探究電力大數據背景下的電網規(guī)劃

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

 

摘要：隨著民經濟的飛速發(fā)展，中電力工業(yè)取得了進步，電力行業(yè)貿易數據的增長率也在不斷提高，這也意味著電力行業(yè)正在逐漸步入大數據時代。在大數據環(huán)境中應用能源數據對能源行業(yè)的發(fā)展具有決定性影響。只有深入研究能源數據的應用，我們才能了解能源行業(yè)的發(fā)展景。特別是由于電力需求的增長和科學技術的發(fā)展，大量數據在支持網絡設計、為安全運行和穩(wěn)定智能電網創(chuàng)造條件方面發(fā)揮著重要作用。因此，本文主要關注大數據環(huán)境下的電氣網絡設計系統(tǒng)的創(chuàng)新和大電氣數據背景下的網絡設計策略。

關鍵詞：大數據；智能電網；電網規(guī)劃

 

        智能電網的使用和開發(fā)已大大改善了運輸過程中的電氣穩(wěn)定性，并適當地彌補了先電網的缺點。智能網絡的實際操作經常會引起很多問題，如覆蓋范圍大和遮蓋區(qū)域模糊，因此，利益相關者需要在未來的工作中逐步化這些問題。可見，在實踐中，在電力大數據的背景下進行電網規(guī)劃討論具有實際意義。

 

        近年來，互聯(lián)網技術在電力領域的使用變得越來越廣泛。隨著公司信息化程度的提高，在不同業(yè)務流程中產生的信息量非常巨大。

 

1.2 不同類型的數據

        在電力生產中會出現(xiàn)不同類型的數據，可以按生產方式分為設備監(jiān)視數據、電網狀態(tài)信息數據和實時采樣數據這三種類型，還可以按生產線的不同氛圍有發(fā)電側產生的數據、輸變電側產生的數據和用電側產生的數據。

 

1.3 價值潛力大

        電網數據反映了電力行業(yè)的規(guī)律特征。通過正確的技術分析來探索大數據下，能夠從這些數據中獲得巨大的潛在價值，如社會經濟價值。

 

1.4 處理速度

        數據處理技術的不斷發(fā)展和信息化水平不斷地提高，使電力公司在電力調試、設備運作等方面加快了數據處理的速度。

 

        隨著我經濟的持續(xù)發(fā)展，電網設計的思想和方法已經過時，因此，電力公司應積極探索與電力大數據背景相匹配的網絡規(guī)劃系統(tǒng)。公司需要積極尋找與其大規(guī)模知識背景相匹配的電網規(guī)劃系統(tǒng)，確保在競爭激烈的市場中處于不敗之地。設計系統(tǒng)通常由三個部分組成，即數據收集，數據處理和應用程序。通過靈活地使用大量數據來滿足網絡部署需求和運營的能力，其運作的核心是大力開展一系列規(guī)劃工作，包括智能電網編程、用戶交互以及為提高智能電網部署的實際價值而作出的努力。這樣做的結果，可以避免業(yè)務風險。

 

2.2.1電網規(guī)劃體系中的數據獲取功能

        數據收集功能的重要功能是收集相關信息，例如，地理數據和電力能源需求。與傳統(tǒng)的手工測量和數據收集模式相比，地理信息的收集主要由相關人員使用無人機航測、雷達測量和其他技術完成。其具有許多勢，如操作簡便、工作量高，從而可以形成大量的電力數據，以提供足夠的保護。

對于網絡管理的數據和信息，實際上是通過一系列方法獲得的。例如，有關部門和相關領域的數據傳輸和存儲，為培訓和運用大數據能力打下了堅實的基礎。對于如何從用戶那里獲取電力需求數據這一問題，主要是通過反饋平臺和相關的收集平臺，沒有專門設計來獲取此信息的技術。

 

2.2.2 電網規(guī)劃體系中的數據處理功能

        通過不斷地改進以及計算機存儲技術和索引機制技術的應用，多年來，網絡設計系統(tǒng)中包含的數據處理功能得到了顯著改善。由于速度較慢，數據失真也大大降低了。數據處理通常包括以下幾個階段：

        一階段，主要是數據清理和糾正，是錯誤信息的檢索。

        二階段，功能的獲取，主要是各種特征的總結不同數據的詳細信息；

        三階段，檢查從數據獲得的信息之間的關系，進行關聯(lián)分析；

        后，基于數據理解標準對勘探預測進行詳細分析，以提高數據效率。

 

        為了中電力工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，智能電網和物聯(lián)網等相關領域取得了發(fā)展。大數據功能和數據顯示出快速增長的趨勢。大量的快速處理速度、各種數據、高實用價值、高精度的特點與電力生產、變電站、能源有關。顯然，參與大容量網絡設計的電力公司可以與員工聯(lián)系，以了解從生產到應用的各種網絡問題，然后采取適當的措施來進行糾正，這對于促進電力公司的健康發(fā)展會產生積極影響。

 

        *，數據收集方法的準確性與參與數據和相關接收的人員的價值密切相關。智能數據收集方法有許多點，例如，可用性和速度靈活性，可以提高利益相關者的數據收集水平。因此，依據經驗，可以使用無人機技術、GPS 定位技術、遙感技術等數據收集方法將大量相關數據存儲為電力，那么技術人員只需要盡可能盡快收集并獲取相關數據。

 

        在當趨勢下，將能源大數據傳播到電網設計中的速度比處理相關個人數據要快得多。因此，在使用大量提取數據資源的過程中，存在不能*使用數據資源的問題。所以，為了提高能源公司的網絡設計系統(tǒng)的工作水平，有必要積極學內外的新處理技術。例如，受影響的人員可以將光纖和傳感器技術滲透到大規(guī)模計算模塊中，以較大程度地發(fā)揮其處理大量數據的能力，并穩(wěn)定智能網絡設計中隔離數據的位置。

 

        在網絡設計中輸入大量數據的電力公司需要使用針對性的新技術來提供適當的保護和運行機制。如果要提高人才素質，則需要化管理機制。

        先，電力公司開發(fā)了一種實用的機制來管理大數據，以充分利用內和內的數據來確保數據信息的可靠性。例如，通過定義一個機密系統(tǒng)，公用事業(yè)可以幫助受影響的員工在數據處理中采取有效措施，防止數據泄漏和丟失，并改善數據信息的完整性。

        其次，電力公司可以及時進行類似的活動。例如，采用培訓手段引進復雜的技術，較大程度上提高所有相關人員的能力，并盡可能利用存儲在大數據集中的價值電能。

 

        大數據在電網中的使用有著巨大的商業(yè)價值與社會價值，發(fā)掘電力數據的價值是一個機會。在智能電網與能源同步傳輸的基礎上，促進了能源和信息技術的緊密結合，并在能源、數據運作體系的支持下進行能源網絡管理。

大數據電網可以在實現(xiàn)智能用電管理同時，有效提高能源效率。因此，用戶可以通過耗電數據、實時電價等了解實時數據，可以有效地回收和使用能量。

        電網統(tǒng)籌量范圍廣泛且財務管理的難度也較為復雜，同時需要大量的基本信息數據，這是大數據的勢。使用大數據信息技術可以讓電力資產管理系統(tǒng)、模塊和信息交互等方面提高，大大改善電力資產管理水平。

此外，在數據來源方面，大部分數據的開放程度較低，并且很難收集；在數據質量方面，電子行業(yè)中數據收集的程度、相關性、完整性和一致性尚未達到理想水平，需要進一步改進并持續(xù)完善。

 

        按照家電網公司的統(tǒng)計，10kV及以上供電電壓等級的工商業(yè)用戶有200萬戶以上，此類“用戶側變配電所”產權歸電力用戶所有（工商企業(yè)、住宅小區(qū)、學校、醫(yī)院等），雖然數量眾多，但是日常的運行維護工作比較傳統(tǒng)，普遍存在以下痛點：

人工成本高：人工巡視、紙質記錄、溝通，缺乏智能化的手段

　　工作效率低：巡視頻率低、巡檢任務無法定位、巡檢過程不標準規(guī)范、巡檢缺陷缺乏閉環(huán)跟蹤；

　　安全隱患：有些用電單位無專業(yè)維護電工、無法即時排查電氣隱患、隱蔽工程隱患檢查難等難題；

搶修時間長：變電所設備種類較多，在分布上也比較分散，無法即時識別和定位故障信息，需要用戶通知后到現(xiàn)場確認；

運行大數據缺少分析：有些用戶未有數據匯總分析平臺，甚至未安裝電力儀表導致運維人員對現(xiàn)場電力參數信息不了解，無法確定電力系統(tǒng)是否正常運行。

 

 

 

        我司的運維平臺綜合運用綜合保護裝置、多功能電力儀表、母排及線纜測溫裝置、 變壓器溫控儀、視頻攝像頭、水浸煙霧、溫濕度、門磁等多種傳感器統(tǒng)一接入變電所現(xiàn)場的邊緣計算網關，經邊緣計算網關將數據封裝、壓縮、加密后上傳至云平臺。實時集中監(jiān)測所有變電所用電情況、統(tǒng)一調度運維巡檢安排，線上線下聯(lián)動；實現(xiàn)用戶側變配電所的24小時無人值守，全面監(jiān)測各配電回路運行狀態(tài)，即時定位故障，降低安全風險。通過手機APP下發(fā)運維任務到人員手機上，并通過GPS跟蹤運維執(zhí)行過程。將企業(yè)集團/高等院校內廣泛分布的變電所集中統(tǒng)一管理，提高運維效率、提高故障響應速度，即時發(fā)現(xiàn)運行缺陷并做消缺處理。為售電企業(yè)提供電能集抄服務，即時掌握用戶用電量情況，避免偏差考核；響應泛在電力物聯(lián)網的政策，增加客戶粘性，為后期的增值服務開展做準備。

 

 

5.6.1 AM5SE系列微機綜合保護裝置

功能：

        （1）保護功能：主變差動保護功能、主變后備保護、三段式過流帶方向帶電壓閉鎖、三段式過流、序電流保護、過電壓、

        （2）低電壓保護、大功率電機保護、高壓電動機綜合保護、PT并列功能、非電量保護、并網逆功率保護、檢同期功能

        （3）測量功能：保護電流、測量電流、序電流、母線電壓、序電壓4-20MA輸出、直流測量

        （4）通訊功能：提供RS485通訊接口，RS232維護接口，IRIG-B對時接口、USB升級接口，RJ45網口接口

        （5）故障錄波功能：保護動作時觸發(fā)錄波，可以記錄故障8個周波后四個周波的數據

        （6）控制回路：自帶操作回路，防跳功能

        （7）GPS校時功能：提供時鐘同步接口，接收GPS校時信號

應用：

        35kV及以下電壓等級的變配電站及設備的保護測控功能，至少包括35kV進線/主變壓器（一般容量2000kVA以上）/PT/母聯(lián)、10kV進線/饋線/配電變壓器（一般容量2000kVA以下）/高壓電動機/高壓電容器/母聯(lián)/PT等設備的保護和自動控制功能

 

5.6.2 ASD300系列智能操控裝置

功能:

        （1）一次動態(tài)模擬圖指示及自檢帶電顯示、閉鎖及自檢

        （2）核相、強制加熱、強制照明

        （3）語音防誤提示

        （4）人體感應及柜內照明、已帶電語音播報

        （5）分合閘、遠方就地、儲能轉換開關

        （6）分合閘回路完好指示/電壓測量

        （7）預分預合閃光指示

        （8）斷路器分合次數統(tǒng)計

        （9）RS485串行通訊接口

        （10）開關柜節(jié)點無線測溫

        （11）全電參量測量U,I,P,Q,f,PF,Ep,Eq

應用：

        35KV高壓及以下中置柜，手車柜，環(huán)網柜

 

5.6.3 ARTM-Pn無線測溫裝置

功能：

（1）接收多60個ATE100/200/300/400

（2）3U3I電參量測量

（3）實時測溫功能

（4）RS485通訊接口，通過標準的MODBUSRTU協(xié)議實現(xiàn)組網功能

（5）具備自檢功能

（6）超溫、高溫、相間溫差報警、溫度突變量告警功能

應用：

        變電站、配電室、箱變等

 

5.6.4 APM810系列多功能電力儀表

功能：

        （1）準確度等級：有功電能0.5S級，無功電能2級

        （2）測量功能：三相電壓、三相電流、分相及總有功功率、分相及總無功功率、分相及總視在功率、分相及總功率因數、頻率、需量

        （3）電能計量：分相及總雙向電能、四象限無功電能

        （4）電能質量監(jiān)測：2-63次分次諧波、總（奇、偶）諧波測量、電壓波峰系數、波峰因子、電流K系數測量

        （5）輸入輸出：2路開關量輸出（選配MD82模塊多可擴至8路）及2路開關量輸入（選配MD82模塊多可擴至26路），開關量輸出可配置為報警輸出或遠程遙控，DO用作報警輸出時可自由關聯(lián)報警內容

        （6）SD卡存儲功能：用于電參量、電能、諧波等數據定時存儲，波形存儲等功能

應用：

        適用于電力系統(tǒng)、工礦企業(yè)、公用設施、智能大廈等需要電力監(jiān)控的場合

 

5.6.5 DTSD1352導軌式電能表

功能：

        （1）測量功能：三相電流、電壓、功率、頻率、總正反向有功電能統(tǒng)計、總正反向無功電能統(tǒng)計；

        （2）準確級精度：有功0.5S

        （3）電流信號接入：直接接入10（80)A經CT接入1（6）A

        （4）電壓信號：100V380V

        （5）通信：RS485接口，支持MODBUS-RTU或者DL/T645通訊協(xié)議

應用：

        適用于機關和大型公建中對電能的分項計量，也可用于企事業(yè)單位作電能管理考核。

 

5.6.6 ADW300無線智能儀表

功能：

        （1）測量功能：三相電流、電壓、功率、頻率、總正反向有功電能統(tǒng)計、總正反向無功電能統(tǒng)計；

        （2）電能質量：電壓、電流不平衡度，電壓、電流總諧波及2-31分次諧波

        （3）需量：大電流、功率需量及實時電流，功率需量

        （4）準確級精度：0.5s級ADW300外置互感器型1級

        （5）電流信號規(guī)格：100A輸入，經互感器輸入，5A二次互感接入

        （6）通訊方式：RS485、LORA無線通訊、NB-IOT無線通訊、4G無線通訊

應用：

        ADW300方便用戶進行用電監(jiān)測、集抄和管理，可靈活安裝在配電箱中，可用于電力運維、環(huán)保監(jiān)管等在線監(jiān)測類平臺中。

 

5.6.7 ARCM300系列電氣火災監(jiān)控儀表

功能：

        （1）測量：單回路剩余電流、4路溫度、電壓、電流、功率、頻率、功率因數、視在電能、四象限電能

        （2）保護：剩余電流、溫度、過流等

        （3）報警：聲光報警，支持消音、復位操作

        （4）開關量：1路繼電器輸出、4路開關量輸入

        （5）通訊方式：RS485、NB-IOT無線通訊、4G無線通訊

應用：

        適用于智能樓宇、高層公寓、賓館、飯店、商廈、工礦企業(yè)、家重點消防單位以及石油化工、文教衛(wèi)生、金融、電信等領域。

 

5.6.8 ANET智能網關

功能：

        （1）數據采集（支持串口、以太網，只需配置即可兼容支持標準電力規(guī)約的各類儀表）

        （2）數據上傳（支持往上海分類分項能耗平臺、寧夏電力需求側平臺、江蘇電力運維平臺、浙江電力運維平臺上傳數據）

        （3）邊緣計算（靈活的報警閾值設置、主動上傳報警信息、數據合并計算、斷點續(xù)傳、數據加密、4G路由）

        （4）遠程管理（遠程配置、遠程升級、遠程監(jiān)視）

應用：

        泛在電力物聯(lián)網、能耗系統(tǒng)平臺、電力需求側管理平臺、三方云平臺、預付費系統(tǒng)、運維系統(tǒng)平臺、電力監(jiān)控平臺、能源綜合管理平臺

 

        為電力運維企業(yè)提供線上運維服務平臺，實時集中監(jiān)測所有變電所用電情況、統(tǒng)一調度運維巡檢安排，線上線下聯(lián)動。

將企業(yè)集團/高等院校內廣泛分布的變電所集中統(tǒng)一管理，提高運維效率、提高故障響應速度；

響應泛在電力物聯(lián)網的政策，增加客戶粘性，為后期的增值服務開展做準備；

為售電企業(yè)提供電能集抄服務，即時掌握用戶用電量情況，避免偏差考核；

 

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總之，本文討論了大數據環(huán)境中網絡設計系統(tǒng)創(chuàng)新和大數據環(huán)境中網絡設計策略的兩個方面。相信大數據已進入網絡計劃，增強相關電力公司效用對網絡設計的規(guī)范化具有積極影響。尤其應向員工在未來的工作中提供有關電力學習的知識，并引導其為中電力公司的健康發(fā)展做出貢獻。同時，大數據改變和重構產業(yè)的模式與價值功能，為智能電網在能源發(fā)展提供了新的思路與方法，并為推動我電網的智能化、信息化和現(xiàn)代化的持續(xù)發(fā)展作出了應有的貢獻。 

 

[1]陳紅,蘇運東,付婷,羅義旺,李金湖,林永輝．試論電力大數據在電網規(guī)劃中的運用[J]．現(xiàn)代信息科技,2018,002(009):101-102.

[2]田力.電力大數據背景下的電網規(guī)劃研究[J].產業(yè)創(chuàng)新研究,2020(20):94-95.

[3]安科瑞企業(yè)微電網設計與應用手冊.2020.06版.