开展大数据量化分析 提升配电网运维精准性

开展大数据量化分析提升配电网运维精准性

摘要】针对配电网薄弱、智能化程度不高的问题，通过挖掘多个系统的数据，

深入挖掘数据价值，推动数据共享，为规划设计、电网建设、运维管理提供有效

支撑。

一、面临的形势

当前，特高压和配电网“两头薄弱”是制约供电能力提升的关键问题，尤其是

配电网薄弱、智能化程度不高，严重影响电网智能化、自愈化程度。发展配电网

是当务之急，要提高投入产出效率，集中解决突出问题。国家能源局制定的《配

电网建设改造行动计划2015－2020年》，提出“十三五”期间投资全国配电网建设改造投资不低于1.7万亿元。各级电力管理部门、电力企业持续加大资金投入，

对配电网规划、建设、运行、管理、标准等各环节提出了更高的要求，配电网运

行效率和投资效益显著提升。因为配电网面向用户、涉及环节多、数据海量，引

入大数据分析是提升配电网精准运维的必然选择。

二、解决的思路

针对配电网运营数据涉及范围广、设备数量巨大、数据频次要求高等特点，

使用大数据挖掘技术，构建配电网运行效率和供电能力模型，实现配电网运行效率、投资效益等方面的量化评价，为配电网从规划设计，到运行维护、线路改造

等多个专业部门提供量化分析支撑，有效提升投资精准化和管理精益化水平，推

动配电网发展方式由重视数量和质量逐步向关注效率和效益的转变，助力现代配

电网建设进程。通过结构化数据平台和海量数据平台，接入PMS、EMS、营销业务、用电信息采集等业务系统中配电网设备档案及运行类明细数据。基于业务明

细数据，构建配电网供电能力和运行效率的大数据评价模型，按照供电区、功能区，电压等级、设备类型开展供电能力、运行效率等内容的数据挖掘。打开各专

业系统的“信息孤岛”，推动系统间数据的融合和共享，实现配电网全量设备及系

统运行效率、供电能力的准实时计算与监测，为配电网管理提供量化分析支撑；

通过运用大数据挖掘技术，深入挖掘配电网运营精益化管理的相关影响因素，预

判配电网运行和发展趋势，为规划设计、采购建设、运行检修等业务提供辅助支持，促进配电网规划、建设及改造更加科学化和规范化。

三、采取的措施

大数据分析的核心是从海量数据中挖掘出隐含的、未知的、对决策有潜在价

值的信息，并用这些信息和规则构建模型，提供预测性决策支持的方法、工具和

过程。

（一）构建量化分析评价模型

针对配电网缺乏供电能力及运行效率量化分析的现状，构建统筹考虑安全性、可靠性、经济性的配电网供电能力和运行效率分析模型。将模型分为三个层次，

分别为单体设备的供电能力及运行效率、同层设备总体的供电能力及运行效率和

配电系统的供电能力及运行效率。以单个设备的配电网供电能力和运行效率评价

模型为基础，建立同层设备总体及配电系统整体的供电能力和运行效率评价模型，从而形成一套完整的配电网供电能力与运行效率评价指标体系。实现综合设备物

理属性、资产价值、电网结构、运行特性等，能够量化110千伏及以下配电网运

营效率和供电能力，反映投入产出水平；模型涵盖从单体设备、同层设备到整个

配电系统，能准确定位到存在问题的具体区域、具体层级、具体设备，涉及设备

容量、运行数据等业务系统字段，具有较强的系统性、针对性和可操作性。运营

效率和供电能力构成评价电网运营情况的两类指标，运营效率关注整个评价周期

内的设备利用情况，如图1中蓝色面积区域；供电能力则关注最大负荷时刻设备

的供电裕度情况，如图1中最大负荷时点设备供电裕度情况，两项指标反映设备

运营的不同方面，起到互为补充的作用。

图1：运营效率和供电能力评价

（二）推动跨业务数据接入

利用结构化和海量数据中心，接入生产管理系统（PMS）、调度应用管理系

统（EMS）、营销业务、用电采集等业务系统的电网设备档案数据和运行类明细

数据（其中，高压线、主变、中压线路数据频度为5分钟，配变数据频度为15

分钟）。通过跨业务系统数据接入，基于SG_UAP平台，推动系统间数据的融合

和共享，实现电网全量设备及系统运营效率、供电能力的计算和监测。经过配电

网运行效率综合评价模型的构建、优化、验证与应用等一系列工作成果表明，模

型能够从点到面、从定性到定量、从静态到动态地对配电网运行效率进行评价与

分析，准确定位配电网效率和供电能力存在问题的具体区域、具体设备层级、具

体设备，有助于提高配电网运行管理方面的精益化水平，促进配电网发展方式由

重视数量和质量向关注效率和效益转变。

（三）推广应用大数据分析技术

一方面，建立配网指标风险预警网络。利用大数据挖掘技术发掘配电网各指

标间潜在的关联关系，据此建立配网指标风险预警网络，一旦发现指标异动，其

关联的其他指标自动提前预警，达到牵一发而动全身的效果。比如各层级配变、

线路、开关的供电能力裕度关联预警网络，当底层配变供电能力裕度达到设定阈

值时，系统会根据网络拓扑关系，自动搜索计算相关线路、开关的供电能力裕度，当达到裕度的80%时，会提前报警，并将与该线路、开关相连线路的裕度计算显

示出来，同时能够根据该区域线路的历史数据预测其后续2小时的发展态势和供

电能力裕度，为运行调度人员科学有序转移负荷提供决策依据，提高人员的工作

效率，增加负荷操作的准确度，增强配电网运行可靠性。另一方面，拓展分析维度。充分利用内外部采集到的数据，发掘其关联关系，拓展配电网精益化运营管

理的分析维度。比如利用气象数据和设备供电能力裕度数据，能够准确预测到该

设备的供电能力裕度发展趋势，为监控人员制定应急策略提前提供依据；利用设

备的运行效率、供电能力数据和设备的基本参数，可以挖掘分析出同类设备中哪

些厂家设备的故障率更低、可靠性更高、供电能力裕度更大，为同类设备招标和

对同批次设备运行监控提供数据支撑。

（四）建立定期分析评价机制

建立配电网大数据量化分析管理评价改进机制，细化体系建设要求，组织开

展对各组成机构体系建设情况的验收和定级评价。一是建立常态分析机制。制定

配电网大数据量化分析工作管理办法，规定分析工作的管理组织形式和职责分工，明确分析内容、使用流程、成果闭环管理等工作要求，不断提升分析工作的专业

化水平，确保分析工作科学、高效、有序开展，引导和推动公司配电网大数据量

化分析管理不断提升的目标。二是建立工作评价机制。建立了定期对各单位配电

网大数据量化分析管理体系进行评价、监督的工作机制。制定工作评价方案、实

施程序管理等系列文件，强化对评价过程、评价方法、评价内容、评分标准等关

键环节的控制，以督促各单位积极、规范使用分析成果服务各专业部门工作。三

是培养专业化的分析队伍。建立从数据采集、系统维护、运营分析到成果闭环管理、监督评价的工作体系，通过系统培训和实践，组建了配电网大数据量化分析