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[摘 要 ]本文中用采数据接入配网运行监控系统，通过贯通营销基础数据平台、用电信息采集系统和配网调度技术支持系统，提升配网可观可测能力，解决盲调问题，提升配网运营管控水平。主要应用功能包括配变运行负荷查询、配变停复电事件查询、配变运行状态着色、配变数据召测、配变数据透抄、故障停电研判和配变负荷趋势分析。
[关键词]配变运行数据;配变停复电事件;故障研判;负荷运行趋势分析
[中图分类号]TM764 [文献标志码]A [文章编号]2095–6487（2020）07–00–03
[Abstract]In this paper， the use of mining data access to the distribution network operation monitoring system， through the basic marketing data platform， electricity information acquisition system and distribution network dispatching technical support system， improve the observable and measurable ability of distribution network， solve the problem of blind adjustment， and improve the level of distribution network operation control. The main application functions include distribution transformer operation load query， distribution transformer outage and restoration event query， distribution transformer operation status coloring， distribution transformer data call test， distribution transformer data transparent reading， fault outage research and judgment and distribution transformer load trend analysis.
[Keywords]distribution transformer operation data; distribution transformer outage and restoration event; fault research and judgment; load operation trend analysis
目前我國的配网监控系统（即配网调度支持系统）中，配变（包括专变和公变）数据，只有很少地区的配变安装TTU监控终端，可以获取到配变的实时遥测以及停复电，断相等状态量信号。在广大的其他地区，配变数据还处于非可观测状态，总体来说，配网运行监控主站系统对配变有效感知率很低。大部分基于配网运方安排，只能凭借经验。
由于区域内配变的数量非常庞大，大范围安装TTU成本较高，对配网监控系统通信，容量的压力也很大。基于营销系统和用电信息采集系统中有稳定可用的配变准实时数据，台区停电事件，配变历史数据，营销基础数据平台中还包含户变关系和分布式电源等营销台账数据，于是2019年，国调中心和国网营销部，联合发出通知，推广用电信息采集系统数据接入配网调度技术支持系统，并试点推行配电网调度高级应用功能建设。将配变准实时信息，配变停复电事件，营销台账数据接入到配电自动化系统中，结合完整的配网调度图形模型，配网开关的实时状态信息，可以完善故障研判功能，提高配电网运行状态可观测性，有效解决盲调问题，进一步推进配电自动化实用化。
1 营配调三个系统数据互通
营配调三个系统数据互通（如图1所示），首先针对营销台账数据，通过ETL、程序接口等技术手段抽取营销中间库的配变/用户台账数据，统计营销系统的配变与配网调度支持系统里配变的匹配率，提供配变数据匹配质量管控工具，以便准确掌握配网调度支持系统与营销系统配变匹配情况，精确定位未匹配数据。
通过WebService技术从用采系统统一数据平台获取准实时数据以E文件，解析准实时负荷E文件数据，将对应的三相电压、三相电流、有功、无功8个遥测值写入调度支持系统配变表对应的域（实时库）。可对A相电流、有功功率进行15 min采样。对于影响系统提供的历史数据，解析营销系统提供的历史负荷E文件数据，将对应的三相电压、三相电流、有功、无功8个遥测值写入调度支持系统配变表对应的域（历史库）。
通过Kafka消息技术获取停复电消息。用采数据分析模块将接口获取到的数据进行分析、转换和入库。基于配变的故障研判根据分析后的数据进行研判和结果展示。
2 配变运行数据监视
2.1 配变运行负荷查询
配变准实时负荷是指每15 min从用电信息采集系统中得到的配变有功功率、无功功率、三相电流和三相电压，共8个量。从用采系统获取的电压、电流均为380 V侧的数值，其中电流为380 V侧的CT二次电流值，需要经过CT变比换算处理。查看用采接入数据时显示了380 V和10 kV（经变比转换）两侧的电流数据，查看用采曲线功能中显示的配变电流曲线为配变380 V侧一次电流值。
配网调度支持系统的配变监视功能，包括具备配变实时量测数据的处理能力，应能以可视化的界面中展示配变的准实时量测数据，应能根据配变的准实时量测数据计算配变的负载率，三相不平衡度，进行异常展示和告警。 2.2 配变历史负荷查询
配变历史负荷数据指配变有功功率、无功功率、三相电流和三相电压8个量的历史数据。由于配变准实时负荷数据的数据质量问题，配变历史负荷数据不等于准实时负荷数据的历史值，获取的是营销基础数据平台校正后的校正历史负荷数据。
由于用采系统校正历史负荷需要时间，为确保数据完整性，配变历史负荷数据存储一般是T-4的结果，即从当天算起，4天前的配变负荷数据为历史校正值，而近3天的配变负荷数据存储的是准实时负荷数据。历史数据支持人机界面查看历史曲线等可视化手段展示。
2.3 配变停复电事件查询
配变停复电事件指从用采系统中实时获取的每个配变的停电和复电信号，配变停复电事件是用采系统推送的关于配变是否停电/来电的准确信息。配变停电事件是开展故障停电研判的主要依据，但配网线路发生故障停电时，并不是停电区域所有配变都能准确发送配变停电事件信号，故配网故障停电区域需要根据配变停电事件进行综合研判。
配变停复电事件应能在人机界面上进行查询，过滤等。
3 基于用采停复电事件的故障研判
用采数据的故障研判障功能是基于终端停复电事件，研判出停电区域，分析出疑似的故障跳闸开关，基于“站-线-变-户”关系，定位停电区域受影响的用户信息。
3.1 归集停电事件
故障研判首先是归集停电时间是指故障研判功能中收集配变停电事件的时间窗。配网某一区域停电后，其中配变发送停电事件的时间可能不一致，所以需要设置时间窗，确保该区域停电事件收集完备。收集该线路下一段时间内配变停电事件，该时间窗长短可配置。
其次要判别分闸信息，分闸信号判别是指判别配网站内开关以及线路上有终端的开关是否发生实际分闸，通过分闸信号收集，标记该线路上发生的配变停电事件为实际分闸事件，对实际分闸的情况不进行故障研判。
3.2 故障区域分析
故障区域分析是指通过对发送停电事件的配变公共范围进行分析，获取这些配变供电路径上的公共上游开关，可能的故障区域即为该公共上游开关的供电路径下游区域。
完成配变停电事件归集后，对归集完成的配变停电事件进行故障区域分析，得到可能故障区域后，由于配变停复电事件上有一定的误送率和不送率。使用一定的算法来解决这个问题，大部分主站采用比例法。即可记该区域所有配变的数量N，同时记该区域内发送停电事件的配变数量为n。设η=n/N，称为研判比率值;设ε为一常数，称为研判阈值。若η≥ε，则认为该公共开关确实发生了分闸事件，其下游确已失电;若η<ε，则认为该公共开关未分闸，其下游不能确认失电。研判阈值ε是一个可以配置的参数。
3.3 匹配检修信息
故障研判还要考虑检修信息，检修判别是指判别发生配变停电事件的时间段和区域内是否存在电网检修，检修范围可通过调度运行人员挂牌范围获取。若经判定发生配变停电事件的区域存在电网检修的情况，在故障研判综合报警和记录中，会给该故障添加检修标记。
3.4 发送综合报警
故障区域分析满足设定的研判阈值ε条件后，故障研判流程结束，应通过发送综合警告知调度运行和配网运营人员。综合告警可以在配电自动化实时告警窗中查看，并推送相关线路故障详细区域。
3.5 停电时户数计算
完成故障研判分析后，通过配变复电事件可以进行该故障停电时户数计算。停电时户数计算公式为：停电时户数=Σ停电配变下的户数×该配变的停电时长。
4 基于用采配变数据的负荷运行趋势分析
每日根据历史电流采样值对所有配变数据进行负荷预测（预测配变电流数据），提前预判当日配变可能出现的重超载情况，并给出告警提示。通过配变运行趋势分析页面可以查看今日可能发生重超载的所有配变情况。相关计算公式为：
（1）配变负载率=配变低压侧最大相电流/额定电流×100 %。
（2）重载：配变负载率≥80 %且<100 %。
（3）超载：配变负载率≥100 %。
5 用采数据在调控系统中的扩展应用
5.1 负荷预测
负荷预测应支持多日期类型的（工作日、周末和假日）馈线和台區负荷预测，并支持负荷预测曲线展示，应支持根据台区配变历史数据，天气情况，节假日等，采用大数据分析技术，进行台区负荷预测。
5.2 台区可开放容量计算
根据配变额定容量和历史运行最大负荷，来计算配变可开放容量。支持待接入负荷的明细列表展示，按负荷等级，预分配容量等信息查看，支持三相可开放容量评估计算。
5.3 负荷转供
配调系统中，10 kV线路中由于DTU，FTU采集装置覆盖率有限，无法观测到全模型数据，对需要配网侧转负荷没有历史数据支撑，很多时候靠经验。用采数据带来了配变数据后，可通过配变数据，潮流计算，获取一个较全的数据断面，为配网侧转负荷提供数据支撑。
6 结语
综上所述，通过贯通用电信息采集系统与配电自动化系统，将用电信息采集系统的台区停电事件、配变准实时数据、户变关系和分布式电源等营销台账数据接入配电自动化系统。结合完整的配网调度图形模型，完善故障研判功能，提高配电网运行状态可观测性，有效解决盲调问题。
参考文献
[1] 郝伟琦，郑彬波，庞建民，等.一种应用于用电信息采集系统集中器的多级菜单实现方案[J].电气时代，2020（8）：71-74.
[2] 邓永添.电能信息采集技术必要性建设[J].现代工业经济和信息化，2020，10（7）：72-73.
[3] 陈嘉毅.探析用电信息采集终端的信息安全[J].科技经济导刊，2020，28（18）：25.
[4] 刘文博.供电企业用电信息采集系统研究与应用[D].北京：华北电力大学（北京），2016.
[5] 郭明.浅析用电信息采集系统在配网运维管理中的应用[J].轻松学电脑，2019（22）：1.
[关键词]配变运行数据;配变停复电事件;故障研判;负荷运行趋势分析
[中图分类号]TM764 [文献标志码]A [文章编号]2095–6487（2020）07–00–03
[Abstract]In this paper， the use of mining data access to the distribution network operation monitoring system， through the basic marketing data platform， electricity information acquisition system and distribution network dispatching technical support system， improve the observable and measurable ability of distribution network， solve the problem of blind adjustment， and improve the level of distribution network operation control. The main application functions include distribution transformer operation load query， distribution transformer outage and restoration event query， distribution transformer operation status coloring， distribution transformer data call test， distribution transformer data transparent reading， fault outage research and judgment and distribution transformer load trend analysis.
[Keywords]distribution transformer operation data; distribution transformer outage and restoration event; fault research and judgment; load operation trend analysis
目前我國的配网监控系统（即配网调度支持系统）中，配变（包括专变和公变）数据，只有很少地区的配变安装TTU监控终端，可以获取到配变的实时遥测以及停复电，断相等状态量信号。在广大的其他地区，配变数据还处于非可观测状态，总体来说，配网运行监控主站系统对配变有效感知率很低。大部分基于配网运方安排，只能凭借经验。
由于区域内配变的数量非常庞大，大范围安装TTU成本较高，对配网监控系统通信，容量的压力也很大。基于营销系统和用电信息采集系统中有稳定可用的配变准实时数据，台区停电事件，配变历史数据，营销基础数据平台中还包含户变关系和分布式电源等营销台账数据，于是2019年，国调中心和国网营销部，联合发出通知，推广用电信息采集系统数据接入配网调度技术支持系统，并试点推行配电网调度高级应用功能建设。将配变准实时信息，配变停复电事件，营销台账数据接入到配电自动化系统中，结合完整的配网调度图形模型，配网开关的实时状态信息，可以完善故障研判功能，提高配电网运行状态可观测性，有效解决盲调问题，进一步推进配电自动化实用化。
1 营配调三个系统数据互通
营配调三个系统数据互通（如图1所示），首先针对营销台账数据，通过ETL、程序接口等技术手段抽取营销中间库的配变/用户台账数据，统计营销系统的配变与配网调度支持系统里配变的匹配率，提供配变数据匹配质量管控工具，以便准确掌握配网调度支持系统与营销系统配变匹配情况，精确定位未匹配数据。
通过WebService技术从用采系统统一数据平台获取准实时数据以E文件，解析准实时负荷E文件数据，将对应的三相电压、三相电流、有功、无功8个遥测值写入调度支持系统配变表对应的域（实时库）。可对A相电流、有功功率进行15 min采样。对于影响系统提供的历史数据，解析营销系统提供的历史负荷E文件数据，将对应的三相电压、三相电流、有功、无功8个遥测值写入调度支持系统配变表对应的域（历史库）。
通过Kafka消息技术获取停复电消息。用采数据分析模块将接口获取到的数据进行分析、转换和入库。基于配变的故障研判根据分析后的数据进行研判和结果展示。
2 配变运行数据监视
2.1 配变运行负荷查询
配变准实时负荷是指每15 min从用电信息采集系统中得到的配变有功功率、无功功率、三相电流和三相电压，共8个量。从用采系统获取的电压、电流均为380 V侧的数值，其中电流为380 V侧的CT二次电流值，需要经过CT变比换算处理。查看用采接入数据时显示了380 V和10 kV（经变比转换）两侧的电流数据，查看用采曲线功能中显示的配变电流曲线为配变380 V侧一次电流值。
配网调度支持系统的配变监视功能，包括具备配变实时量测数据的处理能力，应能以可视化的界面中展示配变的准实时量测数据，应能根据配变的准实时量测数据计算配变的负载率，三相不平衡度，进行异常展示和告警。 2.2 配变历史负荷查询
配变历史负荷数据指配变有功功率、无功功率、三相电流和三相电压8个量的历史数据。由于配变准实时负荷数据的数据质量问题，配变历史负荷数据不等于准实时负荷数据的历史值，获取的是营销基础数据平台校正后的校正历史负荷数据。
由于用采系统校正历史负荷需要时间，为确保数据完整性，配变历史负荷数据存储一般是T-4的结果，即从当天算起，4天前的配变负荷数据为历史校正值，而近3天的配变负荷数据存储的是准实时负荷数据。历史数据支持人机界面查看历史曲线等可视化手段展示。
2.3 配变停复电事件查询
配变停复电事件指从用采系统中实时获取的每个配变的停电和复电信号，配变停复电事件是用采系统推送的关于配变是否停电/来电的准确信息。配变停电事件是开展故障停电研判的主要依据，但配网线路发生故障停电时，并不是停电区域所有配变都能准确发送配变停电事件信号，故配网故障停电区域需要根据配变停电事件进行综合研判。
配变停复电事件应能在人机界面上进行查询，过滤等。
3 基于用采停复电事件的故障研判
用采数据的故障研判障功能是基于终端停复电事件，研判出停电区域，分析出疑似的故障跳闸开关，基于“站-线-变-户”关系，定位停电区域受影响的用户信息。
3.1 归集停电事件
故障研判首先是归集停电时间是指故障研判功能中收集配变停电事件的时间窗。配网某一区域停电后，其中配变发送停电事件的时间可能不一致，所以需要设置时间窗，确保该区域停电事件收集完备。收集该线路下一段时间内配变停电事件，该时间窗长短可配置。
其次要判别分闸信息，分闸信号判别是指判别配网站内开关以及线路上有终端的开关是否发生实际分闸，通过分闸信号收集，标记该线路上发生的配变停电事件为实际分闸事件，对实际分闸的情况不进行故障研判。
3.2 故障区域分析
故障区域分析是指通过对发送停电事件的配变公共范围进行分析，获取这些配变供电路径上的公共上游开关，可能的故障区域即为该公共上游开关的供电路径下游区域。
完成配变停电事件归集后，对归集完成的配变停电事件进行故障区域分析，得到可能故障区域后，由于配变停复电事件上有一定的误送率和不送率。使用一定的算法来解决这个问题，大部分主站采用比例法。即可记该区域所有配变的数量N，同时记该区域内发送停电事件的配变数量为n。设η=n/N，称为研判比率值;设ε为一常数，称为研判阈值。若η≥ε，则认为该公共开关确实发生了分闸事件，其下游确已失电;若η<ε，则认为该公共开关未分闸，其下游不能确认失电。研判阈值ε是一个可以配置的参数。
3.3 匹配检修信息
故障研判还要考虑检修信息，检修判别是指判别发生配变停电事件的时间段和区域内是否存在电网检修，检修范围可通过调度运行人员挂牌范围获取。若经判定发生配变停电事件的区域存在电网检修的情况，在故障研判综合报警和记录中，会给该故障添加检修标记。
3.4 发送综合报警
故障区域分析满足设定的研判阈值ε条件后，故障研判流程结束，应通过发送综合警告知调度运行和配网运营人员。综合告警可以在配电自动化实时告警窗中查看，并推送相关线路故障详细区域。
3.5 停电时户数计算
完成故障研判分析后，通过配变复电事件可以进行该故障停电时户数计算。停电时户数计算公式为：停电时户数=Σ停电配变下的户数×该配变的停电时长。
4 基于用采配变数据的负荷运行趋势分析
每日根据历史电流采样值对所有配变数据进行负荷预测（预测配变电流数据），提前预判当日配变可能出现的重超载情况，并给出告警提示。通过配变运行趋势分析页面可以查看今日可能发生重超载的所有配变情况。相关计算公式为：
（1）配变负载率=配变低压侧最大相电流/额定电流×100 %。
（2）重载：配变负载率≥80 %且<100 %。
（3）超载：配变负载率≥100 %。
5 用采数据在调控系统中的扩展应用
5.1 负荷预测
负荷预测应支持多日期类型的（工作日、周末和假日）馈线和台區负荷预测，并支持负荷预测曲线展示，应支持根据台区配变历史数据，天气情况，节假日等，采用大数据分析技术，进行台区负荷预测。
5.2 台区可开放容量计算
根据配变额定容量和历史运行最大负荷，来计算配变可开放容量。支持待接入负荷的明细列表展示，按负荷等级，预分配容量等信息查看，支持三相可开放容量评估计算。
5.3 负荷转供
配调系统中，10 kV线路中由于DTU，FTU采集装置覆盖率有限，无法观测到全模型数据，对需要配网侧转负荷没有历史数据支撑，很多时候靠经验。用采数据带来了配变数据后，可通过配变数据，潮流计算，获取一个较全的数据断面，为配网侧转负荷提供数据支撑。
6 结语
综上所述，通过贯通用电信息采集系统与配电自动化系统，将用电信息采集系统的台区停电事件、配变准实时数据、户变关系和分布式电源等营销台账数据接入配电自动化系统。结合完整的配网调度图形模型，完善故障研判功能，提高配电网运行状态可观测性，有效解决盲调问题。
参考文献
[1] 郝伟琦，郑彬波，庞建民，等.一种应用于用电信息采集系统集中器的多级菜单实现方案[J].电气时代，2020（8）：71-74.
[2] 邓永添.电能信息采集技术必要性建设[J].现代工业经济和信息化，2020，10（7）：72-73.
[3] 陈嘉毅.探析用电信息采集终端的信息安全[J].科技经济导刊，2020，28（18）：25.
[4] 刘文博.供电企业用电信息采集系统研究与应用[D].北京：华北电力大学（北京），2016.
[5] 郭明.浅析用电信息采集系统在配网运维管理中的应用[J].轻松学电脑，2019（22）：1.