[J].电网技术，2016，40（7）∶2206-2211.[3]刘巍，黄曌，李鹏，等.面向智能配电网的大数据统一支撑平台体系与构架[J].电工技术学报，2014，29（S1）∶486-491.