基于数据驱动的供电服务模式研究

王 冲，赵宏伟，霍 爽，王 鹏

（国网天津市电力公司城南供电分公司，天津 300202）

数据驱动是一种新型的数据组织方式，可用一个存储数据库作为起始节点，对所有下级从属数据库结构进行相互关联处理，且由于测点标签的不同，一个信息参量往往可以同时对应多个传输节点。从宏观角度来看，数据驱动技术的应用适应性相对较为广泛，可在疏通堆积信息的同时，对原有数据传输信道进行有效疏通，一方面大大增强了存储数据的稳定传输能力，另一方面也可为网络数据信息提供了更为广阔的存储空间[1]。就目前的发展形式来看，数据驱动技术主要应用于供电服务、电量存储、电压转换等多个领域。

供电服务的实现需要电力生产部门、客户端设备两个纽带结构的共同配合，且作为电网经营的关键执行步骤，能够较好保障电力传输应用的安全性[2]。传统能源型供电服务体系通过计算用户数量的方式，确定电网高压端的输出电压水平，再借助J2EE分布式平台，对已存储的应用电子量进行初步的分配与调试。然而该方法很难有效控制高、低压转换过程中的电子量损失行为，易导致电量传输效率值的持续下降。为解决此问题，引入数据驱动技术，建立一种新型的供电服务模式，在电子传输步长值参量的支持下，对驱动电量差数值进行精准计算，再联合B/S 架构，实现对电压供应量数值、电流供应量数值的研究与分析。

1 数据驱动技术应用原理

数据驱动技术的应用原理研究由供电方向分析、电子传输步长值计算、驱动电量差确定3 个步骤共同组成，具体操作方法如下。

1.1 供电方向

供电方向是指应用电子在配电网环境中的实际传输方向，由于高压输入量、低压输出量、电压均值、电流均值等多项物理指标的共同影响，供电方向并不一定始终保持绝对稳定的存在状态。在特定应用环境中，该项物理参量存在较强的可变动能力，一般情况下，起始电量的供应数值水平越大，最终底层消耗设备所接收到的传输电量的可变性能力越强，反之则越弱[3-4]。在不考虑其他干扰条件的情况下，供电方向定义式受到电信号驱动系数、电子数据参量值两项物理指标的直接影响。电信号驱动系数常表示为λ，作为稳定性应用指标，该项物理量的数值水平不会随电子传输时间的改变而出现变化。电子数据参量值长表示为Eˉ，在既定电网供应环境中，该项物理量始终以均值形式存在，且其物理量的数值越小，最终所定义供电方向表达式的应用可靠性也就越强。联立上述物理量，可将基于数据驱动的供电方向表达式定义为：

式中，q0代表最小的电压输入系数，qn代表最大的电压输入系数，n代表应用电子量的实际传输次数，G1、G2代表两个不相关的电子量传输指标参量，α代表幂次项供电参量值。

1.2 电子传输步长值

电子传输步长值规定了电子量在单位时间内的最远传输距离，一般情况下，该项物理量的数值水平越高，供电服务模式的实际应用能力也就越强，反之则越弱。在已知供电方向的前提下，电子传输步长值同时受到电压极值、电流极值两项物理指标的直接影响[5-6]。电压极值由Umax、Umin两部分共同组成，其中前者的数值定义与电网高压输入端的电量水平直接相关，而后者的数值定义与电网低压输出端的电量水平直接相关。电流极值由Imax、Imin两部分组成，其中前者的数值水平越高电网环境中的数据驱动能力也就越强，而后者的数值水平越高电网环境中的数据驱动能力也就越弱。在上述物理量的支持下，联立式（1），可将电子传输步长值计算结果表示为：

其中，w代表供电网环境中的电量数据驱动系数，β1、β2分别代表两个不同的应用电子量传输系数。

1.3 驱动电量差

驱动电量差描述了供电体系高压输出端与低压输出端间的物理电压差值，随电子传输步长值的增大，该项物理量的数值水平也会逐渐提升，直至与配电网系统的供电方向定义式完全匹配。所谓驱动电量差其实际定义过程受到压降系数、供电服务周期两项物理指标的直接影响[7-8]。压降系数常表示为，通常情况下，该项物理指标具有较强的可变适应性，可随供电服务模式应用时间的延长，而出现明显的数值增大变化趋势。供电服务周期常表示为 |T|，在固定配网环境中，该项物理量始终具备较强的应用稳定性，不会随电子传输步长值的增大而出现明显的上升或下降趋势。在上述物理量的支持下，联立式（2），可将驱动电量差表达式定义为：

式中，a0代表电子驱动参量的下限极值，an代表电子驱动参量的上限极值，Lmin代表最小的供电定义项系数，代表供电定义项均值，f代表单位时间内的电子量驱动行为指标。

2 供电服务模式

在数据驱动原理的支持下，按照B/S 架构搭建、电压供应量计算、电流供应量求解的处理环节，实现新型供电服务模式的顺利应用。

2.1 B/S架构

B/S 架构是支撑供电服务模式搭建的基础执行结构，由电网数据库、配电网络、供电客户端以及多级服务器4 个组织体系共同组成。其中，电网数据库能够记录电信号数据在单位时间内的实际传输行为，并可将未完全消耗的传输电子量记录于该原件设备结构之中[9-10]。多级服务器包含驱动服务器、供电服务器与数据服务器3 种连接形式，前两者可与电网数据库直接相连，在调取其中存储应用电量的同时，将剩余电信号数据反馈至下级设备元件之中。配电网络能够较好统筹驱动服务器、数据服务器及供电服务器中的电信号数据，并可将临时存储文件直接转换成长期存储文件[11]。供电客户端存在于B/S 架构底部，负责消耗由配电网络传输来的应用电子量。B/S 架构如图1 所示。

图1 B/S架构示意图

2.2 电压供应量

电压供应量是指供电服务模式中，应用电压数值在单位时间内的实际堆积数量，由于B/S 应用架构的影响，已累计的电压数值越大，配电网络所具备的电信号数据驱动能力也就越强，反之则越弱。在实际传输过程中，不同供电客户端内的电阻数值水平有所不同，且电阻数值相对较大的供电客户端，能够分得更多的传输电压值，而电阻数值相对较小的供电客户端，则只能分得较少的传输电压值[12-13]。设u0代表供电服务节点的起始电压数值，u∞代表供电服务节点的终止电压数值，在数据驱动原理的作用下，u∞＞u0的理论定义式恒成立，规定Rˉ代表供电服务模式中的连接电阻均值，联立式（3），可将电压供应量数值表示为：

式中，Rj代表一个随机已接入电阻的实际阻值水平，j代表该电阻所处的地点位置系数，ϕ代表既定的电信号服务指标，ΔG代表单位时间内的传导电子变化量。

2.3 电流供应量

电流供应量是指供电服务模式中，应用电流数值在单位时间内的实际堆积数量，由于B/S 应用架构的影响，已累计的电流数值越大，配电网环境中的电压累积量也就越大，即电信号数据驱动能力越强[14-15]。由于传输电流属于一种可变性极强的从属变量，因此在供电服务模式中，数据驱动量、电量传导能力等条件都会对电流供应量的计算数值造成直接影响[16]。设i0代表供电服务节点的起始电流数值，i∞代表供电服务节点的终止电流数值，在数据驱动原理的作用下，i∞＞i0的理论定义式恒成立，规定代表既定的电信号驱动特征值，联立式（4），可将电流供应量数值表示为：

3 实用能力分析

为验证基于数据驱动供电服务模式的实际应用能力，进行仿真比照实验。在供电服务器主机的支持下，分别将实验组、对照组电网主机与电网输入端相连，其中实验组电网环境搭载基于数据驱动供电服务模式，对照组电网环境搭载传统能源型供电服务体系。

电子损失量数值能够反映电网高、低压转换过程中的电子量损失强度，一般情况下，电子损失量数值越大，电网高、低压转换过程中的电子量损失强度也就越大，反之则越小。表1 记录了实验组、对照组电子损失量数值的实际变化情况。

表1 电子损失量数值对比表

分析表1 可知，随着实验时间的延长，实验组电子损失量基本保持不断上升的数值变化趋势，但在实验末尾时，出现了一个极小幅度的数值下降状态，全局极大值达到48.75%。对照组电子损失量则在一段时间的数值稳定状态后，开始出现逐渐上升的数值变化趋势，全局最大值达到82.57%，与前者相比，上升了33.82%。

高、低压电量转换有效率也可反映供电环境中的电子量损失强度，一般情况下，高、低压电量转换有效率数值越大，供电环境中的电子量损失强度也就越低，反之则越高。表2 记录了实验组、对照组高、低压电量转换有效率数值的实际变化情况。

表2 高、低压电量转换有效率数值对比表

分析表2 可知，随着实验时间的延长，实验组高、低压电量转换有效率始终保持阶段性上升的数值变化趋势，全局最大值达到了94.6%。对照组高、低压电量转换有效率则始终保持不断下降的数值变化趋势，全局最大值仅能达到53.7%，与实验组最大值相比，下降了40.9%。

4 结束语

新型供电服务模式在传统能源型供电服务体系的基础上，对供电方向、电子传输步长值等物理参量进行精准计算，且由于数据驱动技术的影响，电压供应量与电流供应量数值也都得到了准确定义。从实用性角度来看，电子损失量数值的下降，高、低压电量转换有效率的上升，能够较好抑制供电环境中的电子量损失强度值，具备较强的应用可行性。