摘要：大数据技术是目前国内外各个领域的一个研究热点。该文基于大数据技术，探讨其在配电网中的应用。首先，在阐述大数据技术对于配电网发展的重要意义基础上，总结配电网技术目前在国内外的应用现状；然后，分析大数据技术在配电网运行、检修、规划和资产管理4 个方面的指导作用；其次，明确在配电网中发展大数据技术的 3 项主要关键技术；最后，从政策的角度提出支持大数据技术在我国配电网中应用和发展的几点建议，同时展望大数据技术在配电网其他方面的应用可能。
关键词：大数据技术；配电网；发展；核心应用
随着社会经济的发展和电力技术的进步，配电网发展日新月异，网络规模越来越大，接入的配电设备越来越多，随之也带来诸多问题。配电网范围广阔，运行管控难度较大，对供电远端的负荷管理不足，常常顾此失彼；配电设备量大面广，检修排程复杂，检修模式在低压配网中比较传统——以定期检修或事故后检修为主，且配电设备作为电网自身重要资产，直接影响配电网运营和资产管理，在市场环境下还会直接影响配电网的运行成本；随着越来越多的分布式能源接入配电网，对电网的运行、调度、规划带来极大的困难，虽然目前分布式能源在配网的渗透率不高，但从长远电网耗能模式发展趋势来看，分布式能源成为电网侧核心“源”已成必然，所以配电网需要有足够的对分布式能源的消纳和管控能力。同时，随着电动汽车的发展以及负荷侧需求响应介入，当前的配电网网架结构难以满足上述需求且同时保证供电可靠性、电能质量等，所以传统的基于负荷发展模式的配电网架构规划理论需要修正，新的基于更为全面配电网信息的规划方案呼之欲出。由实际应用可知，配电网运行、检修、规划和管理等均需要参考大量的数据，如何对这些数据进行有效整合、筛选和利用是当下的研究热点。
1.大数据技术在配电网中的应用意义
电网运行安全可靠性至关重要，同时需要有足够的提供优质电能的能力，配电网整体运行管理高效经济，且有足够消纳分布式能源的能力，这些是配电网发展的趋势所在。电网运行的各方面相互独立却又互相矛盾，比如运行可靠性和经济性，需在运行经济性和运行可靠性之间寻找一个平衡点以保证配电网安全经济运行。所以，从电网角度，为达到安全、可靠、经济、绿色等方面运行性能最佳，各方面因素都需要有自身独立的决策方案，这些方案的提出依赖于数据的支撑；同时，为了保证电网整体效益最大化，各决策方案还需要有机的结合，这也需要大量的数据支撑，通过数据指导网络运行管理中的焦点，在各个性能方面追求平衡；甚至，可以根据电网运行的不同阶段或时期，动态调整电网运行管理目标。
同时，随着电网的发展以及电力市场的开放，潮流的双向流动使得更多的负荷参与到电网的运行、管理和结算中来。负荷不再是传统能源消耗者和接受者，更多的负荷同时扮演着能源提供者角色，这些改变对电网自身的运行和管理造成巨大影响，处理不当会严重威胁电网安全稳定运行，在电力市场背景下会影响电网效益或用户收益。但是，用户角色改变的方式、程度和交互性可以通过对用户电能数据分析清晰看到，分析结果也可能作用于用户刺激着用户根据自身用能需求调整用电模式或者配合电网调整潮流，从而改善用电效率，实现自身用能成本最小化和供电收益最大化。所以，通过海量数据拉近负荷和电网之间的距离，使得两者共同参与到智能电网的建设中来，实现各自利益最大化的双赢局面。
2.大数据技术在配电网中应用场景拓展
2.1大数据在配电网运行中的指导作用
当前，配电网运行中普遍存在的问题主要包括如下几类：
①电压质量参差不齐、波动频繁，尤其是长配电线路，这将对高端精工产业产生较大的影响。
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②三相不平衡度指标不达标，导致线路和变压器损耗的增加，对电动机类负荷安全稳定运行造成较大影响，同时进一步影响供电质量，形成恶性循环。
③配电网供电可靠性水平参差不齐、不稳定。配电网对供电可靠性的要求越来越高，需要时刻满足对负荷安全可靠高质的供电。实际上，配电网供电可靠性水平地区差异明显，发达地区城市配电网供电可靠性比相对落后地区的配电网供电可靠性好。同时，常规供电可靠性是基于配电网长期运行状态下相关可靠性指标的统计，需要统计的时间跨度较大，是一种结果导向的方法，决定其难以直接运用于面向配电网运行的短期可靠性评估和实时运行调度控制。
④配电网运行方式固定且单一，抵御风险能力未知。配电网运行方式的灵活性直接关系着网络抗干扰的能力。目前，我国配电网接线模式主要有单辐射馈线、手拉手环网接线和多点联络接线，需要满足闭环设计开环运行的原则。理论上，配电负荷存在多种供电路径，但实际配网常以固定方式运行。网络在遭受扰动甚至故障情况下，配网运行方式的调度切换可行性和及时性是配电网持续供电能力的一个重要体现。值得注意的是，随着越来越多的新能源接入配电网，潮流的双向流动和分布式电源的间歇波动给配电网的运行带来了巨大的挑战，也是从根本上对配电网网架结构的考验。
2.2大数据在配电网规划中的指导作用
基于大数据的配电网规划方法利用丰富的数据信息，如历史电力数据、工业数据、经济数据、市政数据和环境数据等，融合先进的设计理念，将更完善的地理信息系统、更复杂多元化的分布式供电理念、更先进全面的可靠性理念注入配电网规划思路中，这也使得规划方法涉及的数学模型更为复杂。这一思想与国际现代配电网规划技术接轨，从单一目标规划转变到多元目标优化规划，为进一步提升配电网规划水平和建设一流智能配电网起到促进作用。
2.3大数据在配电网检修中的指导作用
当前，我国电网的检修方式主要有三种：事故检修、定期检修和状态检修。事故检修即故障发生后针对事故设备进行相应的检修，但是事故造成的损失已无法挽回；定期检修是根据电网运维情况和管理方式，对网络区域和相关设备进行定期的检修，目前我国配电网仍较多采用定期检修方式，该检修方式不仅会造成检修资源的浪费和滥用，还可能导致系统安全问题，因为定期检修运行良好的设备对其健康状态有一定程度的影响。状态检修主要针对高电压等级的输变设备，对低电压等级的配变设备应用较少——配电网设备的基础运行数据不完善或者数据不真实也导致难以开展状态检修。
实际上，不同类型的配电设备或者相同设备在网络中不同的位置在网络中的重要程度也有所不同的，如果对重要程度不同的设备进行同样的检修，而未进行优先级的安排显然是不合理的，应该先从运行状态角度出发，对运行状态薄弱区且相对重要的部分优先进行检修；对状态良好，或者设备重要等级一般的区域检修安排靠后。在网络宏观的角度上，用网络整体状态指导安排配电网络的检修可带来极大的效益和效能、提高配电设备的效率和改善配网的经济性。因此，基于网络状态和设备重要性的由面到点方式为电网检修决策提供了一种新的参考，这一思路需要配电网大数据对其进行支撑。
结语：
大数据技术的迅猛发展为需求和挑战不断增多的配电网提供了解决方案新的视角，通过大数据技术可实现配电网运行的实时高效绿色性、检修的合理省时经济性、规划的科学完备可扩展性、电网管理的先进透明依据性。相信在各行各业人士共同努力下，大数据技术必将广泛应用于配电网各项工作中，推动我国配电网向着智能化、信息化和现代化不断发展。
参考文献：
[1]马钊，梁惠施，苏剑．主动配电系统规划和运行中的重要问题[J]．电网技术，2015，39(6)：1499-1503．
[2]马钊，周孝信，尚宇炜，等．未来配电系统形态及发展趋势[J]．中国电机工程学报，2015，35(6)：1289-1298.
论文作者:曾超
论文发表刊物:《电力设备》2019年第8期
论文发表时间:2019/9/18
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