供电可靠性停电事件实时智能分析及监控系统研究

周一聪

摘  要：可靠性是衡量电厂供电性能的重要指标之一，可以用于衡量电厂对用户连续供电的能力。该文分析了停电事件发生时的供电可靠性情况，分析引发停电事件的原因以及提高供电可靠性的方法，此外，针对供电可靠性停电事件，设计了实时智能分析方案以及供电监控系统，以期为行业内相关工作人员提供参考和借鉴。

关键词：供电可靠性;停电事件;实时智能分析;监控系统

中图分类号：TM732            文献标志码：A

0 引言

随着经济社会的进步和发展，各行各业对电力的需求日渐增长，对电力可靠性提出了更高的要求[1]。停电事件发生的频次可用于衡量用电可靠性，而可靠性是衡量供电性能的重要指标之一，可以用于衡量对用户连续供电的能力[2]。在电力领域，停电管理已成为用电管理的重要组成部分，引起了行业内工作人员的充分重视，因此需要提高供电质量和持续性，减少停电事件发生的频次，从而最大程度地提高供电可靠性，保证各行各业用户的用电需求[3]。

在当前大数据技术高速发展的时代背景下，部分省市供电局已经率先结合大数据技术，发展以数据驱动为关键技术的停电管理方法，建立停电过程的实时监控平台，实现对停电事件的实时智能分析，力求在发生停电事件后，尽快监测到，并采取合适的应对措施，从而最大程度地减少不必要的损失。基于以上发展背景，本文首先分析了停电事件发生时的供电可靠性情况，分析引发停电事件的原因以及提高供电可靠性的方法。随后针对停电事件，参考当前某些省市在电力管控领域的实践经验，设计了实时智能分析方案以及供电监控系统，以期为行业内相关工作人员提供参考和借鉴，从而更好地保障用户的用电需求，提高供电服务的质量和可靠性[4]。

1 停电事件发生的原因

停电事件发生的原因主要包括电网结构的影响、电力设备的定期检查维护、电力线路突发故障以及变压器突发故障等方面[5]。其中，电网结构的影响主要表现在由于某些电网的供电形式为“多对一”，即多台变压器合作对一个用户供电，当电网中的一个甚至多个变压器发生故障时，其他变压器也将受到影响，无法承受原有的所有变压器所携带的电荷，继而无法正常供电，降低了供电系统的可靠性，如果发生电网结构故障的供电线路涉及多个用户，这就意味着一次停电将给很多用户带来损失，大大影响供电可靠性。对于非单线段停电故障来说，可以汇总线路下所有的停电线段，根据线路对线段停电事件进行归集，分析归集后，分析在停电时间段内发生停电线段的比例，如果70%以上的线段停电，则判断为线路停电事件。同时结合配电自动化主站的开关变位信息进行验证，分析线路停电的有效性。如果发生电网结构故障的供电线路仅涉及个别用户，这就意味着个别用户的用电需求在长时间内将得不到满足，严重影響正常的生产和生活，可见，电网结构的变动，将直接影响到供电可靠性，用户的供电需求得不到满足，进而影响用户的生产和生活。电力设备的定期检查维护是保证供电可靠性的一个必要环节[6]，然而，这也可能导致停电事件的意外发生，通过对供电设备和供电环节的科学管理，可以有效减少因电力设备的定期检查维护引发的停电事件，即使用“电力设备的状态检查与维护”代替传统的定期按计划检查与维护，这种新型的检修方案一方面节省了人力、物力和财力，有利于供电企业将节省下来的经济成本用在其他方面，另一方面，也避免了因传统检修带来的停电事件的发生，此外，如果仍需按照传统的定期按计划检修方案工作，可以事先在电线杆和关键线路前安置警示牌，避免发生不必要的安全事故。电力线路突发故障主要表现为线路熔断器的分合操作不当、接地故障、短路故障、断线故障以及外力破坏等。变压器突发故障主要表现为配电变压器铁芯发生短路故障、断线故障、电缆关键部位短路故障、真空断路器故障以及电压互感器故障等。

2 供电可靠性停电事件实时智能分析

目前供电可靠性基础台账数据管理工作已基本符合管理要求，但是仍受日常专业管理、自动采集及数据转换等技术条件的客观原因限制，从对自动集成的用户停电事件完整率分析中可以发现，自动集成完整性尚未达到理想水平，部分不完整的运行数据仍然要依靠人工补录，占用大量的人力资源，同时由于人工操作的不确定性，给数据完整、准确性和及时性管理带来较大困扰。因此需要建立停电智能管理平台，实现对供电可靠性停电事件的实时智能分析，建立停电智能管理平台的准备工作有2步。1）采集停电事件数据，既包括高压停电数据，也包括低压停电数据（如图1所示），相关工作人员对采集到的停电数据进行分析、比对，避免类似原因导致的停电事件重复发生。2）计算用户停电时间，这是提高用电可靠性，减少用户停电事件的前提和基础，在该步骤上，南方电网公司的技术和流程较为成熟。在完成采集停电事件数据与计算用户停电时间等准备工作后，即可开始建立停电智能管理平台，当某处发生停电事件时，平台将快速响应停电信息，从而实现对供电可靠性停电事件的实时智能分析。

停电智能管理平台往往采用J2EE系统架构，即B/A/S层，这种面向服务的体系架构，在很大程度上提高了系统和模块的移植性和复用性，避免了传统基于技术的解决方案存在的问题，将用于处理业务的模块与数据处理模块分开管理，避免了因某个模块出现差错而导致整个系统瘫痪，提高了整个停电智能管理平台的处理能力和服务效果，同时，大大降低了该智能平台的开发和维护难度，提高了软件的可用性。此外，基于面向服务的架构技术，能够明显扩展智能平台的应用范围，提高系统运行的效率，主要依赖于2个方面。1）基于面向服务的架构技术能够实现各个子系统平台的有机结合，方便停电智能管理平台内部的互联互通，使整个系统更加规范、有序，基于面向服务的架构技术属于传统B/S模型的扩展，同时，结合了XML语言和WebService服务的优势，使其能够更高效地完成各个接口之间的通信工作，大大提高了整个停电智能管理平台的运行速度和工作效率。2）智能平台使用互联网服务，并使用ESB集成服务，使整个平台系统更为灵活，因集成的资源有各自的安全协议，因此整体的安全性也得到很大提高。

3 供电可靠性停电事件监控系统

电能质量在线监测系统实现了信息系统之间的数据共享与业务融合，促进了业务过程的监督与管理，并实现了电网安全风险的在线分析和预警，提升了电网安全运行和供电服务水平。通过自动采集供电停电事件数据，改变了运行数据人工录入采集的管理方式，提高了数据采集的稳定性和时效性。结合当前时代发展背景，使用大数据、云计算和人工智能技术开发停电事件监控系统，可以提高供电可靠性，即相关工作人员通过对电能质量的实时在线监测、对各部位量测数据的准确分析、对停电事件的及时报道和检修，根据配电网模型，结合多源大数据，基于云计算和人工智能技术，开发停电事件监控系统，从而实时分析电网的运行情况，提高相关工作人员监测停电事件的及时性、完整性和准确性，提高供电可靠性，保证用户的用电需求。具体来说，在开发停电事件监控系统时，会涉及数据平台的分布式存储和并行计算技术，需要将停电事件、电网数据等相关信息传输到内存中，按照既定规则对其进行有效性分析，最终完成对整个电网中停电事件的实时、准确监控。

4 结论

停电将给很多用户带来损失，大大影响供电可靠性，使用户的用电需求在长时间内得不到满足，严重影响正常的生产和生活，实时监控停电事件具有重要的作用和价值。本文首先分析了引发停电事件的原因，主要包括电网结构的影响、电力设备的定期检查维护、电力线路突发故障以及变压器突发故障等方面，此外，主要介绍了停电事件实时智能分析管理中可能涉及的技术，如J2EE技术规范，结合WebService、Java开发技术、负载均衡技术等较为先进且成熟的技术，利用大数据技术实现中压停电事件的智能分析与自动补全，有效地保证了供电可靠性运行数据的完整、及时和准确，促进供电可靠性的管理以及实际电网的规划建设，建立停电智能管理平台，实现对供电可靠性停电事件的实时智能分析，很大程度地节约了人力、物力和财力，以期为行业内相关工作人员提供参考和借鉴。

参考文献

[1]赵永生，秦浩，甘德志，等.基于大数据技术的供电可靠性中压停电事件实时智能分析研判与增益研究[J].电力大数据，2019，22（3）：19-24.

[2]李程.莱芜配电网故障停电指标优化及可靠性提升措施研究[D].济南：山东大学，2019.

[3]曾议，高方景，赵永生，等.供电可靠性停电事件采集有效性分析及提升措施研究[J].华东科技：综合，2018（2）：212.

[4]唐瑞偉，王向东，郑大鹏.提高电能质量在线监测系统供电运行数据集成确认准确率[J].农村电气化，2015，341（10）：46-47.

[5]盛银波，仲立军，张利庭，等.基于停电明细数据的配电网可靠性监测与研究[J].浙江电力，2017，v.36;No.260（12）：75-79.

[6]李晋杰.供电可靠性指标分析及应用提升措施研究[J].通讯世界，2018，No.334（3）：195-196.