基于大数据的配电自动化系统应用研究杨朔

基于大数据的配电自动化系统应用研究杨朔

杨朔

关键词：基于大数据；配电自动化系统；应用研究

引言

从功能、网络、数据架构三方面对基于大数据的配电自动化系统的应用。研究系统的综合效益作了分析。系统能够降低网损，减少运行人员现场操作和巡视工作的成本;从而使配电网系统的管理水平更加集约化、精益化;同时对于增强同一区域内各省甚至各个地市供电公司的一体化至关重要，提高供电的可靠性，增强电网公司的服务意识。

1、大数据处理技术

1.1大数据处理架构

基于模型分片技术，实现了配电SCADA分布式处理，将传统单节点处理任务分布到多台配电SCADA服务器并行完成数据处理工作。在分布式架构下进行拓扑分析，各分片对应的拓扑程序对本分片内的设备独立分析，提高分析效率；各分片独立分析完成后，通过消息进行信息交互，完成全网模型分析。分布式数据处理，实现了计算资源的统一管理、实时数据的多节点分布和数据处理任务的多节点分摊，可有效提升配电主站系统的吞吐能力、实时性、可扩展性和可靠性。各节点处理部分数据，实现数据并行处理；降低单节点负荷，提高数据处理实时性；可不断增加新节点，分散数据处理压力，提高系统整体吞吐能力，提高系统可扩展性；一个节点包含多个分区数据，实现分区冗余处理，提高系统可靠性。

1.2大数据采集

针对物联网技术广泛的应用场景和配电侧大量终端设备接入的需求，通过研究在配电网场景下使用物联网技术，在主站侧采用物联网方式接入终端，通过分布式前置采集技术，提供高性能、高可靠、灵活的物联网基础服务，实现海量终端接入。在整个系统中，每个终端只能配置到一组前置中，各组前置采集到数据后，发往后台实时库和配电SCADA应用，实现数据的全系统共享。

1.3大数据量处理

以前的SCADA服务采用的是主备模式，即SCADA主机处理整个数据集的数据，应对一般地市的数据量没有问题，但对于特大型省级配电物联网规模来说，SCADA主机需处理的数据量过大、负担过重，随着接入数据量的增加，性能会不断下降。SCADA采用分布式并行处理技术，由1台SCADA主机负责应用统一管理，所有机器同时工作，分片处理数据，SCADA机器按组处理每个分片数据。此类数据处理集群分为管理机和处理机两部分。由中心节点SCADA应用处理不分片的数据和各区之间的交互数据。SCADA系统采用大规模分布式处理技术，可以满足大数据量的处理要求。

2、配电自动化系统线路故障原因

2.1用户设备方面

线路故障的主要原因便是用户设备出现故障问题，比如部分用户设备没有得到及时的维护，以致出现老化以及绝缘性能降低等问题，增大了配电网自动化系统出现故障的几率，进而影响了整个配电线路的正常运行，甚至还会发生跳闸等问题。

2.2外力破坏方面

夏季植物生长速度较快，以致线路与树木之间的距离小于安全范围，而大风天气会很容易折断树枝，这也增大了树枝触碰线路的几率，以致出现跳闸问题。同时，随着国家对环境保护的重视，鸟类数量也逐渐增多，而其在线路上栖息停留也成为线路跳闸的主要原因。除此之外，不规范的线路架设也会导致线路出现跳闸问题。

2.3季节方面

一方面，春季经常出现大风天气，容易引起线路短路问题，甚至还会出现刮倒广告牌等外立设施，以致触碰线路出现跳闸问题。另一方面，在雷雨频繁的天气，线路会因雷电的袭击而出现断线甚至变压器烧毁等问题。同时接地设施老化、绝缘子质量问题以及人们对避雷器缺乏认识等均属于线路易受雷电袭击的原因。

3、建立在大数据技术基础上的配电自动化系统研究

3.1网络架构

建立基于大数据技术基础上的配电自动化系统的主要功能是统计相关数据，并进行多维度查询，最终实现为业务管理者建议决策依据，其部分功能都已涵盖在配电GIS功能规划中，平台所依赖的完整的电网模型都在配电GIS中建立，不需要进行电网模型编辑，可完全采用国网公司要求的J2EE技术架构，系统网络架构电力网络分Ⅰ区、Ⅱ区控制大区和Ⅲ区、Ⅳ区管理大区两大网络区域，这两大网络必须是物理隔离。有以下几点需要重点说明:（1）负控系统为专网，和营销系统以建立连接，实际情况是部署在Ⅲ区，以后的网络架构规划中，不再有负控系统，负控终端直接接入电能量采集平台;（2）在实现配电GIS系统和SCADA系统的模型融合后，不仅SCADA系统可以根据模型的相互对应关系提供正确的信息给配电GIS系统，而且反过来，配电GIS系统也可以提供完整的配电网模型和异动同步更新给SCADA系统，实现两者的相互供给;系统数据架构Fig．4Systemdataarchitecture（3）电能量数据采集平台汇总了全局与电能量相关的数据，采集平台的数据库和配电GIS数据库部署在同一个SAN光存储网络区域，为配电GIS高效统计分析奠定了硬件网络基础保障。（4）保留原95598呼叫系统客户电话受理和派工功能，并希望对其进行功能需求的完善。

3.2智能电网背景下的配电网

配电自动化及调控控制另外的一个应用就是智能环境下的配电网调控一体化，也就是把监控和调度合二为一，实现配电网统一的运行、维护、检修、监控和调度机制，提升配电网整体自动和调控水平。配电网调控一体化是“大运行”的主要体现，是监控和调度两个环节的组合，这样可以全面对配电网进行监控，并且在发生配电网故障时进行及时处理。配电网调控一体化实现的基础是配电自动化及调控控制系统、PMS2.0系统、地理信息系统及故障指示系统等，这些系统的相互配合完成了配电网数据的完整采集、信息的快速传递、故障的快速隔离及供电的有效回复，保证配电网系统的正常运行。总的来说，配电网调控一体化是配电自动化及调控控制系统应用的体现，实现对配电网的实时监测、故障指示等功能，减轻工作人员的压力，实现自动化、智能化，保证配网处于正常运行状态下。

3.3数据挖掘

在国家电网运营监测、项目分析、客户细分等领域中逐渐应用了数据挖掘模型，并获得了良好成效，主要的模型种类包含决策树模型、聚类模型、粗糙集分类、遗传算法、贝叶斯分类等模型。这些模型能够支持多种模型联合应用，满足电压系统数据深入挖掘需求。

结束语

随着我国科学技术的不断进步，配电网自动化技术也在逐步面向智能化方向发展，且各种线路故障得到了有效解决。配电自动化及管理系统具有实时性好，自动化水平高，管理功能强之特点，能提高供电可靠性和电能质量，提高对用户的服务效率，具有显著的经济优越性和良好的社会综合效益，根据城区配电网发展的实际情况，充分运用当代科技手段，提高配电网的管理水平。本文分析了配电网馈线保护的基本原理，指出了故障的保护方法，并提出了具体的方案设计，为我国供电系统的顺利发展提供了理论保障。

参考文献

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作者简介：杨朔（1989年6月13日），男，汉族，山东省莱州市，本科，电，电气工程与自动化。