大數(shù)據(jù)助力電網(wǎng)智能監(jiān)控 運(yùn)行實(shí)現(xiàn)快速響應(yīng)

近年來，隨著特高壓電網(wǎng)建設(shè)的全面提速、新能源的快速發(fā)展和電力市場化改革的深入推進(jìn)，電網(wǎng)一體化運(yùn)行特征愈發(fā)明顯，電網(wǎng)調(diào)度控制中心所能獲取的信息資源越來越豐富，電網(wǎng)設(shè)備監(jiān)控分析可利用的信息源也越來越多，對電網(wǎng)實(shí)施集中分析決策、多專業(yè)間業(yè)務(wù)協(xié)作和跨調(diào)度機(jī)構(gòu)工作協(xié)同等需求更加迫切。

上海電網(wǎng)是特大城市電網(wǎng)，集中監(jiān)控的各電壓等級變電站數(shù)量達(dá)千余座，傳統(tǒng)依靠調(diào)控員人工統(tǒng)計(jì)分析電網(wǎng)運(yùn)行信息的管理模式，受人員少、科學(xué)量化數(shù)據(jù)少等因素制約，存在分析精確度不高、響應(yīng)不及時(shí)等問題，已不能適應(yīng)當(dāng)前特大城市電網(wǎng)集中監(jiān)控的要求。因此，利用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)手段，大幅度提高監(jiān)控信息分析智能化水平，為集中監(jiān)控運(yùn)行提供更加有效和實(shí)用的技術(shù)支撐，就成為新形勢下的必然要求。

形成智能化的多源數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理模式

從2016年1月起，國網(wǎng)上海市電力公司領(lǐng)銜開展“基于大數(shù)據(jù)的調(diào)控系統(tǒng)設(shè)備監(jiān)控分析與評估技術(shù)研究”。今年6月，項(xiàng)目中期匯報(bào)會召開，可實(shí)現(xiàn)設(shè)備監(jiān)控7個(gè)方面的核心業(yè)務(wù)，且整體研究正向著2017年年底前完成系統(tǒng)上線、2018年全面完成項(xiàng)目驗(yàn)收的目標(biāo)穩(wěn)步前進(jìn)。

那么，大數(shù)據(jù)是如何與設(shè)備監(jiān)控相結(jié)合的，其實(shí)效又體現(xiàn)在哪些方面呢？

此前，上海市、地兩級調(diào)控機(jī)構(gòu)在開展日常生產(chǎn)運(yùn)行及管理工作中需要使用D5000監(jiān)控系統(tǒng)、OMS系統(tǒng)、AVC系統(tǒng)、PMS2.0系統(tǒng)、操作票等多個(gè)系統(tǒng)，各系統(tǒng)獨(dú)立運(yùn)作且互不關(guān)聯(lián)。多年來，這些系統(tǒng)已產(chǎn)生了1200多天的氣象信息、50多萬臺（條）設(shè)備信息、8億多條遙測數(shù)據(jù)和大量的非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，并且每天都有新信息產(chǎn)生。這些信息體量龐大，僅遙測數(shù)據(jù)就已累計(jì)有2T。

這些系統(tǒng)雖然在日常工作中為調(diào)控員掌控全局、發(fā)現(xiàn)問題、正確操控、化解危機(jī)發(fā)揮了重要作用，但是數(shù)據(jù)彼此之間的關(guān)聯(lián)程度有限，無法更好地發(fā)揮數(shù)據(jù)價(jià)值，此外，大量數(shù)據(jù)需要人工分析的介入，處理效率和效果受到限制。

在調(diào)控一體化的背景下，省級以上調(diào)控中心對設(shè)備監(jiān)控的智能化提出了更高的要求，客觀上需要進(jìn)一步改善調(diào)控?cái)?shù)據(jù)底層數(shù)據(jù)模型，建立適用于大數(shù)據(jù)分析的設(shè)備監(jiān)控大數(shù)據(jù)模型，支持基于監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的變電站設(shè)備運(yùn)行大數(shù)據(jù)分析，提高調(diào)控系統(tǒng)設(shè)備監(jiān)控技術(shù)水平，提升對電網(wǎng)調(diào)控運(yùn)行決策的支撐能力。

《國家電網(wǎng)公司“十三五”調(diào)控運(yùn)行規(guī)劃》中提出，“深化設(shè)備監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)應(yīng)用，研究基于大數(shù)據(jù)的監(jiān)控設(shè)備運(yùn)行趨勢預(yù)測技術(shù)，實(shí)現(xiàn)監(jiān)控設(shè)備故障發(fā)展的早期征兆性預(yù)警與趨勢智能預(yù)測”。根據(jù)規(guī)劃方略，在國家電力調(diào)度控制中心的支持下，國網(wǎng)上海電力率先開展了“基于大數(shù)據(jù)的調(diào)控系統(tǒng)設(shè)備監(jiān)控分析與評估技術(shù)研究”，將包括D5000系統(tǒng)、OMS系統(tǒng)、AVC系統(tǒng)、PMS2.0系統(tǒng)等在內(nèi)的多個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行貫通與集成，實(shí)現(xiàn)了不同系統(tǒng)設(shè)備數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理、綜合利用。

在多源數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理的基礎(chǔ)上，國網(wǎng)上海電力已借助此項(xiàng)研究開展包括電壓監(jiān)視業(yè)務(wù)、信息監(jiān)視業(yè)務(wù)等7項(xiàng)業(yè)務(wù)在內(nèi)的設(shè)備監(jiān)控業(yè)務(wù)分析智能轉(zhuǎn)型工作，實(shí)現(xiàn)了監(jiān)控運(yùn)行業(yè)務(wù)的智能化和監(jiān)控分析業(yè)務(wù)的智慧化。

智能化監(jiān)控運(yùn)行實(shí)現(xiàn)快速響應(yīng)

在傳統(tǒng)監(jiān)控運(yùn)行監(jiān)視業(yè)務(wù)開展的過程中，常常存在判斷手段缺失、冗余信息量大等問題，給調(diào)控員的工作帶來了不小干擾。而通過采用大數(shù)據(jù)云計(jì)算、大數(shù)據(jù)標(biāo)簽等技術(shù)，能夠有效解決這些問題。

以電壓監(jiān)視業(yè)務(wù)為例。電壓是電能質(zhì)量的一項(xiàng)基本指標(biāo)，一旦出現(xiàn)持續(xù)的電壓越限，調(diào)控員應(yīng)當(dāng)迅速發(fā)現(xiàn)并找出原因，進(jìn)而對癥下藥，使電壓恢復(fù)到正常水平。傳統(tǒng)方法中，監(jiān)控員基于D5000監(jiān)控系統(tǒng)告警信息開展電壓越限監(jiān)視工作，但是，D5000系統(tǒng)設(shè)置的電壓越限告警閾值和AVC系統(tǒng)的動(dòng)作觸發(fā)閾值不一致，當(dāng)D5000告警出現(xiàn)時(shí)，監(jiān)控員難以通過AVC系統(tǒng)動(dòng)作情況來判斷電壓越限實(shí)際情況，容易造成漏監(jiān)視，影響電網(wǎng)安全。

監(jiān)控大數(shù)據(jù)相關(guān)技術(shù)能夠結(jié)合AVC系統(tǒng)設(shè)置的電壓閾值、AVC系統(tǒng)自動(dòng)投切日志、無功設(shè)備臺賬、閉鎖信息等數(shù)據(jù)，利用標(biāo)簽技術(shù)服務(wù)，對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效越限、無效越限、AVC動(dòng)作存疑越限等實(shí)時(shí)標(biāo)記，系統(tǒng)可根據(jù)標(biāo)記的結(jié)果自動(dòng)篩除無效及冗余數(shù)據(jù)，只推送待處理的有效信息給監(jiān)控員。由此，不僅解決了電壓越限告警有效性判別及分析手段缺失的問題，而且大量精簡了告警信息量，數(shù)據(jù)篩選正確率達(dá)100%。6月，上海電網(wǎng)電壓越限告警總數(shù)為312827條，經(jīng)過大數(shù)據(jù)的智能化篩選后，需監(jiān)控員關(guān)注的告警信息精簡為70551條，僅占告警總數(shù)的22.6%。

信息監(jiān)視業(yè)務(wù)方面的這一效果同樣明顯。6月，上海電網(wǎng)的500千伏事故、異常、變位、越限告警總數(shù)分別為3068條、21070條、3776條、233476條，經(jīng)過數(shù)據(jù)分析后，需監(jiān)控員關(guān)注的告警信息分別精簡為286條、6484條、1665條、39090條。變電站設(shè)備的事故、異常等運(yùn)行信息得到有效辨識，辨識后的事故有效信息量可縮減到信息總量的10%左右，解決了干擾、冗余信息量大的問題。

智慧化監(jiān)控分析實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)判別

傳統(tǒng)監(jiān)控事故分析業(yè)務(wù)缺少統(tǒng)一的數(shù)據(jù)綜合調(diào)閱分析平臺，這是監(jiān)控員面臨的一個(gè)困境。當(dāng)事故發(fā)生后，監(jiān)控員不僅需要多頁面調(diào)閱D5000告警信息、故障錄波信息、PMU動(dòng)作信息等資料，而且信息之間的關(guān)聯(lián)程度不高，難以滿足調(diào)度對電網(wǎng)的實(shí)時(shí)控制能力和事故處理水平日益提高的監(jiān)控分析需求。

監(jiān)控大數(shù)據(jù)相關(guān)技術(shù)通過整合OMS系統(tǒng)調(diào)控日志事故記錄、設(shè)備檢修記錄、設(shè)備缺陷參數(shù)等大量數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)事故信息時(shí)序模板，對本站及跨站間信息進(jìn)行時(shí)序比對，形成不同工況下的事故智能分析邏輯，可同時(shí)對事故信息進(jìn)行智能評價(jià)。

操作監(jiān)視業(yè)務(wù)同樣受益。以前，監(jiān)控員對斷路器遙控能力缺少實(shí)時(shí)判別和監(jiān)視的手段。這是因?yàn)殡娋W(wǎng)設(shè)備遙控試驗(yàn)記錄數(shù)據(jù)和電網(wǎng)實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)獨(dú)立在OMS與D5000兩個(gè)系統(tǒng)中，監(jiān)控員需在調(diào)閱多個(gè)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，人工判斷設(shè)備是否具備遠(yuǎn)方遙控的條件，因此在常態(tài)化操作及事故處理時(shí)無法快速判斷設(shè)備是否可控，影響操作成功率。

而監(jiān)控大數(shù)據(jù)技術(shù)則將相關(guān)數(shù)據(jù)大量整合，并設(shè)計(jì)設(shè)備遙控條件的檢索邏輯規(guī)則，實(shí)現(xiàn)設(shè)備是否具備遙控條件的一鍵式查詢功能，設(shè)備遙控條件檢索無支撐手段的問題得到解決?，F(xiàn)在，監(jiān)控員在每次執(zhí)行遙控操作前，均可對設(shè)備的遙控條件進(jìn)行檢索，檢索結(jié)果會詳細(xì)列出設(shè)備不具備遙控條件的原因，輔助監(jiān)控員做相應(yīng)的計(jì)劃調(diào)整及相關(guān)問題反饋，有效提升設(shè)備遙控操作的成功率。

此外，借助新型監(jiān)控分析與評估技術(shù)，可以幫助調(diào)控員在缺陷判定業(yè)務(wù)中，以監(jiān)控信息基準(zhǔn)點(diǎn)表與缺陷關(guān)聯(lián)關(guān)系為基礎(chǔ)，結(jié)合有效的告警信息自動(dòng)生成新的監(jiān)控缺陷記錄；在家族性缺陷分析業(yè)務(wù)中，通過定義設(shè)備型號、生產(chǎn)批次、告警信息、缺陷原因等匹配規(guī)則，綜合分析同一批次設(shè)備發(fā)出同類告警信息或同類缺陷的頻度，發(fā)現(xiàn)并自動(dòng)推送相應(yīng)的疑似家族性缺陷記錄；在設(shè)備缺陷及故障預(yù)警業(yè)務(wù)中，實(shí)現(xiàn)設(shè)備缺陷數(shù)據(jù)、設(shè)備故障數(shù)據(jù)、遙信遙測數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)等相互關(guān)聯(lián)，形成缺陷、故障預(yù)判的模型。這些，都將有力提升電網(wǎng)監(jiān)控智能智慧化水平，有效輔助調(diào)控員在紛繁復(fù)雜的數(shù)據(jù)中監(jiān)控電網(wǎng)運(yùn)行情況。