一种基于大数据分析的配电网规划方法技术

一种基于大数据分析的配电网规划方法，先通建立智能化的配电网标准化应用流程，形成相应的管理标准、工作标准和技术标准，串联从数据采集到辅助规划各个环节，第二步部署硬件和软件系统，硬件方便方面，在现场采集装置、采集通道及配电终端中安装低压高速载波芯片升级，实现对典型配电网的升级，实现对配电网运行信息及拓扑信息实时采集，然后使用大数据技术完成的数据价值挖掘；最后，在对配电网数据分析完成后，得到了设备故障、数据异常及负荷调整建议等数据，通过自动绘图技术将配网状态可视化展示，对配电网开展示范网格规划，根据应用流程对配电网网格规划进行智能管控。流程对配电网网格规划进行智能管控。流程对配电网网格规划进行智能管控。

【技术实现步骤摘要】
一种基于大数据分析的配电网规划方法


[0001]本专利技术涉及配电网规划改造
，尤其涉及一种基于大数据分析的配电网规划方法。

技术介绍

[0002]随着社会科学技术水平地不断提高，大数据技术的发展日益成熟，在各行各业领域中广泛应用，另一方面，伴随着新能源的大量推广及使用，电网用户数量与日俱增，电网结构更加复杂化。为了科学规划电网布局，提升配电网可靠性、经济性、前瞻性，增强配电网规划与管理水平，越来越多的电力企业引入了大数据分析电网负荷特性，通过构建负荷模型，精确计算电网运行管理的各项数据，合理科学安排配电网运行的方式，从而实现用户用电行为分析、节电、用电预测、网架优化、错峰调度等业务应用场景，实现大数据技术在智能电网领域的技术拓展，提升电网的智能化水平和综合效益，满足智能电网深入建设对多源数据的融合与挖掘提出的要求。
[0003]配电网建设是推进电网智能化的重要内容，也是大数据在电网系统应用的重要舞台。当前，由于我国配电网发展起步时间比较晚，“重建设、轻规划”现象较为普遍，配电网规划设计明显落后于城市经济发展，与整个城市经济建设的要求不相适应。其中，配电网规划不合理、专业统筹不足、设备重过载、轻空载、系统故障诊断效率偏低等问题日益突出。因此，在大数据时代下，基于配电网海量数据挖潜增效，对于配电网管理效率和发展质量的提升具有重要的意义。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决上述现有技术存在的问题，提供一种基于大数据分析的配电网规划方法，通过对配电网运营管理接入海量数据的大数据分析，实现了对配电数据的精准处理,对配电网状态进行准确评估,同时也为配电网结构优化提供技术支持。
[0005]本专利技术解决其技术问题采用的技术方案：一种基于大数据分析的配电网规划方法，包括以下步骤：
[0006]步骤一，基于配电网数据实时采集的故障消缺、辅助规划、切改项目储备及跟踪的业务模式制定标准化应用流程，形成配电网数据、业务、管理和人员一体化的作业流程；
[0007]步骤二，根据标准化应用流程部署硬件及软件环境系统，对配电网停电事件和设备功率、电压、电流、相位的曲线信息进行标准化应用；所述硬件及软件环境系统包括数据采集模块、Hbase非关系型数据库和Oracle关系型数据库，所述数据采集模块由安装有低压高速载波芯片的现场采集装置、采集通道及配电终端组成；
[0008]步骤三，通过数据采集模块实时采集配电网运行数据及拓扑数据，将配电网运行数据存放到Hbase非关系型数据库，将拓扑数据存放到Oracle关系型数据库；
[0009]步骤四，对数据库中的配电网运行数据及拓扑数据进行大数据分析，所述大数据分析包括故障诊断分析和故障预测分析，所述故障诊断分析通过对设备历史运行数据进行
分析，挖掘设备运行正常波动范围，形成配网设备运行参数的异常数据判断结果；运用机器学习技术建立故障诊断模型，输入异常数据判断结果来自动获取设备薄弱环节和故障类型，实现对故障设备的位置进行快速定位，提高抢修速度；所述故障预测分析通过设备历史运行数据和配网智能辅助优化算法建立设备故障预测模型，预测未来故障点用于主动抢修；根据故障类型、位置和未来故障点输出数据分析及诊断结果；所述数据分析及诊断结果还包括数据异常及负荷调整建议数据。
[0010]步骤五，根据数据分析及诊断结果，利用自动绘图技术对配电网开展网格规划，生成规划电网图；跟踪和对比现状电网图、规划电网图之间的差异，出具差异分析报告；根据差异分析报告预测非规划项目对规划网格的影响，使管理人员、调度运维和规划人员均能直观清晰获取配电网的运行态势，根据标准化应用流程对配电网网格规划进行智能管控。
[0011]为进一步完善，步骤二中的所述硬件及软件环境系统还包括：
[0012]数据采集接口程序模块，获取数据采集模块采集的数据；
[0013]拓扑解析程序模块，拓扑解析数据采集接口程序模块采集的数据处理并转换成最终需要存储的格式存放到Oracle关系型数据库；
[0014]大数据分析模块，通过对数据采集接口程序模块的数据筛选、汇总和技术分析得到数据分析及诊断结果。
[0015]进一步完善，所述大数据分析模块包括利用Map/Reduce算法进行筛选的Hadoop分布式计算平台和加载故障诊断算法对筛选后的数据进行技术分析的Spark组件。
[0016]进一步完善，所述数据分析及诊断结果还包括数据异常及负荷调整建议数据。
[0017]进一步完善，所述故障诊断算法包括异常数据判定、构建故障诊断模型、构建设备故障预测模型和相关性分析。
[0018]进一步完善，所述异常数据判定包括以下步骤：1)数据预处理，对采集数据进行过滤、降噪，过滤冗余信息，利用小波阀值去噪方法，根据信号在不同分辨率下呈现不同规律的特性，在各种尺度下按照设定的阀值门限来调整小波系数，完成数据的过滤和降噪，得到可用的设备状态监测信息；2)判断数据类型，对电网过滤降噪后采集数据直接可用性能的差异，分为当前态数据和未来态数据；3)分别判断异常数据，当前态数据根据当前实时量测信息，结合设备以及电网状态量的额定参数，通过直接分析法直接判断当前电网运行设备的状态信息，判断是否处于异常状态；未来态数据通过大数据分析模块进行大数据挖掘，利用时间序列法求出自相关函数，利用自回归滑动平均模型、自回归模型以及滑动平均模型进行曲线拟合，定量预测未来时段的运行状态数据，与实时采集的电网及设备运行参数进行偏差校核，给出异常数据判断结果。
[0019]进一步完善，所述故障诊断模型采用聚类分析方法和深度信念网络机器学习方法实现对故障分类并挖掘故障特征。
[0020]进一步完善，所述相关性分析根据负荷与线损关联关系和典型配网的拓扑结构、运行参数数据，利用配电线路各类线损的特点、变化规律，筛选出线损和负荷相关性，通过基于Apriori算法的大数据关联分析模型，得到配电网运行中负荷和线损之间的相互关联关系。
[0021]本专利技术有益的效果是：本专利技术先通建立智能化的配电网标准化应用流程，形成相应的管理标准、工作标准和技术标准，串联从数据采集到辅助规划各个环节，第二步部署硬
件和软件系统，硬件方便方面，在现场采集装置、采集通道及配电终端中安装低压高速载波芯片升级，实现对典型配电网的升级，实现对配电网运行信息及拓扑信息实时采集，软件方面，部署相应软件环境及服务器，通过数据接收接口及数据处理程序获取硬件层面采集的数据，并使用关系型数据库及非关系型数据库分别存储配电网拓扑和运行数据，然后使用大数据技术完成的数据价值挖掘；最后，在对配电网数据分析完成后，得到了设备故障、数据异常及负荷调整建议等数据，通过自动绘图技术将配网状态可视化展示，对配电网开展示范网格规划，在此基础上跟踪和对比现状电网、规划电网之间的横向和纵向差异，出具差异分析报告，预测非规划项目对规划网格的影响，根据应用流程对配电网网格规划进行智能管控，合理分配运行维护资源，减少设备检测时间及停电检修时间，以提高系统供电可靠性。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于大数据分析的配电网规划方法，其特征是，包括以下步骤：步骤一，基于配电网数据实时采集的故障消缺、辅助规划、切改项目储备及跟踪的业务模式制定标准化应用流程，形成配电网数据、业务、管理和人员一体化的作业流程；所述标准化应用流程包括串联从数据采集到辅助规划各个环节的管理标准、工作标准和技术标准；步骤二，根据标准化应用流程部署硬件及软件环境系统，对配电网停电事件和设备功率、电压、电流、相位的曲线信息进行标准化应用；所述硬件及软件环境系统包括数据采集模块、Hbase非关系型数据库和Oracle关系型数据库，所述数据采集模块由安装有低压高速载波芯片的现场采集装置、采集通道及配电终端组成；步骤三，通过数据采集模块实时采集配电网运行数据及拓扑数据，将配电网运行数据存放到Hbase非关系型数据库，将拓扑数据存放到Oracle关系型数据库；步骤四，对数据库中的配电网运行数据及拓扑数据进行大数据分析，所述大数据分析包括故障诊断分析和故障预测分析，所述故障诊断分析通过对设备历史运行数据进行分析，挖掘设备运行正常波动范围，形成配网设备运行参数的异常数据判断结果；运用机器学习技术建立故障诊断模型，输入异常数据判断结果来自动获取设备薄弱环节和故障类型，实现对故障设备的位置进行快速定位，提高抢修速度；所述故障预测分析通过设备历史运行数据和配网智能辅助优化算法建立设备故障预测模型，预测未来故障点用于主动抢修；根据故障类型、位置和未来故障点输出数据分析及诊断结果；步骤五，根据数据分析及诊断结果，利用自动绘图技术对配电网开展网格规划，生成规划电网图；跟踪和对比现状电网图、规划电网图之间的差异，出具差异分析报告；根据差异分析报告预测非规划项目对规划网格的影响，使管理人员、调度运维和规划人员均能直观清晰获取配电网的运行态势，根据标准化应用流程对配电网网格规划进行智能管控。2.根据权利要求1所述的一种基于大数据分析的配电网规划方法，其特征是：步骤二中的所述硬件及软件环境系统还包括：数据采集接口程序模块，获取数据采集模块采集的数据；拓扑解析程序模块，拓扑解析数据采集接口程序模块采集的数据处理并转换成最终需要存储的格式存放到Oracle关系型数据库；大数据分析模块，...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄文思，陆鑫，陈婧，谷峪，刘昌卿，胡剑地，施炜炜，陈奎印，张存伟，
申请(专利权)人：国网信息通信产业集团有限公司国网江苏省电力有限公司国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：