電力大數(shù)據(jù)解決方案vPPT課件

1、議程議程電力大數(shù)據(jù)背景簡介電力大數(shù)據(jù)應(yīng)用場景國內(nèi)外案例分享基于Scada系統(tǒng)的電力大數(shù)據(jù)平臺(tái)架構(gòu)探討第1頁/共38頁P(yáng)age 2電力大數(shù)據(jù)平臺(tái)對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行深入分析，指導(dǎo)電網(wǎng)的規(guī)劃/建設(shè)、運(yùn)行、資產(chǎn)運(yùn)維和客戶服務(wù)，提升電力企業(yè)的運(yùn)營水平n依據(jù)精確地監(jiān)測數(shù)據(jù)和計(jì)算，指導(dǎo)線路和設(shè)備的布點(diǎn)n監(jiān)視并分析過負(fù)荷，決定是否需要對(duì)變壓器容量進(jìn)行檢查n根據(jù)負(fù)荷平衡狀況，采取新的電網(wǎng)連接方式n電壓和功率因數(shù)分析，調(diào)整電容器和電壓調(diào)節(jié)器的位置n根據(jù)測量的故障電流，設(shè)置設(shè)備容量規(guī)劃/建設(shè)配網(wǎng)運(yùn)行資產(chǎn)運(yùn)維n部署智能電表，實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶側(cè)電量、電壓、電流、功率的完整數(shù)據(jù)采集n借助雙向通信的電表，實(shí)現(xiàn)與用戶的互動(dòng)n通過電價(jià)策

2、略調(diào)整，加強(qiáng)需求側(cè)管理，優(yōu)化負(fù)荷曲線，減少電力消耗n通過系統(tǒng)集成，建立完成的停電管理系統(tǒng)n開始試點(diǎn)家庭電力自動(dòng)化管理方案客戶服務(wù)n監(jiān)視并識(shí)別電壓和功率因數(shù)不合格的位置，安排合理的運(yùn)行方式n監(jiān)視并識(shí)別電壓問題區(qū)域，發(fā)現(xiàn)負(fù)荷不平衡，調(diào)整運(yùn)行方式，保證電壓水平和負(fù)荷平衡n自動(dòng)故障診斷、分析、隔離和處理。故障距離計(jì)算。n檢測負(fù)荷容量，決定是否過負(fù)荷的狀態(tài)，對(duì)閉環(huán)和并線是否有影響n利用監(jiān)測數(shù)據(jù)更準(zhǔn)確的計(jì)算線損，調(diào)整運(yùn)行方式實(shí)現(xiàn)線損最小n對(duì)變壓器和線路負(fù)荷峰谷值及持續(xù)時(shí)間進(jìn)行記錄，制定合理的維修和管理策略n根據(jù)實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)，分析變壓器和電纜的情況， 改進(jìn)設(shè)備檢修計(jì)劃；減少檢修次數(shù)，以便于減少停電次數(shù)和停電

3、時(shí)間，提高可靠性指標(biāo)n識(shí)別接近額定容量并報(bào)警，減少負(fù)荷以增加設(shè)備的壽命n對(duì)設(shè)備老化情況進(jìn)行分析，制定合理維修策略 LAN 傳感器數(shù)字化保護(hù)裝置變電站自變電站自動(dòng)化動(dòng)化IED, 線路監(jiān)測, 智能傳感器, 智能電網(wǎng)設(shè)備, 線路監(jiān)測, 氣象數(shù)據(jù), 表計(jì)作傳感器智能傳智能傳感器平感器平臺(tái)臺(tái)分布式分布式線路傳感器線路傳感器保安監(jiān)控保安監(jiān)控遠(yuǎn)程視頻監(jiān)視遠(yuǎn)程視頻監(jiān)視智能化電網(wǎng)設(shè)備智能化電網(wǎng)設(shè)備表計(jì)網(wǎng)絡(luò)表計(jì)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集和通信網(wǎng)關(guān)數(shù)據(jù)采集和通信網(wǎng)關(guān)第2頁/共38頁數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)傳輸信息集成分析優(yōu)化信息展現(xiàn)數(shù)據(jù)源整合程度nLevel 4 - 高級(jí)優(yōu)化, 建模,規(guī)劃, 決策支持nLevel 3 - 數(shù)據(jù)分析, 事件的

4、實(shí)時(shí)或事后診斷處理, 數(shù)據(jù)挖掘nLevel 2 指標(biāo)計(jì)算, 趨勢分析nLevel 1 實(shí)時(shí)事件,閾值, 通知; 屏幕顯示, 郵件, 傳呼4個(gè)分析層次電力大數(shù)據(jù)平臺(tái)參考架構(gòu)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)高速總線數(shù)據(jù)集成總線第3頁/共38頁 p SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition) 是數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控，是一種實(shí)時(shí)采集和分析數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。p SCADA系統(tǒng)根據(jù)系統(tǒng)采集、控制點(diǎn)數(shù)的多少，系統(tǒng)規(guī)模的大小不同，小到只有一臺(tái)計(jì)算機(jī)組成一個(gè)小型SCADA系統(tǒng)；大到由多臺(tái)服務(wù)器和若干臺(tái)工作站協(xié)同組成大型SCADA系統(tǒng)。p 工業(yè)上，SCADA系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于遠(yuǎn)程通訊、供水與

5、污水處理、化工、電力、電力、冶金、油氣輸送等領(lǐng)域。Scada系統(tǒng)簡介第4頁/共38頁SCADA系統(tǒng)典型硬件配置圖第5頁/共38頁議程議程電力大數(shù)據(jù)背景簡介電力大數(shù)據(jù)應(yīng)用場景國內(nèi)外案例分享基于Scada系統(tǒng)的電力大數(shù)據(jù)平臺(tái)架構(gòu)探討第6頁/共38頁 2008年初的罕見冰雪災(zāi)害發(fā)生后，國家電網(wǎng)公司、南方電網(wǎng)公司均加大了對(duì)輸電線路覆冰、在線監(jiān)測的研究投入1998年開始，國內(nèi)高等院校及廠家陸續(xù)開展了對(duì)輸電線路在線監(jiān)測方面的產(chǎn)品的研發(fā)2002年2004年國內(nèi)相繼研發(fā)成功了輸電線路圖像監(jiān)測系統(tǒng)及輸電線路覆冰監(jiān)測系統(tǒng)，覆冰監(jiān)測裝置在國內(nèi)總體應(yīng)用量在1500余套左右，圖像監(jiān)測裝置在3000套以上目前在線監(jiān)測產(chǎn)品

6、制造廠家達(dá)到10余家，監(jiān)測裝置總體產(chǎn)品應(yīng)用量達(dá)到1萬臺(tái)左右第一、線路在線監(jiān)測第7頁/共38頁視頻在線監(jiān)測現(xiàn)狀目前線路的視頻在線監(jiān)測還是以在線監(jiān)視為主，使用人工進(jìn)行視頻或圖片的巡檢。 直升機(jī)巡線應(yīng)用也越來越多，巡線過程中拍攝的需要處理視頻數(shù)據(jù)數(shù)量巨大第8頁/共38頁自動(dòng)異常識(shí)別的意義隨著視頻監(jiān)測系統(tǒng)投入的越來越多，人工監(jiān)視易造成肉眼疲勞，造成漏報(bào)。 監(jiān)控中心的視頻線路較多，人工監(jiān)視也無法一一監(jiān)看，易造成漏報(bào)采用視頻處理技術(shù)對(duì)監(jiān)控視頻和圖片進(jìn)行實(shí)時(shí)處理與分析，通過提取線路特征，自動(dòng)識(shí)別異常情況并進(jìn)行報(bào)警，能極大減少工作量，提升輸電線路的安全可靠性。 9第9頁/共38頁 線路視頻在線監(jiān)測常見的異常情

7、況1）外物接近導(dǎo)線安全預(yù)警距離智能視頻檢測與報(bào)警2）線路飄掛物智能視頻檢測與報(bào)警3）導(dǎo)線弧垂點(diǎn)上下變化智能視頻檢測與報(bào)警；4）導(dǎo)線弧垂點(diǎn)舞動(dòng)智能視頻檢測與報(bào)警；5）導(dǎo)線間距變化智能視頻檢測與報(bào)警1234510第10頁/共38頁 線路視頻在線監(jiān)測常見的異常情況（續(xù)）6）導(dǎo)線覆冰智能視頻檢測與報(bào)警7）輸電線路保護(hù)區(qū)內(nèi)大型機(jī)械闖入并停留智能視頻檢測與報(bào)警：8）人員、車輛入侵輸電線路特定區(qū)域智能視頻檢測與報(bào)警； 9) 輸電線路保護(hù)區(qū)內(nèi)樹木生長超高的智能視頻檢測與報(bào)警：678911第11頁/共38頁121視頻讀視頻讀入及預(yù)處入及預(yù)處理理2圖像灰度化3圖像邊緣檢測4直線監(jiān)測5距離換算6異物檢測技術(shù)方案第1

8、2頁/共38頁P(yáng)age 13第二、智能用電：通過分析、決策和評(píng)估，形成最優(yōu)績效目標(biāo)的智能用電分析13分析決策評(píng)估用戶特征及設(shè)備狀態(tài)綜合用戶特征及設(shè)備狀態(tài)綜合: : 負(fù)荷特性挖掘：負(fù)荷特性挖掘：利用人工智能和數(shù)據(jù)挖掘分析技術(shù)分析個(gè)體及群體的典型負(fù)荷特性 重過載監(jiān)測與分析重過載監(jiān)測與分析：感知電力設(shè)備的負(fù)載狀況，有針對(duì)性地分析解決在運(yùn)行中出現(xiàn)的重過載現(xiàn)象 智能用電適應(yīng)性評(píng)價(jià)：智能用電適應(yīng)性評(píng)價(jià)：綜合行為、經(jīng)濟(jì)、位置及其他因素，評(píng)估用戶對(duì)不同智能用電策略的適應(yīng)程度智能用電策略優(yōu)化與仿真智能用電策略優(yōu)化與仿真: : 策略定義：策略定義：針對(duì)用戶特點(diǎn)尋找適應(yīng)的策略，針對(duì)設(shè)備發(fā)現(xiàn)并解決問題 方案優(yōu)化：方案

9、優(yōu)化：針對(duì)給定的目標(biāo)和用戶適應(yīng)的策略，綜合考慮成本、供電可靠性和用戶滿意度等多重因素，形成最優(yōu)方案 場景仿真：場景仿真：模擬不同場景，分析不同情況下的智能用電分析效果執(zhí)行效果評(píng)估執(zhí)行效果評(píng)估: : 用戶表現(xiàn)考核：用戶表現(xiàn)考核：跟蹤用戶對(duì)智能用電指令的執(zhí)行情況，根據(jù)相應(yīng)的激勵(lì)和懲罰規(guī)則分析其獎(jiǎng)懲結(jié)果 設(shè)備運(yùn)行工況評(píng)估設(shè)備運(yùn)行工況評(píng)估：根據(jù)重過載監(jiān)測與分析，給出解決方案后查看設(shè)備運(yùn)行工況 策略庫反饋調(diào)整：策略庫反饋調(diào)整：根據(jù)用戶實(shí)際的執(zhí)行情況，調(diào)整適應(yīng)于用戶的策略庫定義規(guī)則1 12 23 3第13頁/共38頁P(yáng)age 14設(shè)計(jì)新型的用戶用電特性分析模型，為新型智能用電解決方案奠定基礎(chǔ)用電特性識(shí)別是

10、新型智能用電解決方案的基礎(chǔ)。既要識(shí)別個(gè)體用電特性的技術(shù)，同時(shí)也需要從個(gè)體特性中提取出群體共性的方法。個(gè)體識(shí)別技術(shù)中需要重點(diǎn)考慮數(shù)據(jù)降噪等避免偽特性的方法，而群體共性提取技術(shù)則需要考慮如何識(shí)別個(gè)體特性相似性的模型。用電信息采集系統(tǒng)用戶的用電信息整年的日負(fù)荷特性曲線用大數(shù)據(jù)技術(shù)進(jìn)行聚類分析一個(gè)聚類代表一種用電模式用戶用電行為分析基于數(shù)據(jù)挖掘和人工智能技術(shù)的用戶用電行為分析主要有兩方面的內(nèi)容：時(shí)間對(duì)單個(gè)用戶的用電模式進(jìn)行識(shí)別。用戶的用電模式往往不止一種，存在多樣性。通過對(duì)用戶的用電規(guī)律和用電特性進(jìn)行深入分析，識(shí)別出用戶的所有用電模式。對(duì)不同用戶的用電模式進(jìn)行聚類分析。得到用戶用電模式的群體性，有助于

11、針對(duì)同一群體用戶開展進(jìn)一步研究，識(shí)別出對(duì)應(yīng)的用電模式。各類應(yīng)用第14頁/共38頁P(yáng)age 15制定錯(cuò)峰方案NONO用戶用戶IDID用戶類型用戶類型用電模式用電模式用電指導(dǎo)用電指導(dǎo)錯(cuò)峰量錯(cuò)峰量1富康線3號(hào)亮化工程，限減少部分亮化3.2MW2南環(huán)線7號(hào)娛樂場所營業(yè)推后半小時(shí)1.2MW3尹通線12號(hào)照明工程，限減少部分照明2.8MW428MW工業(yè)用戶商業(yè)用戶NONO用戶用戶IDID用戶類型用戶類型用電模式用電模式用電指導(dǎo)用電指導(dǎo)錯(cuò)峰量錯(cuò)峰量1北交線5號(hào)高耗能，限生產(chǎn)提前1小時(shí)2.6MW2富康線28號(hào)高排放，限生產(chǎn)推后1小時(shí)2.4MW3水泉線16號(hào)高排放，限關(guān)閉2臺(tái)機(jī)組1.7MW462MW15第15頁

12、/共38頁P(yáng)age 16調(diào)度室營銷部工用1工用2商用1工用3商用3工用5商用4錯(cuò)峰指令反饋信息錯(cuò)峰指令錯(cuò)峰指令0200400600800100012001400160018001 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24用電負(fù)荷預(yù)測發(fā)電負(fù)荷預(yù)測錯(cuò)峰后實(shí)際用電量反饋信息反饋信息營銷部門把安排好的各用戶的錯(cuò)峰量和錯(cuò)峰時(shí)間發(fā)送給用戶，用戶接到錯(cuò)峰指令后確認(rèn)分配的錯(cuò)峰指標(biāo)，開始實(shí)施錯(cuò)峰用電錯(cuò)峰方案實(shí)施之后，用戶的用電方式發(fā)生改變，系統(tǒng)的實(shí)際負(fù)荷曲線也隨之發(fā)生改變。從圖中可以看出，錯(cuò)峰之后，電力缺口移除，且系統(tǒng)實(shí)際的用電負(fù)荷

13、曲線與預(yù)測的負(fù)荷曲線圖相比得到了優(yōu)化錯(cuò)峰方案執(zhí)行16第16頁/共38頁P(yáng)age 17設(shè)計(jì)新型智能用電優(yōu)化模型，綜合考慮用戶特點(diǎn)、網(wǎng)絡(luò)情況和經(jīng)濟(jì)因素等，形成最優(yōu)績效目標(biāo)的輪休和錯(cuò)峰計(jì)劃17輸 入用戶數(shù)據(jù):個(gè)體特性群體特性系統(tǒng)數(shù)據(jù):負(fù)荷缺口線路負(fù)載網(wǎng)絡(luò)約束其他基礎(chǔ)數(shù)據(jù):政策規(guī)定其他用戶設(shè)置參數(shù)輸 出優(yōu) 化約束條件Min經(jīng)濟(jì)性影響可靠性影響用戶滿意度影響CostTICostTIICostTIII+用戶調(diào)整能力約束系統(tǒng)運(yùn)行約束政策和規(guī)則約束智能用電備選方案方案效果與影響第17頁/共38頁狀態(tài)檢修是指根據(jù)先進(jìn)的狀態(tài)監(jiān)測和診斷技術(shù)提供的設(shè)備狀態(tài)信息，判斷設(shè)備的異常，預(yù)知設(shè)備的故障，在故障發(fā)生前進(jìn)行檢修的方

14、式，即根據(jù)設(shè)備的健康狀態(tài)來安排檢修計(jì)劃，實(shí)施設(shè)備檢修。 第三、故障預(yù)測：是狀態(tài)檢修的核心問題第18頁/共38頁研究思路故障關(guān)聯(lián)關(guān)系分析故障概率分析結(jié)果故障原因分析結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)圖片視頻流運(yùn)行數(shù)據(jù)氣象信息缺陷報(bào)告病史信息試驗(yàn)數(shù)據(jù)投運(yùn)信息19第19頁/共38頁故障原因分析（變壓器）序號(hào)序號(hào)部件部件設(shè)備故障事件設(shè)備故障事件1套管套管炸裂2分接開關(guān)觸頭燒損、桶體爆炸3儲(chǔ)油柜變壓器進(jìn)水、油面異常升高、呼吸系統(tǒng)有異常4繞組絕緣擊穿5鐵芯鐵芯過熱6絕緣介質(zhì)絕緣擊穿7冷卻系統(tǒng)冷卻系統(tǒng)失效、冷卻器故障8引線引線斷股、引線相間短路、引線對(duì)地短路9附件絕緣油裂化、變壓器跑油一級(jí)分類一級(jí)分類二級(jí)分類二級(jí)分類三

15、級(jí)分類三級(jí)分類內(nèi)部原因運(yùn)行原因操作錯(cuò)誤應(yīng)急處理不當(dāng)運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)不當(dāng)設(shè)備過載檢修原因檢修操作不當(dāng)監(jiān)督不當(dāng)圖紙錯(cuò)誤判斷失誤試驗(yàn)不合標(biāo)準(zhǔn)檢修標(biāo)準(zhǔn)不當(dāng)一級(jí)分類一級(jí)分類二級(jí)分類二級(jí)分類三級(jí)分類三級(jí)分類外部原因人為原因外力破壞極端天氣原因雷電冰雪暴雨地質(zhì)災(zāi)害原因地震土質(zhì)松動(dòng)洪水泥石流自然環(huán)境原因污穢原因生物原因鳥害問題小動(dòng)物20第20頁/共38頁關(guān)聯(lián)分析外絕緣絕緣電阻油中氣體外部氣溫負(fù)載故障概率電容量油位雷擊p 使用Apriori算法計(jì)算關(guān)聯(lián)系數(shù)，量化評(píng)估故障因素和故障率之間的關(guān)聯(lián)性。p Apriori 算法使用逐層搜索的迭代方法， 直到不能再找到頻繁項(xiàng)集為止。21第21頁/共38頁變壓器健康狀態(tài)評(píng)估附件引線

16、繞組絕緣介質(zhì)分接開關(guān)鐵芯套管冷卻系統(tǒng)儲(chǔ)油柜故障概率預(yù)測22第22頁/共38頁議程議程電力大數(shù)據(jù)背景簡介電力大數(shù)據(jù)應(yīng)用場景國內(nèi)外案例分享基于Scada系統(tǒng)的電力大數(shù)據(jù)平臺(tái)架構(gòu)探討第23頁/共38頁P(yáng)age 24案例一：Vestas風(fēng)機(jī)選址以毫秒級(jí)捕獲傳感器數(shù)據(jù)（如：主軸傳感器、齒輪箱傳感器和定子傳感器等），監(jiān)控單臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)以秒級(jí)捕獲傳感器數(shù)據(jù)，監(jiān)控風(fēng)機(jī)位置、彼此協(xié)作情況，保證發(fā)電場以最優(yōu)狀態(tài)工作以分鐘級(jí)捕獲傳感器數(shù)據(jù)，監(jiān)控輸電狀態(tài)、效率第24頁/共38頁案例一：Vestas風(fēng)機(jī)選址第25頁/共38頁案例二：EnerNoc 電力大數(shù)據(jù)中間商創(chuàng)新電力業(yè)務(wù)模式第26頁/共38頁案例二：Ene

17、rNoc 電力大數(shù)據(jù)中間商創(chuàng)新電力業(yè)務(wù)模式第27頁/共38頁案例三：某網(wǎng)省公司用電信息采集系統(tǒng)技術(shù)驗(yàn)證第28頁/共38頁 性能驗(yàn)證采用xx省網(wǎng)公司用采業(yè)務(wù)真實(shí)數(shù)據(jù)，主要涉及29張數(shù)據(jù)表，共189.91億條記錄，選取了三個(gè)計(jì)算和四個(gè)查詢?nèi)蝿?wù)場景，對(duì)比大數(shù)據(jù)平臺(tái)和Oracle關(guān)系數(shù)據(jù)庫處理性能情況。 三個(gè)計(jì)算任務(wù)涉及表和記錄數(shù)： 1)公變數(shù)據(jù)完整率之今日電量計(jì)算（2.47億） 2）低壓數(shù)據(jù)完整率計(jì)算（116.1億） 3)低壓用戶電量計(jì)算（143.7億）上報(bào)公變數(shù)據(jù)主表333390公變用戶計(jì)量點(diǎn)228991停電統(tǒng)計(jì)表24151795上報(bào)公變電量數(shù)據(jù)153193115公變終端測量點(diǎn)250975終端資產(chǎn)

18、2600453統(tǒng)計(jì)公變數(shù)據(jù)完整率明細(xì)66257003公變?nèi)蝿?wù)表112821系統(tǒng)單位代碼1320數(shù)據(jù)完整率明細(xì)臨時(shí)表9071統(tǒng)計(jì)終端用戶表838885低壓任務(wù)表1903834低壓測量點(diǎn)表17954341統(tǒng)計(jì)低壓數(shù)據(jù)完整率4134600916低壓表記表18476053低壓用戶表16224247系統(tǒng)單位代碼1320上報(bào)低壓數(shù)據(jù)主表22590221上報(bào)低壓電量數(shù)據(jù)表7374570544停電統(tǒng)計(jì)表24151795終端資產(chǎn)2600453上報(bào)低壓電量數(shù)據(jù)表7374570544上報(bào)低壓數(shù)據(jù)主表22590221低壓測量點(diǎn)表17954341低壓用戶表16224247低壓表記表18476053終端資產(chǎn)2600453

19、統(tǒng)計(jì)低壓日電量6906656585低壓測量點(diǎn)表17954341低壓歷史數(shù)據(jù)異常615803低壓數(shù)據(jù)異常表854964性能驗(yàn)證29第29頁/共38頁 1)采集覆蓋情況明細(xì) 2）采集數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查 3)批量抄表數(shù)據(jù)查詢 4)臺(tái)區(qū)線損分析明細(xì)四個(gè)查詢?nèi)蝿?wù)涉及表和記錄數(shù)：1.57億 條臺(tái)區(qū)線損統(tǒng)計(jì)62931052P碼2645單位級(jí)別關(guān)系1351G_TG634564單位級(jí)別關(guān)系1351用戶280480低壓數(shù)據(jù)46741659終端資產(chǎn)2550507上報(bào)任務(wù)數(shù)據(jù)主表910439上報(bào)數(shù)據(jù)完整率明細(xì)69259714P碼2645用戶數(shù)280357用戶明細(xì)表225288終端資產(chǎn)2547680上報(bào)任務(wù)數(shù)據(jù)主表910106用戶明細(xì)表 224140單位級(jí)別關(guān)系1351終端資產(chǎn)2315773P碼2630用戶數(shù)269803單位代碼1320性能驗(yàn)證30第30頁/共38頁低壓用戶電量計(jì)算：191 min 12 minOracle 平臺(tái)大數(shù)據(jù)平臺(tái) 143.7億12min191min低壓用戶電量計(jì)算第31頁/共38頁678719012.518120