基于数字化+的主动式配电网电压运维管理研究

国网湖南省电力公司娄底供电分公司 潘 良 梁伟峰 李志远 刘艳华

国网湖南省电力公司电力科学研究院 唐星祝

在145数字化转型[1]和“双碳”战略[2]发展的背景下，智能电网和新型电力系统的不断发展，数字化、智能化变革已经成为电网发展的重要趋势。配电网作为电力能源消耗终端载体，承担着服务用户、优化能源消耗的重要作用。而随着经济的发展以及用能形式的不断丰富，新型用电设备、分布式光伏、储能等装置的大量接入，配电网产生谐波电压、电压不平衡度、电压偏差、电压瞬变等多种电压质量问题，对用户用电设备造成不良影响，严重情况下可能导致电子类设备损坏和居民家用电器烧毁，进而引发大量用户用电投诉。配电网电压问题作为电能质量的重要管理内容之一，不断面临新的挑战。

在数字化变革和新型电力系统建设背景下，业务互联、融合、共生、智能的特征越来越显著，传统被动式电压管理模式和管理体系，已经很难满足当今社会用户对电压质量不断攀升的要求，流程驱动、业务驱动、数据驱动已经成为新的发展方向。数字化智能化变革的兴起和推进，为配电网电压运维管理指出了新的发展方向。

本文针对配电网电压运维缺乏系统性管理、缺乏智能化运维工具、运维工作信息化水平低的问题，建立基于数字化+的配网电压主动式运维体系和平台，发挥数字化、互联网化的技术优势，充分促进数据融合、大数据分析的开展，构建智能分析和移动应用，全面形成提升配电网电压运维工作的质量和工作成效。

1 现有电压管理体系存在的问题

通信方式难以满足主动运维需求。电网设备运行、电压操作等作业现场业务流程管控相对独立，电压运维指挥方式以分散指挥为主，电压运维指挥与作业现场交互以电话、短信等传统通讯手段为主，难以实现大量信息并发互动。

电压运维缺乏有效的指挥手段。配电网电压管理受多种因素影响，电压运维手段和措施缺乏实时性监督和管控，电压运维现场信息主要以人工收集为主，缺乏有效的指挥手段和措施，从而影响电压运维成效。

电压运维智能化支撑水平不足。辅助决策以人员经验和预案为主，应对突发大范围紧急状况的处置能力较弱，缺乏有效统一的智能化支撑手段[3]。

2 基于数字化+的主动式电压运维管理

2.1 建设目标

依托数字化技术，建设主动式智能电压运维管理体系，实现“供电局-工区-班组”全面贯通的电压智能化、远程化、精准化运维管理，如图1所示。

图1 基于数字化+的主动式配电网电压运维体系

多元信息融合。开展多元信息融合，整合多个电压相关专业平台，增强态势感知能力，实现配电运行状态全感知。基于大数据、分布式计算等技术，基于多源异构数据开展潮流分析、历史数据挖掘、电压评价、电压预警等功能，提升配电电压态势感知能力。

数据驱动电压运维业务优化。主动采集系统内各电压等级无功设备配置情况和调度系统中的无功装置投切记录，结合电压监测系统的监测数据，对电压偏差、累计时长、发生次数、时段及位置等进行相关性分析，自动归类并推送异常原因，为提升电压治理精准性提供有效支撑。

电压运维立体化管理。整合全局数据和作业现场数据，对生产指挥和远程作业进行数字化重构，结合深度数据挖掘分析和建模技术，开展电压状态预测，生成电压运维操作方案，落实配电网电压运维方案的评估和闭环管理，利用数字化+技术实现生产现场信息与主动式运维平台实时互动和充分共享，显著提高电压运维的主动性和自动化水平。

2.2 体系架构

基于数字化+的主动式配电网电压运维体系主要包括配电网运维管理中心以及数字化应用，满足到地市/检修公司、基层班组管理人员的不同需要，全面、高效支撑电压运维业务，实现配电网电压智能化、运维智能化和检修智能化管控[4]。主要包括：

数据层。实现数据抽取、数据清洗、数据融合以及数据质量评价，确保多元数据充分融合，保证电压运维大数据分析的准确性和可靠性。

计算组件。主要采用流计算、并行计算、内存计算以及分布式计算，提高大数据分析的计算效率。

运维大数据分析。主要包括基于大数据进行潮流分析，对电压越限时间开展逻辑回归、关联分析，识别关键因素，开展智能服务决策。

运维主动管控。电压运维过程管控包括电压评估、主动预警、电压运维资源管控、电压运维操作过程管控，并开展成效分析等。

多源信息可视化。主要实现配电网电压数据表可视化展示、设备地理信息可视化、关联数据可视化展示以及运维大屏可视化。

移动应用。构建数字化移动应用，实现任务派单、流程跟踪、管理评价、资源管理等功能，支持远程现场作业与管控中心的高效互动，提升电压运维的工作成效。

配置管理。完成与数字化应用相关的配置管理工作，包括数据源管理、权限管理、任务管理等，实现应用智能化调度管理和运行工况主动监视，确保数字化应用顺利执行工作任务。

2.3 基于移动APP 的运维指挥调度

基于配电网运维管理平台，整合电压运维业务流程，建设配网电压运维指挥调度移动APP，支持相关信息双向传输，对正在开展的电压运维任务和资源调配进行综合查询和展示，对现场操作安全性、规范性进行实时监控，对现场人员违章作业等进行实时告警和安全管控。主要业务流程包括工单生成、确认、执行反馈等环节，如图2和图3所示。

图2 工单下发确认流程

图3 工单执行完毕反馈流程

收集系统内各电压等级无功设备配置情况和调度系统中的无功装置投切记录，结合电压监测系统的监测数据，对电压偏差、累计时长、发生次数、时段及位置等进行相关性分析，自动归类并推送异常原因，为提升电压治理精准性提供有效支撑。

运维工单信息包括工单编号、运维内容、运维地址、派发时间、计划停电时间、变电站名称或台区名称、变电站编号或台区编号、备注等。根据需要，计划停电时间等信息可以批量发出。运维工单中同时下发该台区所在供电所、供电所负责人、供电所台区数量、台区用户数量、台区运行档位、台区出口电压合格率、台区用户电压合格率等信息，提升信息共享效率。

运维人员收到工单后，APP 发出语音提示，并在APP 顶部显示新消息提醒。

相应的运维人员应该在派工单上点击“确认”，以表示运维任务的开始。该确认信息由APP 服务端处理后，将此工单置为已接单状态。运维人员应可通过该界面查看确认信息是否提交成功。

运维人员完工后，应将完成现场拍照通过APP客户端上传，并需按格式在APP 客户端上填报完工申请表单，上述信息及时标由APP 服务端上送至APP 服务器，作为完工评审的依据。此项工作为可动态关联配电台区台账，现场作业时，智能提示选择正确的台区，降低误操作可能，并有助于后续开展关联分析和辅助决策。

二级单位管理人员通过APP，审核完毕该完工单后，审核信息应可在APP 客户端上查看。审核完成的工单进入历史数据库，为开展大数据挖掘分析和运维工作管理提升，提供数据基础。

2.4 运维成效智能化评估

建立运维成效智能化评估模型，对运维工单绩效结果及影响因素进行大数据关联性分析，找出绩效指标影响因素及相关关联强度，找出影响绩效关键影响因素和薄弱环节，提出改善措施建议，为业务流程持续迭代优化提供依据[5]。

3 成效分析

通过构建基于数字化+的主动式电压运维服务体系，实现电压管理业务可视化展现、电压运维过程实时管控、电压运维策略优化以及运维成效智能化评估。

在电压管理业务可视化展现方面，通过融合配电GIS、调度自动化等专业系统数据，实现对配网电压各类数据全量业务数据接入并采用可视化方式进行展示，直观展示电压分布情况，提升主动式电压运维的精准性。

在电压运维过程管控方面，通过构建移动电压运维作业APP，打通电压运维系统与工作现场的实际信息通道，实时采集展示电压运维信息，提升过程管控的合理性，同时增强指挥决策信息流转的及时性和准确性。

在电压运维策略优化方面，基于历史大数据的数据分析、实时潮流分析结果等，对电压问题精准识别和制定控制策略，实现远程现场地理位置、实时运维资源合理配置，提升运维策略的智能性和准确性。

在电压运维质量智能评估方面，实现运维计划与对运维后自动化数据评价，分析运维成效，找出影响因素，实现电压运维策略的不断提升。

本文的研究成果较好的满足了数字化和智能化配电网运维工作要求，在实际应用中，收到了良好的实际工作成效。

4 结语

综上所述，本文针对配网电压质量问题多样，电压质量问题溯源困难，原有运维体系信息化、智能化程度不高的问题，积极适应数字化转型和新型电力系统建设目标，开展业务和流程的数字化重构，建立数字化、智能化的配网电压运维主动式体系，构建以大数据分析、移动应用为主体的配网电压主动式运维平台，在融合多源异构数据的基础上，通过大数据分析和移动运维作业工具建设，提升配电网电压问题的主动发现、闭环管控和辅助决策能力，实现配电网电压运维工作的业务互联和融合创新，有效提升了配电网电压运维作业的工作效率和智能化水平。