電力大數(shù)據(jù)應(yīng)用設(shè)計(jì)方案

電力大數(shù)據(jù)應(yīng)用設(shè)計(jì)思路探討電力大數(shù)據(jù)背景簡(jiǎn)介電力大數(shù)據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景國(guó)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2配網(wǎng)運(yùn)行.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.監(jiān)視并識(shí)別電壓?jiǎn)栴}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.自動(dòng)故障診斷、分析、隔離配網(wǎng)運(yùn)行.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.監(jiān)視并識(shí)別電壓?jiǎn)栴}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.自動(dòng)故障診斷、分析、隔離和處理。故障距離計(jì)算。.檢測(cè)負(fù)荷容量，決定是否過(guò)負(fù)荷的狀態(tài)，對(duì)閉環(huán)和并線是否有影響.利用監(jiān)測(cè)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)線損最小資產(chǎn)運(yùn)維.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.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)和停電時(shí)間，提高可靠性指標(biāo).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.對(duì)設(shè)備老化情況進(jìn)行分析，制定合理維修策略.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.借助雙向通信的電表，實(shí)現(xiàn)與用戶的互動(dòng).通過(guò)電價(jià)策略調(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.通過(guò)系統(tǒng)集成，建立完成的停電管理系統(tǒng).開(kāi)始試點(diǎn)家庭電力自動(dòng)化管理方案客戶服務(wù)分布式智能化電網(wǎng)設(shè)備智能傳感器平表計(jì)網(wǎng)絡(luò) 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(yíng)水平.依據(jù)精確地監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和計(jì)算,指導(dǎo)線路和設(shè)備的布點(diǎn).監(jiān)視并分析過(guò)負(fù)荷，決定是否需要對(duì)變壓器容量進(jìn)行檢查.根據(jù)負(fù)荷平衡狀況，采取新的電網(wǎng)連接方式.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.根據(jù)測(cè)量的故障電流，設(shè)置設(shè)備容量規(guī)劃建設(shè)3數(shù)據(jù)集成總線數(shù)據(jù)集成總線電力大數(shù)據(jù)平臺(tái)參考架構(gòu)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)高速總線.Level4-高級(jí)優(yōu)化,建模,規(guī)劃,決策支持.Level3-數(shù)據(jù)分析,事件的實(shí)時(shí)或事后診斷處理,數(shù)據(jù)挖掘.Level2–指標(biāo)計(jì)算,趨勢(shì)分析1–實(shí)時(shí)事件,閾值,通知;屏幕顯示,郵件,傳呼4Scada系統(tǒng)簡(jiǎn)介口SCADA(SupervisoryControlAndDataAcquisition)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)。口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)?？诠I(yè)上，SCADA系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于遠(yuǎn)程通訊、供水與污水處理、化工等領(lǐng)域。5 SCADA系統(tǒng)典型硬件配置圖6電力大數(shù)據(jù)背景簡(jiǎn)介電力大數(shù)據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景國(guó)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7第一、線路在線監(jiān)測(cè)2008年初的罕見(jiàn)冰雪災(zāi)害發(fā)生后，國(guó)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(cè)的研究投入國(guó)內(nèi)高等院國(guó)內(nèi)高等院校及廠家陸續(xù)開(kāi)展了對(duì)輸電線路在線監(jiān)測(cè)方面的產(chǎn)品的研發(fā)產(chǎn)品制造廠家達(dá)到10余家，監(jiān)測(cè)裝置總體產(chǎn)品應(yīng)用量達(dá)到1萬(wàn)臺(tái)左右內(nèi)相繼研發(fā)成功了輸電線路圖像監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及輸電線路覆監(jiān)測(cè)裝置在國(guó)內(nèi)總體應(yīng)用量在1500余套左右，圖像監(jiān)測(cè)裝置在3000套以上8視頻在線監(jiān)測(cè)現(xiàn)狀目前線路的視頻在線監(jiān)測(cè)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(lái)越多，巡線過(guò)程中拍攝的需要處理視頻數(shù)據(jù)數(shù)量巨大9自動(dòng)異常識(shí)別的意義隨著視頻監(jiān)測(cè)系統(tǒng)投入的越來(lái)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(wú)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(guò)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，提升線路視頻在線監(jiān)測(cè)常見(jiàn)的異常情況1）外物接近導(dǎo)線安全預(yù)警距離智能視頻檢測(cè)與報(bào)警2）線路飄掛物智能視頻檢測(cè)與報(bào)警3）導(dǎo)線弧垂點(diǎn)上下變化智能視頻檢測(cè)與報(bào)4）導(dǎo)線弧垂點(diǎn)舞動(dòng)智能視頻檢測(cè)與報(bào)警；142355）導(dǎo)線間距變化智能視頻檢測(cè)與報(bào)警線路視頻在線監(jiān)測(cè)常見(jiàn)的異常情況（續(xù)）6）導(dǎo)線覆冰智能視頻檢測(cè)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(cè)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(cè)與報(bào)警；9)輸電線路保護(hù)區(qū)內(nèi)樹(shù)木生長(zhǎng)超高的智能視頻檢測(cè)與報(bào)警：6879技術(shù)方案62456245第二、智能用電：通過(guò)分析、決策和評(píng)估，形成最優(yōu)績(jī)效目標(biāo)的智能用電分析.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(wèn)題.方案優(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(chǎng)景仿真：模擬不同場(chǎng)景，分析不同情況下的智能用電分析效果評(píng)估分析決策評(píng)估分析用戶特征及設(shè)備狀態(tài)綜合行情況，根據(jù)相應(yīng)的激勵(lì)和懲罰規(guī)則分析其獎(jiǎng)行情況，根據(jù)相應(yīng)的激勵(lì)和懲罰規(guī)則分析其獎(jiǎng)術(shù)分析個(gè)體及群體的典型負(fù)荷特性.重過(guò)載監(jiān)測(cè)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(guò)載現(xiàn)象其他因素，評(píng)估用戶對(duì)不同智能用電策略的適應(yīng).設(shè)備運(yùn)行工況評(píng)估：根據(jù)重過(guò)載監(jiān)測(cè)與分析，調(diào)整適應(yīng)于用戶的策略庫(kù)定義規(guī)則各類應(yīng)用基于數(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：用戶用電行為分析用戶的用電信息一個(gè)聚類代表一種用電模式用大數(shù)據(jù)技術(shù)進(jìn)行聚類分析用電信息采集系統(tǒng)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)各類應(yīng)用基于數(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：用戶用電行為分析用戶的用電信息一個(gè)聚類代表一種用電模式用大數(shù)據(jù)技術(shù)進(jìn)行聚類分析用電信息采集系統(tǒng).用電特性識(shí)別是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.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>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(guò)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，有助于針對(duì)同一群體用戶開(kāi)展進(jìn)一步研究，識(shí)別出對(duì)應(yīng)的用電模式。整年的日負(fù)荷整年的日負(fù)荷特性曲線工業(yè)用戶商業(yè)用戶工業(yè)用戶商業(yè)用戶制定錯(cuò)峰方案1高耗能，限2高排放，限3高排放，限41亮化工程，限23照明工程，限4錯(cuò)峰指令反饋信息調(diào)度室工各用戶的錯(cuò)峰營(yíng)銷部門把安排好的工用3量和錯(cuò)峰時(shí)間發(fā)送給到錯(cuò)峰指令后確認(rèn)分配開(kāi)始實(shí)施錯(cuò)峰用電錯(cuò)峰指令營(yíng)銷部錯(cuò)峰指令反饋信息測(cè),用電,,,荷負(fù)1荷發(fā)電054測(cè)量9負(fù)預(yù),,錯(cuò)峰方案實(shí)施之后，用戶的用電方式發(fā)生,,31荷,8001荷10預(yù)0系統(tǒng)的實(shí)際負(fù)荷曲線也隨之發(fā)生錯(cuò)峰指令反饋信息調(diào)度室工各用戶的錯(cuò)峰營(yíng)銷部門把安排好的工用3量和錯(cuò)峰時(shí)間發(fā)送給到錯(cuò)峰指令后確認(rèn)分配開(kāi)始實(shí)施錯(cuò)峰用電錯(cuò)峰指令營(yíng)銷部錯(cuò)峰指令反饋信息測(cè),用電,,,荷負(fù)1荷發(fā)電054測(cè)量9負(fù)預(yù),,錯(cuò)峰方案實(shí)施之后，用戶的用電方式發(fā)生,,31荷,8001荷10預(yù)0系統(tǒng)的實(shí)際負(fù)荷曲線也隨之發(fā)生改電用,用46變。從圖中可以看出，錯(cuò)峰之后，電力缺400預(yù)用電負(fù)荷曲線與且系統(tǒng)實(shí)際的測(cè)的負(fù)荷電曲線圖相比得到了優(yōu)化0錯(cuò)峰方案執(zhí)行工用1工用1工用2反饋信息用電負(fù)荷預(yù)用電負(fù)荷預(yù)用電負(fù)荷預(yù)用電負(fù)荷預(yù)測(cè),22 用電負(fù)荷預(yù)測(cè)—發(fā)電負(fù)荷預(yù)測(cè)—錯(cuò)峰后實(shí)際用電量Min++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Min++和經(jīng)濟(jì)因素等，形成最優(yōu)績(jī)效目標(biāo)的輪休和錯(cuò)峰計(jì)劃輸入用戶數(shù)據(jù):系統(tǒng)數(shù)據(jù):其他基礎(chǔ)數(shù)據(jù):CostTI約束條件約束條件用戶調(diào)用戶調(diào)整能力約束CostTI系統(tǒng)運(yùn)系統(tǒng)運(yùn)行約束CostTII政策和政策和規(guī)則約束智能用電備選方案智能用電備選方案方案效果與影響方案效果與影響第三、故障預(yù)測(cè)：是狀態(tài)檢修的核心問(wèn)題狀態(tài)檢修是指根據(jù)先進(jìn)的狀態(tài)監(jiān)測(cè)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)行檢修的方式，即根據(jù)設(shè)備的健康狀態(tài)來(lái)安排檢修計(jì)劃，實(shí)施設(shè)備檢修。故障原因故障關(guān)聯(lián)關(guān)系分析故障概率分析結(jié)果故障原因故障關(guān)聯(lián)關(guān)系分析故障概率分析結(jié)果研究思路123456789關(guān)聯(lián)分析絕緣電阻油中氣體使用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。油位故障概率外絕緣雷擊外部氣溫絕緣介質(zhì)引線件絕緣介質(zhì)引線件故障概率預(yù)測(cè)變壓器健康狀態(tài)評(píng)估套套管儲(chǔ)油儲(chǔ)油柜冷冷卻系統(tǒng)電力大數(shù)據(jù)背景簡(jiǎn)介電力大數(shù)據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景國(guó)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>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(chǎng)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)模式案例三：某網(wǎng)省公司用電信息采集系統(tǒng)技術(shù)驗(yàn)證性能驗(yàn)證性能驗(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(chǎng)景，對(duì)比大數(shù)據(jù)平臺(tái)和Oracle關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)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）性能驗(yàn)證四個(gè)查詢?nèi)蝿?wù)涉及表和記錄數(shù)：1.57億條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)低壓用戶電量計(jì)算Oracle平臺(tái)191min191min大數(shù)據(jù)平臺(tái)143.7億低壓用戶電量計(jì)算：191min—→12min200500所算耗的消計(jì)時(shí)間200500所算耗的消計(jì)時(shí)間計(jì)算任務(wù)驗(yàn)證對(duì)比計(jì)算性能對(duì)比大數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)完整率之公變今