基于调控大数据分析平台应用的监控质量提升.pdf

中国科技期刊数据库 工业 A 收稿日期：2023 年 12 月 22 日 作者简介：燕艺谋（1991），男，汉族，陕西西安人。-56-基于调控大数据分析平台应用的监控质量提升 燕艺谋 王江华 王 强 孙自宇 姜文臣 国网奎屯供电公司，新疆 奎屯 833200 摘要：摘要：电能质量作为约束电力工业产品的一项重要指标，电力企业发展的核心竞争力以电能质量为核心，优质的电能是国民经济的发展状况的重要指标。国网奎屯供电公司立足奎屯电网发展定位，充分发挥区位优势，全力配合新疆公司做好国家电网公司战略承接及“五大引领示范工程”实施工作，聚焦“战略落地实践”。奎屯地调利用调控大数据分析平台，从海量电网设备监控数据进行深入挖掘分析，评价电网电气设备运行状态与调控业务相结合，实时关注电网电压质量。采取通过充分利用调控大数据分析平台，规范监控数据接口，分析海量原始数据，关联相关信息应用，辅助提升电网监控质量；通过自动采集大规模监控质量数据，针对供电区域负荷特性，结合电压曲线情况，梳理设备存在缺陷，预先控制电网存在的潜在问题；针对不同季节，不同时段，片区负荷特性情况，在负荷突变前，提前进行人工干预；针对电网监控质量所存在的问题，分别从“管理明确、系统固化”两个方面事后管控，取得突破性进展。以保证电网和广大用户电气设备安全经济运行为目的，促进国民经济又好又快发展，提高人民生活质量为目的创新监控质量提升，开展了基于调控大数据分析平台应用的监控质量提升的调度管理探索。关键词：关键词：电力系统；智能电网；调控大数据技术 中图分类号：中图分类号：TM734 1 目标及工作概述 利用调控大数据分析平台的海量电网设备监控数据进行深入挖掘分析，通过评价电网电气设备运行状态与调控业务相结合，实时关注电网电压质量，提升电网电能质量和电网安全稳定经济运行为目的，促进国民经济又好又快发展。明确目标规划是确保深化应用管理成果有序推进和可持续运作的前提。以“应用深化、管理转变、手段创新”作为整体工作思路。在公司智能电网建设成果的基础上，通过调控大数据分析平台对电网电压质量、设备缺陷等数据进行分析整合，了解电网运行设备的存在的潜在问题，对可能存在的设备安全隐患，电压质量的变化趋势，通过人为干预和事后管控解决电网监控管理中存在的问题，实现电网设备安全稳定经济运行。2 主要做法 2.1 引入技术支撑，开展数据融合 调控大数据分析平台包含智能调度控制系统、调度运行管理系统、气象系统等包含了丰富的变电站设备运行信息，对海量原始数据进行挖掘，可以转换成有用的预警信息和知识经验，提高电网、设备运行状态和趋势的可观性、可控性和预见性。通过规范变电站监控数据接口，实现变电站监控数据源端维护、即插即用，实现设备履历与设备缺陷、告警信息等的关联应用。研究基于大数据技术的设备监控运行状态预测技术，构建面向电网监控业务的设备异常趋势智能预警体系，实现设备故障预警与主动处置，提高监控运行分析和设备掌控能力，发挥调控大数据平台对电网运行智能管控的支撑作用。系统功能：电压监视业务、信息监控业务、缺陷判定业务、事故分析业务、操作监视业务、家族性缺陷业务、设备缺陷及故障预警业务等。大数据平台：大数据挖掘技术、三维全景技术、缺陷判定业务、大数据标签技术应用、监控信息定值化等。数据中心：调控云平、OMS 系统、D5000 主配调一体化系统、气象系统等。2.2 深化平台应用，保障电网运行 调控大数据系统主要包含数据对比统计分析中心、设备趋势性故障预警中心、运行检索中心以及全景展示中心。中国科技期刊数据库 工业 A-57-数据对比统计分析中心实现业务数据的集中统计与建模挖掘功能。设备趋势性故障预警中心保护数量趋势预警挖掘、信息趋势预警挖掘、故障异常信息关联关系挖掘、家族性缺陷趋势预警挖掘等功能，实现运行设备的趋势性预警。运行检索中心实现设备台帐、设备缺陷、设备告警信息的高效检索。全景展示中心采用可视化技术展示全网监控相关业务情况。2.3 着力调控大数据分析，提高监控质量 依托调控大数据平台中的数据对比统计分析中心，通过对电网设备中影响电压质量的主变、无功补偿装置设备进行海量数据分析，梳理电网设备存在的缺陷隐患，主变档位动作次数，无功补偿装置投运时长，线路无功传输情况等分析。优化 AVC 策略，人为主动干预实现电网监控质量提升。2.3.1 关注电压发展趋势，梳理设备缺陷 利用调控大数据分析平台的电压分析模块，针对供电区域内，电压负荷特性情况，进行季节性负荷趋势判定。结合电压曲线情况，筛选出电压质量不高，频繁越限的变电站，进行深入分析，找出症结，制定相应的技术整改措施，通过人工干预和优化AVC策略，实现提前预控，保证电网监控电压质量提升。针对影响电网监控电压的设备，如主变、无功补偿装置电容器、电抗器因缺陷原因导致长期无法投运的设备。由调控中心及时梳理相关设备缺陷，针对已发缺陷的设备，缺陷管理专责及时督促消缺，确保缺陷闭环管理，实现电网监控精益化管理，保障电网电压可控可调。2.3.2 优化 AVC 策略，提高电压自动控制精准率 地区电网电压无功补偿采取“分层分区，就地平衡”的管控模式。根据无功平衡的局域性和分散性，AVC 对地区电网电压无功分层分区控制，使其自动控制在空间上解耦。AVC 数据库模型定义了厂站、电压监测点（母线）、控制设备（电容器、变压器）等记录，并根据网络拓扑实时跟踪方式变化，进行动态分区，以220kV 枢纽变电站为中心，将整个电网分成若干彼此间无功电压电气耦合度很弱的区域电网。AVC 根据电网电压无功空间分布状态自动选择控制模式并使各种控制模式自适应协调配合，实现全网优化电压调节。优先顺序是“区域电压控制”“电压校正控制”“区域无功控制”。区域电压偏低（高）时采用“区域电压控制”，快速校正或优化群体电压水平；越限状态下采用“电压校正控制”，保证节点电压合格；全网电压合格时考虑经济运行，采用“区域无功控制”。实现无功电压自动控制精准快速，保证电网监控电压质量提升。2.3.3 人工判定，提前干预 调度人员提前进行电压的预判，针对不同季节，不同时段，片区负荷特性情况，在负荷高峰时段来临前，提前进行人工干预，通过投退无功补偿装置，调整主变分接开关实现全网电压的预先调整，确保在负荷高峰来临前，提前将电压调整至合格范围内，防止负荷的突然变化，导致电压不合格情况的发生。2.4 深化组织结构，明确分工管理 通过调控数据大数据平台应用分析，针对电网监控质量所存在的些许问题，如电压质量数据管理不集中、信息化水平不一致、基础管理水平差异大等现状，进行了核查、统计，并对此作出了针对性的措施并整改与完善，分别从“管理明确、系统固化”两个方面，完善电压质量监督管理架构。一是强化电网监控管理组织保障。由调控中心统一协调各部门。地区调控班为电网监控质量管理分析实施监督部门，自动化和方式负责电网监控质量的协调配合。二是为了强化电网监控质量专业化管理主体责任，实施方案要周密考虑可能出现的各种问题，通过明确各部门电网监控专业化管理职责，明确分工、落实责任，做到落实地区调控班各值监控职责，进行电网监控质量保证体系责任分工，细化到各个班组个人。通过建立电网监控质量绩效评价的监测模型，对电网监控质量进行周期性数据分析，通过数据对比，变化状态及趋势，进行精确性的定位，并针对具体细节来查找影响电网监控质量水平的管理短板和潜在风险，从而制定并实施针对性改进措施。三是以调控大数据分析系统为平台，固化电网监控质量督管理工作流程和要求，充分利用关联分析、趋势分析等大数据分析思路，深入挖掘电网监控质量中国科技期刊数据库 工业 A-58-数据的潜在价值，形成有效的综合分析机制，服务于公司，以达到不断提升安全可靠供电和优质服务的目的。2.4.1 地区调控班开展电网监控电压数据综合治理 公司极个别变电站存在负荷和无功补偿装置配比严重失衡情况，本站的无功补偿装置容量远小于实际运行过程中所需的无功容量，导致线路进行无功长距离传输。主变也存在主变无法调档情况的发生，主变调档油位过低、无档位控制器等缺陷，导致无法实现变电站内就地电压调整。无功补偿装置也同样存在类似的缺陷，使得电网监控电压质量略有下降。结合供电电压数据质量问题，地区调控班同运检部对供电电压监测点台账进行梳理，确保系统中监测点台账数据与现场电压监测仪一致，提升供电电压数据接入完整性。同时对供电电压、主配网设施台账等集成数据接入的完整性、及时性、有效性进行监控，提升数据质量。2.4.2 方式组和自动化组协同配合地区调控班 根据无功平衡的局域性和分散性，AVC 对地区电网电压无功分层分区控制，使其自动控制在空间上解耦。AVC 数据库模型定义了厂站、电压监测点（母线）、控制设备（电容器、变压器）等记录，并根据网络拓扑实时跟踪方式变化，进行动态分区，以 220kV 枢纽变电站为中心，将整个电网分成若干彼此间无功电压电气耦合度很弱的区域电网。方式组和自动化组根据地区调控班反馈的部分特殊变电站，方式制定针对性 AVC策略并实时跟进和更新策略。自动化负责将 AVC 策略下发至 OPEN3000 系统，这样 AVC 的动作精准率会显著提高。5 完善管理策略，优化管理，强化各部门协调能力 5.1 加强监测点的管理 为了保证电网监控电压质量，对监测点的选择，做到了覆盖率 100%，对重要负荷点的选择上，例如负荷较大的变台、较大负荷线路的末端、以及分支点处设立重点监测区，加以实现重点监测，并安排人员定期去重点监测区的用户处进行访问，做到与用户及时沟通，可以与营销部门及时配合，在用户上交电费时，可以及时与用户交流用电情况，做到及时反馈用电信息，对用户反应的用电问题做到“三个及时”：及时记录、及时上报、及时解决，并添加重点监测区域，体现了国家电网公司“你用电，我用心”的服务宗旨，做到更好的服务于用户。使各项电网监控电压管理工作均处在有效的管理和监控之下，全面提升电网监控电压质量监督管理系统的敏捷性，使应变更灵敏、决策更准确、管理更高效。5.2 优化各部门间的“接口”各部门间相互协调管理，生产、营销、调度各业务系统之间的关系接口进行进一步优化，当用户上交电费时，与用户间进行友好的慰问，做到及时反馈用户信息，把用户所反映的信息进行记录、汇总、及时上报给相关部门，及时与生产部门相沟通，生产部门及时解决用户问题的同时，在常出现问题的用户处增加监测点，并与调度部门相沟通，各部门做到相互协调、相互沟通、及时相互共享用户信息，以用户的实际用电质量需求为基准，建立各部门之间的纽带关系，更好的为用户用电需求服务。在实现数据共享的同时，做到实现各项业务之间的互联互通，有效打破专业壁垒，不断强化专业协同，持续夯实管理基础。以可靠性数据为载体，实施台帐数据的梳理对应工作，解决台帐数据重复录入的问题。有效理清各专业间的数据线条与工作界面，实现电网监控电压质量信息的集中采集和在线监测，消除专业条块管理中的盲区与死角。5.3 部门间协同管理的优势 由于调控大数据分析平台的应用极大减少了手工录入信息，节约了人力资源，提高了自动化程度，大大提高了电网监控质量电压数据周期性分析力度，针对存在的些许问题不断优化。提升智能化应用水平，形成规范化的应用模式，保障电网监控电压监督管理的有效性。通过提高调控大数据分析平台的利用率，高度整合、统计分析各业务之中产生的数据，为电网监控电压监督综合管控提供第一手信息，有效运用电压质量指标体系和分析模型，开展设备家族缺陷、故障原因追溯、资产健康水平等多维度分析，优化各专业业务流程，促进各专业管理工作提升。6 落实监控责任制，提升监控质量 为了强化监控职责的主体责任落实，地区调控班每值采取分站到人的方法，每个站都有监控设备主人。每值值班期间按照值长、主值及副值调度员的岗位配中国科技期刊数据库 工业 A-59-置对变电站进行按岗分配，值长负责 220 千伏变电站的监控业务，主值负责 110 千伏变电站的监控业务，副值负责 35 千伏变电站的监控业务。变电站的设备监控主人要负责所辖变电站的各类监控信息，无功电压调整以及监控缺陷跟踪等业务。明确分工，落实责任。值班期间，变电站监控设备主人应当及时发现异常监控信息并确认，严格按照监控信息处理流程进行处理，及时进行电压调整，调整电压时，各监控设备主人要关注上下级变电站电压情况，确保电压调整合理，提高电网监控的质量。对变电站监控缺陷进行实时追踪，要密切掌握缺陷的处理情况，对于消缺进程缓慢的缺陷，应当及时沟通处理，确保缺陷能够在规定时间内消除，保证电网的安全稳定运行。监控职责责任制的落实让调控员在值班期间加强责任心，开展监控业务时，互通互助，相互配合。7 数据评价，考核奖励机制确保 实施严格的奖惩制度，在监控管理的过程中，制定奖惩机制具有一定的必要性，这样可以更好提升监控质量。对于没有遵守规定的工作人员，要对其采取适当的惩罚，给其他员工起到警示的作用。对于自觉遵守规定，并完成监控职责工作的人员，要进行表扬，并给予适当的激励，使其成为正能量的榜样，激发其他员工的工作热情，确保监控职责落实到个人。主要从三个方面制定考核奖励机制：（1）根据大数据分析评判无功电压调节的及时性。（2）根据大数据分析评判监控信息确认的及时性。（3）根据大数据分析评判设备主人对监控缺陷是否进行闭环管理。8 应用效果（1）通过调控大数据分析平台应用，充分利用智能采集装置、自动化设备的数据采集功能，使供电可靠性得到保障。（2）可全面实时展现电网运行状态与趋势，实现可观性、可控性，科学分析变电站无功补偿装置无功容量配置情况是否与实际的补偿是否合理，配置不合理的无功补偿装置告知相关单位予以重新配置，有效提高了电网电压合格率，提升电压质量。（3）有效提高电网运行质量，2021 年第二季度比上季度供电电压越限次数同比减少 22.3%，用户电压质量有效提升。（4）便于开展效益测算，有效支撑电网投资后评价，合理优化投资方向，达到精准投资的目的。（5）强化监控职责的主体责任落实，按值履责，提升员工的责任意识，提高电网监控的质量。（6）归纳总结电网运行及相关指标运行规律，对所负责区域的电网进行构建风险评估，合理有效制定风险预控措施。（7）提高了监控工作效率和工作精度，全景展示和动态跟踪监控，详细分析计算，及时反馈各项指标数据，减少了手工录入信息，节省人力资源，有效提高统计分析效率。（8）实时掌握缺陷的处理情况，确保缺陷快速消除，避免电网设备长时间带病运行，保证电网的安全稳定运行。（9）调控员可及时对重要断面、潮流、电压等进行监视和精准控制。有效提高统计分析分析效率，可以通过系统数据完成各类报表的报送，提高工作效率。（10）根据负荷特性及系统气象系统，准确定性电网风险等级，合理有效制定风险预控措施。参考文献 1赵云山,刘焕焕.大数据技术在电力行业的应用研究J.电信科学,2014,4(65):7.2李贵兵,罗洪.大数据下的智能数据分析技术研究J.科技资讯,2013(89):780.3陈旭,张勇军,黄向敏.主动配电网背景下无功电压控制方法综述J.电力系统自动化,2016(1):32.4辛耀中,石俊杰,周京阳,等.智能电网调度控制系统现状与技术展望J.电力系统自动化,2015,11(54):120.5陈飞,刘东,陈云辉.主动配电网电压分层协调控制策略J.电力系统自动化,2015(9):8.6赵登福,司喆,杨靖,等.新型变电站电压无功综合控制装置的研制J.电网技术,2000(3):001.7从荣刚.自然灾害对中国电力系统的影响(文献综述)J.西华大学学报(自然科学版),2013,6(3):8.