配网数据现状

双供电企业数据现状分析本章通过电力供应企业信息化系统建设和数据现状评估，阐述电力企业进入大数据时代。 同时分析数据质量，指出未来提高的方向引言配电网位于电力系统末端，区域分布广，电网规模大，设备种类多，网络连接多样，运行方式变化等，具有鲜明的特点。 随着城市化建设和电力需求的增加，配电网不断改造和扩展，其规模也在不断扩大，国网公司系统内大部分县级以上配电网规模已经达到百条以上，部分大型城市中压给料器已经达到千条以上。随着配电自动化、电气信息采集等应用系统的普及，有千条馈线的大型配电网会在配电网上产生指数增长的大型异构数据，数据集合的大小达到当前信息学界关注的大型数据水平。 另外，大规模配电网还具有以下特征：1)数据收集多，在各收集点收集相对一定种类的数据，分布在各电压电平上；2 )不同采集点的采样尺度不同，数据截面不同；3 )数据不健全，数据收集中存在误差和泄漏；4 )数据不同包括太阳能发电、风力发电、燃气轮机等分布式电源(分布式发电机、DG )的配电网是有源配电网，分布式电源的渗透给大型配电网的传统分析和计算带来了巨大挑战。 分布式电源接入电网后，提供给电网调度机构的信息至少包括：1)电源的同时连接状态、有效和无效的输出、发电量2 )电源和网点母线电压、频率和注入电力系统的有效电力、无效电力3 )变压器抽头的偏移位置、断路器和隔离开关的状态。 因此，分布式电源接通后，在原来规模大的配电网数据收集中追加了应该收集的数据项目的同时，配电网数据收集的不良性和不确定性也恶化了。随着智能配电网的信息化、自动化、互化水平的提高和物联网的相互渗透与融合，电力企业测量系统内部积累了大量数据。 例如用户的电气数据、计划运行数据、GIS数据、设备的检测和监视数据、故障修理数据等。 除了测量系统之外，电力企业还积累了顾客服务数据、企业管理数据、电力市场数据等众多运营数据。 除了电力公司的内部数据外，还有许多潜在的外部数据源，包括互联网、移动设备GPS和公共服务部门数据库。配网数据分类配电网数据大致分为3种：有源配电网的运行状态和相关监视信息，如网络运行拓扑、分布式电源和设备状态信息，影响分布式电源输出的配电网相关地区天气信息，如光、气温、风速等信息网内用户状态和营销信息，如电动车运行信息通过数据源，如图1所示，智能配电网的数据可以分为电力企业的测定数据、电力企业的运营数据、电力企业的外部数据这3种。 这三种数据相互作用，共同服务于智能配电网的运营和发展。 例如，人口的大规模移动会影响用户的用电量，用户的用电量变化会影响电网的建设规模和运营方式。 用户的用电数据和电网建设数据等可为电力企业制定合理的营销策略，公共服务部门更新区域能源发展规划提供参考。根据数据结构的划分形式，这些数据分为结构化数据和非结构化数据。 结构化数据可以存储在数据库中，以二维表示结构实现的数据的逻辑表示，当分布式能源、电动汽车及其辅助设施以这种形式大部分出现在有源配电网中时，这种类型的数据会显着增加。 对于结构化数据，不能用二维逻辑表现的数据称为非结构化数据。 该部分数据主要包括线路、设备监控照片和视频、设备检修管理等日志信息。 这一部分的数据也在急速增加，19在信息化建设过程中，关系型数据库能够处理的结构化数据约占企业数据的20%，其他80%的非结构化数据无法完全表现在关系型数据库中。 国家电网公司2011年建立了企业级非结构化数据管理平台，制定了辅助管理和规范20。根据数据的实时性，有源配电网的数据分为实时数据、准实时数据、非实时数据。 例如配电网的调度、控制、保护等所需的数据大部分是实时数据，保证配电网正常运行的分散电源等设备的状态监视信息、气象信息等未实时调用的信息被分类为准实时信息，后期用于设备的状态分析和预测的设备运行日志， 监视视频、用户营销信息等信息由于其应用的实时性要求较低，因此为非实时数据。网络数据的现状及存在的问题目前智能配电网数据的利用主要集中在电力企业的测量数据上，对三类数据相互影响的研究还很少，对于电力企业的测量数据，其内涵价值尚未得到系统、深入开发和应用。 今后，分布式电源的大量引进和电动汽车的快速发展，将更多的数据流注入智能配电网的大数据资源池，智能配电网的大数据潜在价值也随着研究和利用而不断出现。网上大数据的特点配电网大数据具有典型的“4V”特征，规模大，类型多，价值密度低，变化快。(1)数据大小。 国家电网通信公司在北京5个地区设置353个智能仪表信息采集点，采集1. 2万个参数，包括频率、电压、电流等，15 min一次采集，每天可产生34 GB的信息。(2)数据类型多。 数据在结构上从包含大量的结构化数据(状态运行信息等)和非结构化数据(视频监视、照片、检查记录文件信息等)的数据应用的种类复盖电流、电压、电量等电量信息、分散电源输出预测中使用的天气信息、用于分析电动汽车用户行为的用户行为记录信息等。(3)价值密度低。 以状态监视量为例，在变压器、分布式电源等连续不间断监视信息中，能够反映设备异常运行状态的信息极少的电动汽车用户数据中，在某用户数年间的充放电时间、电量、行驶区域等大量数据中，只能发现其使用行为的一两个特征。(4)变化速度快。 主动配电网的运行状态不一定，分布式电源的输出不稳定，负载变动性强，因此主动配电网的运行电量信息、拓扑数据等经常发生变化。 有效地存储和利用不断变化的数据需要考虑相关策略。配电网信息化系统智能配电大数据的应用具有丰富的数据源，目前，许多地方城市的配电自动化系统、调度自动化系统、电网气象信息系统、电能质量监控管理系统、生产管理系统、地理信息系统、电力信息采集系统、配电负荷监控系统、负荷控制系统、 有营销业务管理系统、ERP系统、95598呼叫系统、经济社会系统数据等数据源，这些数据源的整体状况如表1所示。 这些数据源包括时间表、运输检验、市场营销等多项管理工作，大部分110 kV和以下多电压级电网监测和信息采集。 从数据源的类型来说，智能配电大数据应用的数据源类型丰富，涵盖配电变电所、配电开关所、电表、电能质量等配电自动化和信息化数据、用户数据和社会经济等数据。经过对配电网关键环节的调查，结合调查内容，包括地理信息系统(GIS )、生产管理信息系统(PMS )、智能公共配电线路在线监测系统、配电线路在线监测系统、用户用电信息采集系统、电力营销业务应用系统、农网剩馀电流保护系统、规划系统81系统数据分类根据配网数据的特点，将各配网相关信息系统的功能项目所包含的数据从基础数据、运行数据、管理数据三个维度进行了组织，为后续的数据评价工作提供了框架基础。1.1 PMS系统数据分类生产管理信息系统(PMS )是国家电网公司生产管理集约化、规范化和精细化的有力工具。 根据系统特点和网络相关数据的推导情况，将数据分为基础数据、管理数据、运行数据三类。(1)基础数据：主要包括设备台帐数据、设备分析数据、配网资源审核数据。图3-1 PMS系统的基础数据整理图(二)运行数据：主要包括配网调度数据、配网故障数据、配网巡回数据、配网检测数据等一系列配网运行时发生的数据。图3-2 PMS系统的动作数据整理图(3)管理数据：主要包括配网系统调度报告数据、系统互动数据、设备活动数据等。图3-3 PMS系统管理数据整理图1.2 GIS系统数据分类“配电GIS系统”以地理背景图、电网拓扑图、地理布线图、电网主题图、配电网运行记录为核心。 根据系统的特征和配网关联数据的导出状况，GIS系统导出的数据都是设备台帐信息，将其全部分类为基础数据，形成图2-1。图3-4 GIS系统的基础数据整理图1.3电力营销业务应用系统的数据分类电力营销业务应用系统是基于“以客户为中心，以市场为中心”的企业核心价值理念，按照“集中化、一体化、标准化”的营销信息化建设规则原则构建的系统。 根据系统特点和网络相关数据的推导情况，将数据分为基础数据、管理数据、运行数据三类。(一)基础数据：主要包括财务数据、电费数据、计量数据、95598呼叫数据等。图3-5电力营销业务应用系统的基础数据整理图(二)管理数据：主要包括计量管理数据、定制查询的管理类数据等。图3-6电力营销业务应用管理数据整理图1.4用户用电信息采集系统的数据分类用户电信息采集系统是采集、处理、实时监测电力用户电信息的系统，实现电信息的自动采集、测量异常监测、电能质量监测、电气分析与管理、相关信息发布等功能。 根据系统特点和网络相关数据的推导情况，将数据分为基础数据、管理数据、运行数据三类。(1)基础数据：主要包括用户信息、相关设备的安装数据、档案数据等。图3-7用户电信息采集系统的基础数据整理图(二)管理数据：主要包括需求方的管理数据、分析数据、质量管理等。图3-8用户电信息采集系统管理数据整理图(3)运行数据：主要包括配变智能终端、智能仪表等收集的一系列数据。图3-9用户使用电气信息收集系统整理数据的图示1.5智能通用配变监测系统的数据分类智能公共配电监控系统是低压配电网运行管理的有力现代化工具。 根据系统特点和网络相关数据的推导情况，将数据分为基础数据、管理数据、运行数据三类。(1)基础数据：主要包括资料数据、终端安装数据、台区数据等。图3-10智能通用配置变更在线监视系统的基础数据整理图(二)管理数据：主要包括安装进度管理数据、系统应用系统分析数据等。图3-11智能公共配电组织在线监控系统的基础和管理数据图(3)运行数据：主要包括配变运行期间智能采集终端采集的一系列数据。图3-12智能通用配置变更在线监视系统的运行数据整理图1.6配电线路在线监测系统的数据分类“配电线在线监视系统”通过设置在10kV的架线路上的“架线型远程数据收集终端”，能够实现线路的运行监视。 根据系统特征和网络相关数据导出情况，图2-3将数据分为基础数据、管理数据、运行数据3类。(1)基础数据：主要包括架空线型远程数据采集终端的台帐类数据、安装类数据。(二)管理数据：主要包括架空线型远程数据采集终端报警分析类数据。(3)运行数据：主要包括架空线型远程数据采集终端运行中发生的线路异常数据、装置异常数据、报警数据等。图3-13配电线在线监视系统的数据整理图1.7农网剩馀电流保护系统的数据分类“农网剩馀电流保护系统”可以实现所有农网的总保护和保存运行监控。 根据系统的特点和数据的导出状况，在图2-2中将数据分为基础数据、管理数据、运行数据三类。(1)基础数据：主要包括剩馀电流动作保护器的台帐类数据、安装类数据。(二)管理数据：主要包括剩馀电流动作保护器的检查数据和安装数据。(3)运转数据：主要包括剩馀电流动作保护器运转中的数据。图3-14农网剩馀电流动作保护器监视系统的数据整理图1.8规划系统的数据分类计划系统目前与网络相关的可导出数据功能只完成网络供电量的状况菜单有关。2系统基础数据流通过组织8个网络相关系统的数据，发现系统之间的数据流关系，流程还可以分成非源数据流和源数据流，数据流可能存在以下问题(1)同种类的数据有可能包含在多个系统中，数据有时不能区别数据的发源，在流程中数据有时不一致。(2)不知道数据是否是源数据，因此在监视时容易以非源数据进行监视，非源数据在处理中有可能存在偏差等问题，监视结果有可能变得不正确。为了正确解决这些问题，整理了配电网遥测数据、远程通信数据、存档数据三种基础数据的流动关系，评价了其监测可行性。2.1整理远程通信数据流配电网中的远程通信数据流比较简单，接着在图3-15中说明了“变电站开关数据”、“10kV线路开关数据”、“10kV配电变压器至低压线路开关数据”的监视状况。图3-15远程信令数据流程图2.2遥测数据关系的整理配电网遥测数据关系流程复杂，基础数据在各系统中的流程关系可视化反映在图3-16中，同时显示了利用基础数据的基本应用和高度应用。(10kV线路电流、环境温度数据：该数据首先流入“配电线在线监测系统”，形成该系统诊断线路异常的基础应用。 其次结合“GIS系统”在“PMS系统”中形成线路超载图形显示的高级应用，同时在“配电线路在线监测系统”中利用邮件报警的高级应用功能，在“PMS系统”中利用网络修复指挥平台。(二) 10kV线路电压、有效、无效数据：线路上未安装电压收集模块，因此当前没有数据。(10kV配电变压器的电流、电压、有效、无效数据：该数据首先形成与“用户电信息采集系统”相关的基本应用，形成与“智能公共变化监测系统”相关的基本应用。 最后结合GIS系统在“智能公变