CN108053151B - 一种基于gis空间服务的配网供电能力实时分析方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于GIS空间服务的配网供电能力实时分析方法，包括实时停电数据分析、实时低电压线路分析、实时重过载台区分析；根据历史停电数据，实时停电数据，从地区分布和时间分布进行频繁停电分析，并对频繁停电区域和时段进行预告警；关联停电影响、故障抢修、配网投资及用户投诉信息，分析计划停电安排的合理性、配网故障抢修效率、不同地区对停电的敏感性、配网投资有效性；利用GIS空间服务，在地图上展示配变和馈线的实时状态以及分析结果。本发明实现异常配变信息的定位跟踪、区域化异常程度的形象展现，并进一步对异常台区与各有关因素进行辅助关联分析，深入透析配网供电能力影响因素，为配网改造提供决策依据。
Description
技术领域
本发明涉及电网安全技术领域，具体涉及一种基于GIS空间服务的配网供电能力实时分析方法。
背景技术
随着城市配电网络的日益发展和城网改造工程的深入，我国的配电网络结构越来越复杂，管理区域也越来越大。但是配电系统大多网架结构比较薄弱，建设质量和运维水平参差不齐，造成配网供电能力与用电需求水平的矛盾还较为突出。局部地区特别是城乡结合部配变重过载现象依旧严重，供电“卡脖子”、频繁停电、低电压和抢修服务等仍是客户投诉的焦点问题，这些都制约着公司配网管理、配网供电能力、供电服务质量的提升。
近年来，配网 GIS 的发展给电力系统自动化带来了新的解决方案，地理信息系统（GIS）以其强大的空间数据管理能力和拓扑分析能力，以及其对于管线网独特的管理优势获得了大多数国家的青睐，其技术也得到了长足发展。而配网 GIS 由最初简单的设备信息管理系统发展到现今可在上面添加各种辅助决策和分析功能，而这种发展趋势势必会逐渐取代传统人工管理模式。
基于这种情况和背景有必要对基于 GIS 空间服务的配网供电能力分析进行研究和实现，能够实时掌握全省配网供电能力情况，提高配网的精益管理水平，为相关业务部门提供决策依据。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提出一种基于GIS空间服务的配网供电能力实时分析方法，利用实时技术和电网GIS空间服务，从实时停电分析、实时低电压分析、实时重过载分析、频繁停电分析、停电影响关联分析、故障抢修关联分析、配网投资关联分析及用户投诉关联分析等多个角度实时分析配网供电能力。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种基于GIS空间服务的配网供电能力实时分析方法，包括：
实时获取DMS系统线路停电数据、用电信息采集系统配变停电数据、低电压数据、重过载数据，结合PMS系统的设备档案信息和计划停电信息，进行实时停电数据分析、实时低电压线路分析、实时重过载台区分析；
根据历史停电数据，实时停电数据，从地区分布和时间分布进行频繁停电分析，并对频繁停电区域和时段进行预告警；
关联停电影响、故障抢修、配网投资及用户投诉信息，分析计划停电安排的合理性、配网故障抢修效率、不同地区对停电的敏感性、配网投资有效性；
利用GIS空间服务，接入GIS系统中线路和配变的位置信息，在地图上展示配变和馈线的实时状态以及分析结果。
进一步地，实时停电数据分析包括：按地区和时间趋势分别统计实时停电的线路数、配变数及其占比；按计划和故障分类统计实时停电的线路数、配变数及其占比；分析设备停电计划安排重复性和执行时长，发现重复停电、延时停电问题。
进一步地，实时低电压线路分析包括：根据停电时长、停电次数、停电类型、停电原因、投运年限，横向对比分析各地区低电压台区数量、低电压台区占总台区的比例、受到低电压影响的用户总数、用户投诉情况。
进一步地，受到低电压影响的用户指220V单相供电用户电能表日监测时段电压值连续1小时低于198伏以及380V 三相供电用户电能表相电压值连续1小时低于198伏，低电压台区指公用配变低压侧出口相电压值日监测时段连续1小时低于198 伏。
进一步地，实时重过载台区分析包括：按时间维度分析各地区发重过载台区数量的分布情况，分析重过载的发生趋势，比较各地区重过载台区的平均重过载持续时长与全市重过载平均持续时长，分析各地区重过载持续时长的严重程度，根据重过载类型、重过载次数、重过载时长、投运年限度，横向对比分析各地区重过载台区数量、重过载台区分别占配变台区总数的比例、受控受限台区数量、受到重过载影响用户数。
进一步地，配变重载指配电变压器最大负载率达到或超过80%且持续2小时以上，年均负载率0以上，配变过载指配电变压器最大负载率达到或超过100%且持续2小时以上，年均负载率0以上，受控受限指将过载配变纳入负荷受限设备，只允许新装零散居民低压用电单相负荷接入，将重载配变纳入负荷受控设备，只允许30千瓦及以下的新增低压负荷接入。
进一步地，频繁停电分析包括：根据配变停电和线路停电的停电次数、停电时长、地区、线路类型、配变类型、影响重要用户、重复停电数据，以及电力负荷高峰时间段和异常天气的停电情况，分析停电时间趋势分布、频繁停电公变占比分布、频繁停电原因分类、停电原因分布、馈线投运年限分布，按停电次数对频繁停电的设备进行预告警。
进一步地，根据设备停电、重要用户数据，停电对重要客户的影响程度，以及停电损失电量及对公司效益的影响，分析计划停电安排的合理性；
自上而下分析故障量相关因素分布规律，建立业务因果关系，分析配网投资有效性；
运用聚类分析算法，对停电数据和客户投诉数据进行关联聚类，分析不同地区对停电的敏感性，并对停电客户投诉进行预警；
基于停电数据和故障抢修数据，运用聚类分析算法，分析配网故障抢修效率，及时发现抢修不及时的问题。
与现有技术相比，本发明具有有益效果：
（1）从实时停电分析、实时低电压分析、实时重过载分析、频繁停电分析、停电影响关联分析、故障抢修关联分析、配网投资关联分析及用户投诉关联分析进行分析，便于相关业务部门能及时发现停电现象，为开展相关业务流程瘀滞点的梳理和整改提供科学依据，有效提高配网供电可靠性和客户满意度。
（2）能够快速发现地定位停电严重区域，并形象、具体地展示出来，提高运维检修效率，提升配网供电能力和配网精益管理。
附图说明
图1是本发明一实施例的GIS地图展示图；
图2是本发明一实施例配网供电能力分析的业务应用服务集成示意图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。
（1）实时分析
实时停电分析
通过实时抽取DMS系统10千伏线路停电数据（包括公用线路和专用线路）、用电信息采集系统中的10千伏配变停电数据（包括公用配变和专用配变），结合PMS系统的设备档案信息和计划停电信息与GIS系统中线路和配变的位置信息等数据，基于GIS图的配变及馈线地理位置（如图1所示），在地图上展示当前停电配变、停电馈线的情况，按地市、区县、供电所及街道（乡村）逐级展示所辖区域的配变和馈线的停电严重程度。同时，关联到停电配变公专变分布、停电馈线干支线分布、重要用户分布、停电原因分布、停电时长等进行分析，并从配变、馈线和用户的停电明细表进行详细展示，支持导出。
数据统计口径：按每15分钟的频度更新配变（包括公变和专变）及馈线（包括干线和支线）的停电数据，按日更新各台区涉及的用户数。
数据源：调度的实时停电数据，用电信息采集系统中台区的用户数。
实时低电压分析
基于GIS图的配变及馈线地理位置，在地图上展示当前低电压情况，按地市、区县、供电所及街道（乡村）逐级展示所辖区域的配变和馈线的低电压严重程度、低电压持续时长，低电压影响用户数等。从停电时长、停电次数、停电类型、停电原因、投运年限等角度，横向对比分析各地区低电压台区数量、低电压台区占总台区的比例、受到低电压影响的用户总数、用户投诉等情况。
数据统计口径：低电压用户是指220V单相供电用户电能表日监测时段电压值连续1小时低于198伏；380V 三相供电用户电能表相电压值连续1小时低于198伏。低电压台区是指公用配变低压侧出口相电压值日监测时段连续1小时低于198 伏。按每15分钟的频度更新数据。
数据源：调度的低电压台区信息，用采信息采集系统的公变台区总数、低压用户总数，95598系统的用户投诉记录。
实时重过载分析
基于GIS图的配变及馈线地理位置，在地图上展示当前重过载情况，按地市、区县、供电所及街道（乡村）逐级展示所辖区域的配变和馈线的重过载严重程度、额定容量维护班组、重过载时长、影响用户数、重过载发生日期等。等。从重过载类型、重过载次数、重过载时长、投运年限等角度，横向对比分析各地区重过载台区数量、重过载台区分别占配变台区总数的比例、受控受限台区数量、受到重过载影响用户数等。
数据统计口径：“配变重载”是指配电变压器最大负载率达到或超过80%且持续2小时以上，年均负载率0以上。“配变过载”是指配电变压器最大负载率达到或超过100%且持续2小时以上，年均负载率0以上。“受控受限”是指将过载配变纳入负荷受限设备，只允许新装零散居民低压用电（单相）负荷接入；将重载配变纳入负荷受控设备，只允许30千瓦及以下的新增低压负荷接入。按每15分钟的频度更新数据。
数据源：调度的重载配变信息、过载配变信息、受控受限配变信息等。
（2）频繁停电
基于GIS图的配变及馈线地理位置，在地图上展示公变频繁停电的情况，按地市、区县、供电所及街道（乡村）逐级展示所辖区域的配变的频繁停电严重程度。同时，关联到停电时间趋势分布、频繁停电公变占比分布、频繁停电原因分类、停电原因分布、馈线投运年限分布等进行分析，按停电次数对很可能发生频繁停电的设备进行预告警，并从频繁停电公变的明细表进行详细展示，支持导出。挖掘历史年度频繁停电设备在时间、空间上的分布规律，以此来支撑公司运检部门优先对严重停电区域重点分析和治理，进一步达到提前防范的目的。
数据统计口径：统计公用或专用的配变的频繁停电情况。每台配变每次停电时长超过3分钟及以上判定为1次停电；每台配变如果当天发生2次及以上停电，则保留停电时长最长的1次。
数据源：配电GPMS系统的申请单和故障单的停电记录，95598的投诉记录等。
（3）关联分析
关联停电影响分析，根据设备停电、重要用户数据，挖掘停电对重要客户的影响程度，以及停电损失电量及对公司效益的影响，分析计划停电安排的合理性。
关联配网投资分析：自下而上分析故障量相关因素分布规律，建立业务因果关系，分析配网投资有效性。
关联客户投诉分析，运用聚类分析算法，对停电数据和客户投诉数据进行关联聚类，分析不同地区对停电的敏感性，并对停电客户投诉进行预警。
关联配网故障抢修分析：基于停电数据和故障抢修数据，运用聚类分析算法，分析配网故障抢修效率，及时发现抢修不及时等问题。
（4）配网供电能力分析的业务应用服务集成
配网供电能力分析的业务应用服务集成采用GIS典型应用框架结合服务集成的方式（如图2所示），即电网GIS平台不仅提供服务，还提供一个GIS典型应用框架，将大多数电网GIS平台集成应用功能封装起来，配网供电能力分析通过调用该GIS典型应用框架，即可完成大多数应用集成功能；对于GIS典型应用框架尚未提供的集成功能，通过直接调用电网GIS平台服务来实现应用集成。配网供电能力分析通过JavaScript脚本引用GIS典型应用框架，将GIS典型应用框架嵌入到配网供电能力分析页面中。一方面，可以直接使用典型应用框架的功能及接口；另一方面，也可通过对GIS典型应用框架进行功能接口扩展，实现配网供电能力分析特有的业务应用集成。
通过实时停电、低电压、重过载和频繁停电分析，福建电力公司2017上半年平均停电时长较同期降低了23.67%；通过停电和故障抢修关联监测，发现架空线路故障最多，14点至20是高压故障报修的高峰时段，电缆线路故障处理时长最长；通过停电和投诉关联监测，发现频繁停电投诉是第一投诉热点，占投诉总数近六成，其中17点至21点是频繁停电投诉受理高峰期。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和成果进行了详尽说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种基于GIS空间服务的配网供电能力实时分析方法，其特征在于，包括：
实时获取DMS系统线路停电数据、用电信息采集系统配变停电数据、低电压数据、重过载数据，结合PMS系统的设备档案信息和计划停电信息，进行实时停电数据分析、实时低电压线路分析、实时重过载台区分析；
根据历史停电数据，实时停电数据，从地区分布和时间分布进行频繁停电分析，并对频繁停电区域和时段进行预告警；
关联停电影响、故障抢修、配网投资及用户投诉信息，分析计划停电安排的合理性、配网故障抢修效率、不同地区对停电的敏感性、配网投资有效性；
利用GIS空间服务，接入GIS系统中线路和配变的位置信息，在地图上展示配变和馈线的实时状态以及分析结果；
根据设备停电、重要用户数据，停电对重要客户的影响程度，以及停电损失电量及对公司效益的影响，分析计划停电安排的合理性；
自上而下分析故障量相关因素分布规律，建立业务因果关系，分析配网投资有效性；
运用聚类分析算法，对停电数据和客户投诉数据进行关联聚类，分析不同地区对停电的敏感性，并对停电客户投诉进行预警；
基于停电数据和故障抢修数据，运用聚类分析算法，分析配网故障抢修效率，及时发现抢修不及时的问题。
2.根据权利要求1所述的配网供电能力实时分析方法，其特征在于，实时停电数据分析包括：按地区和时间趋势分别统计实时停电的线路数、配变数及其占比；按计划和故障分类统计实时停电的线路数、配变数及其占比；分析设备停电计划安排重复性和执行时长，发现重复停电、延时停电问题。
3.根据权利要求1所述的配网供电能力实时分析方法，其特征在于，实时低电压线路分析包括：根据停电时长、停电次数、停电类型、停电原因、投运年限，横向对比分析各地区低电压台区数量、低电压台区占总台区的比例、受到低电压影响的用户总数、用户投诉情况。
4.根据权利要求3所述的配网供电能力实时分析方法，其特征在于，受到低电压影响的用户指220V单相供电用户电能表日监测时段电压值连续1小时低于198伏以及380V 三相供电用户电能表相电压值连续1小时低于198伏，低电压台区指公用配变低压侧出口相电压值日监测时段连续1小时低于198 伏。
5.根据权利要求1所述的配网供电能力实时分析方法，其特征在于，实时重过载台区分析包括：按时间维度分析各地区发重过载台区数量的分布情况，分析重过载的发生趋势，比较各地区重过载台区的平均重过载持续时长与全市重过载平均持续时长，分析各地区重过载持续时长的严重程度，根据重过载类型、重过载次数、重过载时长、投运年限度，横向对比分析各地区重过载台区数量、重过载台区分别占配变台区总数的比例、受控受限台区数量、受到重过载影响用户数。
6.根据权利要求5所述的配网供电能力实时分析方法，其特征在于，配变重载指配电变压器最大负载率达到或超过80%且持续2小时以上，年均负载率0以上，配变过载指配电变压器最大负载率达到或超过100%且持续2小时以上，年均负载率0以上，受控受限指将过载配变纳入负荷受限设备，只允许新装零散居民低压用电单相负荷接入，将重载配变纳入负荷受控设备，只允许30千瓦及以下的新增低压负荷接入。
7.根据权利要求1所述的配网供电能力实时分析方法，其特征在于，频繁停电分析包括：根据配变停电和线路停电的停电次数、停电时长、地区、线路类型、配变类型、影响重要用户、重复停电数据，以及电力负荷高峰时间段和异常天气的停电情况，分析停电时间趋势分布、频繁停电公变占比分布、频繁停电原因分类、停电原因分布、馈线投运年限分布，按停电次数对频繁停电的设备进行预告警。
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