国网山东电力泰安供电公司 山东泰安 271000
摘要：为提升地市电网风险监测与预警能力，建设基于大数据分析的电网风险预警平台，统一电网模型，实现运行数据和管理数据融合，利用大数据集中分析决策，优化电网运行风险监测、预警，强化电网故障提前预警，提供电网设备运行方式的辅助决策，提升设备运行安全可靠性。
关键词：电网；大数据；风险预警；决策
1、实施背景
随着经济社会发展，提高电力的安全、稳定、可靠供应越来越受到重视[1]，国家电网公司在高危、高风险行业等重要用户供电管理方面已明确提出“提升用电安全服务精益化管理水平，建立跨专业用电安全服务机制，实现有效隐患治理，持续提升重要用户用电安全服务管理水平[2-3]。”因此需要切实提高调控机构的科学、智能化决策水平。
大数据、云计算等新兴技术呈逐年扩大趋势，地市供电公司应充分利用此类新兴技术，打破传统技术、思维、条件等限制，充分挖掘与应用电网运行基础数据，在此基础上，拓展考虑电网拓扑变化、停（送）电计划、负荷预测、历史断面、实时气象、实时潮流的电网风险点监测与预警功能，利用专家系统强大的自学习功能，结合N-1扫描结果形成电网事故预警经典案例，实现基于电网大数据分析的电网风险实时监测与预警功能，建设基于大数据分析的电网风险预警平台，从而推动智能化、精益化电网调控。
2、主要做法
2.1 统一电网模型，实现运行数据和管理数据融合
利用统一电网模型，实现调度实时运行数据和静态数据融合，对现有电网运行数据进行关联化重构。以安全、质量、环保、公平为四个维度，对数以万计的数据进行聚合萃取，构建了电网运行指标树，初步实现对电网运行质量进行量化衡量和关键指标（PKI）的监控。
在数据指标层面，一是按照“过去、现在、未来”时间纬度，设计电网安全指标，实现对电网调度运行历史安全水平评价、对电网实时运行状态的监控和对未来电网安全危险点的预防。二是过程与结果并重，设计电网运行质量主题。在频率、电压指标类的设计中，既抓住反映频率、电压质量的结果指标，又挖掘保障频率、电压质量的管理措施过程指标。三是内部外部形势结合，设计效益指标。从经济、节能、环保效益三个方面全面评估电网运行效益水平。
在业务应用层面，一是建立规范、准确、唯一的设备库，描述电网的物理属性，包括设备参数信息和设备之间的连接信息。二是通过统一的电网模型库实现设备命名的关联化和标准化，并在调度日志、监控日志、停电及检修计划应用中关系电网模型库的应用。
2.2基于大数据集中分析决策，优化电网运行风险监测、预警
（1）建立电网运行风险评价指标体系
立足自身电网实际、利用电网历史运行方式资料，采用逆向思维方法逐步探索建立重庆电网运行风险定量评价指标体系：通过回溯历史运行方式和调度计划，计算比较大量不同状态下的电网运行风险数值，研究电网运行风险数值分布趋势，进而确定风险分级量化评价指标。
PRI指标数值分类表
由于电网稳定分析包括元件过载、电压波动及负荷损失等多个方面，同时计算结果也分有名值、标幺值两种方式。因此，在指标确认时需要综合考虑各种故障后果权重及结果展现的直观性，既要客观真实反映系统风险水平、又要便于量化评级。
（2）形成典型事故案例，完善电网运行事故案例库
基于电网运行基础数据，记录电网运行风险或事故时电网拓扑、潮流数据、开关状态等基础信息，数据清洗后形成典型案例，利用专家系统学习经典案例，不断优化和完善案例库，实现“实时监测-数据比对-风险预警-编入案例”的循环式运行模式。
通过调度OMS（或EMS）模块可查询设备基础静态信息和历史跳闸、缺陷记录、操作票、检修申请等动态信息，为调度员及时、全面掌握待调度设备的其他信息提供快速、全面的查询工具。此外，还可以提供按时间、按关键字段、按数据透视等的综合智能查询，为调控运行统计分析提供支撑。
3、实施效果
通过风险预警功能，强化电网故障提前预警，提升设备运行安全可靠性，在故障发生或异常运行前即可进行弹窗式提醒和可视化展示，进一步提出处理方案和优化建议。调度人员可根据系统提供的设备状态、遥测信号、辅助决策等信息或建议，进行电网方式调整、检修计划调整，甚至是事故处理，从而达到提前感知、提前处理的目的。
1. 供电可靠性持续明显提升
系统所具有的基础数据分析模块，可实时为决策人员提供详细的用户负荷信息等，为停电安排提供可靠依据。为电力用户提供的电能质量、供电可靠性和安全性大幅提高。敌未动、我先动，基于大数据分析的电网风险监测与预警能够做到未雨绸缪，将潜在电网运行风险、事故扼杀在摇篮。
（二）电网调控管理更优化
1. 通过事故案例分析，开展年度电网运行情况分析
通过历史数据和典型案例库，能够深入分析故障产生的变化规律，调控人员可进一步分析电网运行情况，用于安排下一年度电网检修计划，科学指导临时计划安排，电网有疾在腠里，不治将益深，典型案例库的存在将作为一手资料和重要资源来进行电网运行方式的完善和指导电网检修计划，有针对性地采取技改大修、资源优化配置、管理优化措施，进一步提升供电服务质量，切实减少故障发生。
（三）电网规划决策更科学
1. 依据电网数据中心，开展运行数据分析
通过基于电网数据中心的电网模型对整体或局部网架的供电能力、负荷转移能力、经济性进行全方位评估，指出运行隐患和风险趋向，为电网下一步改造或发展提供有效指导。同时，通过数据提供理论可靠性测算功能，实现网架现状或规划网架仿真计算，为规划人员提供量化的决策依据。
2. 提供了电网设备运行方式的辅助决策
通过大数据可视化分析，为电网设备的运行方式安排提供了新思路，为整合电网现有资源、提高在运设备利用率提供了数据基础。
参考文献：
[1]王一枫，汤伟，刘路登，等．电网运行风险评估与定级体系的构建及应用[J]．电力系统自动化，2015，8：022．
[2]苏寅生．考虑外部环境的电网故障概率模型综述[J]．南方电网技术，2015，9（6）：87-92．
[3]崔建磊，文云峰，郭创新，等．面向调度运行的电网安全风险管理控制系统[J]．2013．