摘要：低压台区作为电力网络的最末端，主要为数量最庞大的居民用户和小微企业用户提供电力供应，是线损管理工作中最重要、最复杂的一环。台区线损是供电企业运营水平的集中体现，计算模型的正确性主要依赖于工作人员系统操作的规范性和各系统数据的互联质量。数据互联过程涉及营销系统、生产管理系统、采集系统及其后的十数个数据库。数据流动路径长、业务交互程度高，涵盖营销、运检、调控和建设等部门十几个岗位。本文提出一种新的台区线损监控管理手段，通过研发的基于物联网技术的智能监测终端，搭建基于智能监测终端的云端平台，可以实现数据分析和消缺过程的全周期管控。
关键词：基于无线通信；大数据技术；低压台区；同期线损；异常诊断系统
１、数据分析方法
线损聚类分析为台区线损治理工作提供目标性支撑。线损分析机器学习对线损异常原因作出判断，再通过不断的学习实现分析能力的提升。通过两个方面相互辅撑，形成了完善的台区线损异常数据分析体系。
１．１低压台区线损聚类分析
通常情况下，台区线损管理的指标要求往往是将所有台区给定一个固定的线损率合理区间，如线损率［０，１０％］为合理。但实际不同负荷类型的台区其合理的线损率区间往往有所差异。
为了进一步提升台区线损管理精益化水平，采用聚类分析中的划分法。根据台区下各类负荷情况，将统计８５００个低压台区进行类型分组。对各分组内台区线损率进行聚类分析，并通过反复迭代的方法不断缩小每个分组中台区线损率的距离，再分析出各负荷类型的台区合理线损区间。
１．２低压台区线损机器学习
线损分析机器学习的最终目标是通过数据分析输出台区线损异常原因判断，为台区经理线损管理提供数据支撑。本文线损分析机器学习采用ＡｄａＢｏｏｓｔ算法对营销业务系统（ＣＭＳ）、生产管理系统（ＰＭＳ）、电力用户用电信息采集系统、台区同期线损系统的线损计算数据、台区总表和用户电量、电压、电流、功率因数及气象历史数据等数据进行特征分析。寻找数据特征与线损变化的关联关系（每个数据特征赋予差异化权重）。
在特征分析的基础上形成以户变关系异常、采集异常、窃电、用户计量装置异常、总表异常等为子叶的决策树。结合现场排查结果不断地对决策树进行“修剪”，最终形成能够随现场情况进行自我完善的台区线损治理缺陷分析模型。在决策树模型的基础上，将线损率变化前后用户电量的变化、功率因数的变化、某一用户与其他同类负荷用户用电量的变化趋势差异性、气温变化、光照变化（光伏发电用户），用户电量变化与总表电量变化的一致性，台区投运时间、出账是否人工复抄等因素综合分析，为现场排查提供方向性支撑。决策树模型中每个子叶输出的数据形成一条线损异常工单。
２、低压台区线损异常诊断系统的总体结构设计
低压台区线损异常诊断系统由部署在低压台区关键分支节点的微型电压、电流、温度等电气量测量装置，采集器，远程数据诊断处理后台系统，面向管理人员的ＷＥＢ监控端，以及面向台区线损消缺人员的移动端ＡＰＰ等功能单元组成。
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在电气量测量中，电压采用穿刺线夹直接取值、电流采用低压穿心式电流互感器取值。温度传感器采用无源供电技术，即谐振型温度传感器。测量装置与采集装置通过高频ＺｉｇＢｅｅ无线通信技术实现数据传输。采集装置配置ＲＳ－４８５有线接口，与无线数据发送模块进行有线通信。无线通信模块将各采集器采回的数据通过ＧＰＲＳ方式发送至布置在云端的远程数据诊断处理平台，经过分析后的数据以预警或工单的形式发送至台区经理的移动端ＡＰＰ上，台区经理现场处置后通过移动端ＡＰＰ将现场拍照、视频等消缺记录反馈至远程数据诊断处理平台，从而实现低压台区线损治理的闭环管控。同时，通过不断的数据分析及消缺反馈的比对，实现远程数据诊断处理平台数据分析和缺陷判断的机器学习，不断提高其数据分析水平。
３、通信技术与网络搭建
３．１通信技术
台区现场设备及地理条件差别较大，采用了对环境变化适应性强的无线通信方式。选取了四种与本文应用较贴近的无线通信技术ＧＰＲＳ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、无线宽带（Ｗｉ－Ｆｉ）和无线数传电台进行技术特点及应用场景分析。ＧＰＲＳ可以支持一些比较复杂的应用，可同时和多个ＧＰＲＳ模块通信，从而监控多个工作现场。这需要在每个能耗采集终端上外挂一个ＧＰＲＳ通信模块，但要组成一个ＧＰＲＳＶＰＮ通信网络必须采用移动公司的专线网络，从而实现后台计算机与现场ＧＰＲＳ终端的通信。该种方式需要同时向电信运营商缴纳两项费用，即专线接入费和通信流量费。
无线宽带（Ｗｉ－Ｆｉ）是一种基于８０２．１１协议的无线局域网接入技术。Ｗｉ－Ｆｉ技术突出的优势是有较广的局域网覆盖范围，覆盖半径可达１００ｍ左右。与蓝牙技术相比，Ｗｉ－Ｆｉ覆盖范围较广、传输速度非常快，其传输速度可以达到１１ｍｂｐｓ（８０２．１１ｂ）或者５４ｍｂｐｓ（８０２．１１．ａ），适合高速数据传输的业务和移动办公用户的需要。具有Ｗｉ－Ｆｉ功能的产品发射功率不超过１００ｍＷ，辐射更小。
无线数传电台是借助ＤＳＰ技术和无线电技术实现的高性能专业数据传输电台。覆盖频率范围为２２０～２４０ＭＨｚ，３３０～５１２ＭＨｚ。多个无线数传电台之间可以透明组网。无线数传电台分低速、高速等类型。低速无线数传电台数据吞吐量相对比较低，空中传输速率为９６００ｂｐｓ，但是成本比较低，一个节点只需要１５００元，价格仅为专用基站的１／１０。
３．２网络搭建
各台区关键分支节点采集设备和台区变压器分别配置一台无线数传电台，台区变压器也配置一台数传电台，台区变压器处数传电台通过ＧＰＲＳ与布置在云端的远程数据诊断处理平台实现数据通信。远程数据诊断处理平台与移动端ＡＰＰ通过３Ｇ／４Ｇ／Ｉｎｔｅｒｎｅｔ完成数据交互。
4、结语
通过对台区关键分支点的数据采集和运行分析，为台区线损分析提供了可靠的系统支撑，提高了低压台区管理的智能化水平，并且很好地解决了低压台区管理技术手段单一、消缺效率低等问题。对低压台区反窃电、采集消缺和户变关系维护等起到了很好辅助作用，具有很高的推广应用价值。
参考文献：
［１］卿曦．台区同期线损异常数据治理及方法研究［Ｊ］．大众用电，２０１７，３２（６）：１４－１５．
［２］李涛，王光耀．关于台区线损治理问题的相关分析［Ｊ］．自动化应用，２０１７（１２）：１４８－１４９．
论文作者:陈映雪,赵新,蒋晓凤
论文发表刊物:《电力设备》2019年第6期
论文发表时间:2019/7/16
标签：线损论文; 数据论文; 低压论文; 异常论文; 用户论文; 电台论文; 系统论文; 《电力设备》2019年第6期论文;