质量预警地图的大数据分析应用研究

陈兵 黄丽 段若晨 童林白 王定

【摘要】研究主要通过对上海市电力公司各部门及各分公司目前的质量事件上报、调查及处理的现状调研分析，结合国网公司、上海公司对质量管理的相关要求，运用质量地图的理念与方法，开展对公司质量事件的产生形成和实现全过程监督管理研究。以数据分析为手段，为质量事件的控制以及相关安保措施的提出提供参考。

【关键词】大数据分析；质量管理；质量事件

做为质量地图信息数据来源的重要来源，质量事件数据库是质量地图最终成果展现的重要组成部分，安保部作为质量事件信息收集整理的重要环节，从数据信息的收集质量、整理逻辑、展示方案、应用拓展四个方面来深化质量地图的应用，依托当前大数据的分析手段，深挖可能存在的隐患，降低电网运行风性，从而更有效的促进电网系统安全运营。

一、主要做法

（一）改善质量事件数据收集质量，简化后续数据处理难度

1.建立质量监督信息系统，统一上报路径，完善质量事件信息库

质量监督管理应用系统是在现有的系统基础上，改造和构建统一的电力可靠性业务管理和信息交换平台，目的是以实现资产全寿命周期安全、效能、成本综合最优为目标，对电网工程建设质量、设备运行质量、服务质量等进行全过程监督、检查、评价和考核，促进各项相关工作协调开展和互相促进，持续提升电网建设、运行、服务质量。

质量监督管理信息系统主要由首页、关键指标考核、关键指标报送、关键指标审核、关键指标管理、质量事件报送、质量事件审核、质量事件管理、综合管理、资料管理十个主要模块构成。

2.规范质量事件申报格式，统一条目内容，明确分析主体

从质量事件的定义来看，质量事件是规划建设、物资采购、运维检修、电能管理、营销服务等过程中，各相关方违反有关法律法规、制度标准或管理要求，因质量不能满足使用要求和使用程度，对电网建设、安全运行、可靠供电和优质服务等造成损失、危害和影响的事件。由工程、物资、运检、电能、服务五类质量事件组成，分为一至八级。我们可以看到由于质量事件申报所涉及的相关内容较为复杂，在之前的申报过程中由于不同地区的申报格式差异较大，给之后的质量事件数据分析造成了非常大的困难。为保证数据库的逻辑有序，项目组编制了《国家电网公司质量事件报告填报规范》对质量事件的申报提出了完整性、准确性、及时性的三大要求。

（1）完整性要求：应严格按照系统要求填写字段，系统必填字段非空，避免遗漏。

（2）准确性要求：应行文规范、准确、专业，语言简洁、突出重点，避免语法错误及文字错误，避免口语化表述，注意语句间的逻辑关系，层次清楚，意思明了，衡量数据的正确程度，数据是否在合理取值范围内。

（3）及时性要求：330千伏及以上电压等级事件应在事件发生后24小时内填报质量事件快报，且在事件发生后12小时内通过电话、短信、邮件等形式向总部安质部做即时报告；220千伏及以上电压等级质量事件要求发生后72小时内填报质量事件快报。

所有事件报告应在事件发生后一个月内填报事件报告。可在事件快報填报时提出报告延期申请，最多延期至60天。

3.明确质量事件申报时限，降低数据库延时，及时反应当前电网运行状况

为兼顾质量事件数据库数据源的及时性与完整性，项目组针对质量事件申报设计了“快报”与“申报”的两种机制，各级用户在质量事件发生后依据事件发生等级分别填写质量事件快报和质量事件报告。质量事件快报的要求在于快速有效的将发生的事件向上级汇报，然后由上级领导审核定是否为质量事件，并将其归档。用户上报了质量事件快报后，才可以填写、上报对应的质量事件报告。一条质量事件决报数据只对应一条质量事件报告。

4.设立质量事件申报评分制度，激励数据录入源持续规范

为保证一线基层人员的质量事件录入规范，项目组设计了针对事件申报的评分制度，实时反馈相关报告的录入质量，并作为一种考核手段保证质量事件相关数据的收集质量.

（二）明确质量事件分析逻辑，优化质量事件分析结果

1.物资专业质量信息综合分析

（1）分别统计220kV及以上、110kV、35kV、10kV及以下质量事件数量，展示发生质量事件设备电压等级分布。

（2）统计设备供应商发生质量事件数量情况、造成损失情况，对其中前十家单位进行展示。

（3）按设备类别统计设备供应商发生质量事件数量情况、造成损失情况，对其中前十家单位进行展示。设备类别跟据质量事件系统对设备类别的分类，包括：换流设备、变电设备、输电设备、发电设备、配电设备、用电设备、辅助设备、设备。具体类别可根据质量事件系统现有设备多级分类进行细化统计。

（4）按设备类型统计质量事件数量分布和造成损失情况。设备类别跟据质量事件系统对设备类别的分类，包括：变压器、电抗器、断路器、电压互感器、电流互感器、隔离开关、耦合电容器、避雷器、阻波器、母线、组合电器（GIS）、开关柜、继电保护及安全自动装置、远动通信、其他。具体类型可根据质量事件统现有设备多级分类进行细化统计。

（5）按设备投运状态统计展示质量事件数量分布：在运、停运、未投运统计设备质量事件情况。

（6）按设备投运年限统计展示质量事件数量分布：十年以上、5-10年、5年以下、1年以下。

（7）统计计算损坏设备平均修复时间，显示本时间周期（可为年、季、月、周、24小时）和上2个时间周期的平均修复时间。

2.工程专业质量信息综合分析

基于质量事件管理系统，对工程专业展示的基本内容进行设计，确定数据来源和统计方法制定。

（1）分别统计基建、技改、用户出资、大修、其他这五类工程质量事件数量，展示其分布比例。

（2）分别统计工程质量事件严重程度：严重、较严重、轻微的事件数量，显示其分布比例。

（3）统计平均工程质量事件延误合理工期天数，显示本时间周期（可为年、季、月、周、24小时）和上2个时间周期的平均延误合理工期。

3.服务专业质量信息综合分析

按服务类型统计质量事件分布，服务类型包括：营业、工询、设计、工程、抢修、停电通知、其他。

（1）统计显示本时间周期，以及上两个周期的用户投诉次数。

（2）统计造成省级以上的社会影响次数。即质量事件系统中：省级政府有关部门（单位）专题通报批评、行政处罚次数。

4.对运检专业质量信息综合分析

（1）统计减供负荷。进行本周期和上两个周期的环比分析。

（2）统计少送电量（KW·H）进行本周期和上两个周期的环比分析。

（3）统计停电时户数总量，（每条质量事件记录的停电户数（户）与延迟送电（小时）的乘积）。进行本周期和上两个周期的环比分析。

5.电能专业质量信息综合分析

引用电能质量在线监测系统中的质量分析信息。

6.质量预警地图分级预警及大数据评估分析

（1）对各网省公司、各单位的质量情况分五级预警进行预警（用红、橙、蓝、黄、绿表示）。

（2）衡量指标：用亿元资产质量事件加权值，衡量各网省公司质量水平。等于各等级事件全部质量事件的权重之和，再除以某网省资产规模。

计算公式：

（3）分档预警：以国网公司2015年总体亿元资产质量事件加权值为标准值。运用功效系数法，对全国网各网省公司亿元资产质量事件加权值设定四档预警标准。

（三）设计综合数据展示方案，直观展现分析结果

1.质量预警地图顶层架构

质量预警地图系统是一套全面提升国家电网公司质量监督管理效能的系统，系统集全面展示、深度分析、便捷查询、实时监控、科学预警和报告生成等功能于一体，有效挖掘提升质量事件管理系统现有数据和信息，为质量监督管理提供清晰、直观、高效地管理平台。围绕“一强三优”现代公司的战略目标，明确支撑战略目标的重要因素，按电网状况、资产质量、服务水平、业绩水平四个企业级的监测维度，细分至企业级关注点，开展综合绩效监测。

企业级综合绩效监测以公司企业负责人业绩考核、同业对标、部门运营管理绩效为基础，以公司战略目标、业务协同能力以及政府监管为导向，设计企业级综合绩效的监测对象及内容。

质量预警地图系统总体构架分四层，分别为客户层、支持层、应用层和数据层。客户层由国网用户和网省公司用户组成，针对这两个特定用户，系统为此开设了两个用户权限。客户层主要通过PC机以及操作系统实现。应用层主要实现了系統的六大功能，即全景展示、指标监控、分级预警、信息查询、综合分析和生成报告功能。应用层的执行载体是服务器和操作系统等。数据层主要为系统的数据库，系统的数据源主要来自于质量事件系统、电能质量在线监测系统和其它系统。数据层的执行载体为数据库服务器和存储器服务器等

2.质量预警地图全面展示方案

质量预警地图系统需分三个层面展示呈现公司质量管理信息。其中一级界面为系统主界面，呈现国网或网省层面的汇总质量结果信息。二级界面是一级界面的信息内容的展开，通过一级界面可链接至二级界面，通过二级界面可链接至三级界面，依次类推。而每个界面由不同模块组成。

根据用户权限不同，系统界面分国网用户和网省公司用户两套，两个层面的用户登入系统后由于权限不同，展示的范围也不同。

3.质量预警地图综合分析展示方案

统计展示网省质量事件五等级预警分布、各网省公司质量事件数量、各网省质量事件加权值、质量事件设备电压等级分布、质量事件等级分布等。

按一定的时间维度（年度、季度、月度、周、24小时）和空间维度（从国网总体、各单位）之下，对质量事件系统管理的各类质量事件进行综合分析。通过多样化图表进行展示分析。

4.质量预警地图数据查询展示方案

项目设计通过多维度，个性化查询公司质量情况数据。

5.质量预警地图实时指标监控展示方案

对于质量监督管理的重点指标进行实时监测，并通过图表或TOP10等形式在主要界面清晰展示，以便管理人员直观了解相关信息，及时做出必要管理决策。

6.质量预警地图报告生成方案

质量预警地图系统根据质量事件系统的实时数据生成固定模板的报告，包括每日晨报（包含24小时内质量事件发生数量、分专业密度情况）、质量问题月报、季报、年报等，为公司质量管理的分析决策等提供支撑。

24小时报告主要基于24小时内公司接收的质量事件快报的内容生成。对质量事件快报注重时效性，反映质量关键信息。

月报、季报、年报基于公司质量事件正式报告生成，注重事件信息的完整性、准确性。

二、应用成效

建立质量预警地图，建立实时化、可视化、多维度的质量信息和质量事件的预警应用模式。基于公司各专业质量信息数据的大数据梳理结果，建立质量预警分析逻辑，明确分析方法。明确质量预警地图多维展示内容，根据需求建立质量预警定期分析报告模板，提供系统自动生成。