智能园区配用电应用集成构架设计及关键技术

智能配用电园区含有多种类型分布式电源、多样性负荷和各种形式的储能,同时具有先进的自动化和信息系统,对其进行有效集成方能实现信息共享和高效利用。文章根据智能配用电园区的实际需求,提出了智能园区配用电集成构架设计,主要研究配电一次设备与智能配电终端的融合与集成、智能配用电信息集成、实现设备与设备、智能用电设备与系统集成3个方面内容,能够实现设备与系统、系统与系统之间的高度集成。该技术已经在天津生态城试点应用,可为提高供电可靠性、新能源消纳、电网与用户的互动提供基础。     

实时数据库系统研发及其在智能电网中的应用

随着智能电网的发展,电网生产实时数据呈现出数据量大、实时性强等特点。为满足智能电网对海量实时数据处理需求,基于多线程实时处理技术,研发了一种实时数据库管理系统。文章介绍了该系统特点及系统结构,及其在用电信息采集、智能园区、能效管理平台、变电站热点监控等智能电网领域中的应用情况。该系统很好地实现了智能电网海量实时数据的采集、处理、分析、存储及展示,满足智能电网海量实时数据采集频率高、数据量大的应用需求。     

融合多源数据的智能配用电多时间尺度数据分析技术

随着分布式发电、储能和需求侧响应负荷的不断发展,传统的被动型用电网正在逐步演变为具有主动调节能力的主动配电网。为了充分发挥主动配电网的主动调节能力,需要在配用电网中安装智能电表、远程测控终端和配电网同步测量等数据采集装置,建设配电、用电、客服、营销等信息管理系统。这些数据采集装置和系统的建设,在配用电领域产生了大量的数据。文章在讨论智能配用电大数据来源、生命周期及数据特征的基础上,从数据集成平台、智能电网统一数据模型、多源数据在线、数据分析算法库、用户画像、机器学习算法等角度分析了智能配用电大数据分析的关键技术,然后提出了智能配用电大数据分析在电网运行、社会服务和用户服务方面的典型应用。     

智能配用电园区技术集成方案

面对分布式电源、分布式储能装置、电动汽车的规模化接入以及用户需求侧响应等新的边界条件,配用电园区的功能和业务逐步向交叉整合方向发展,而技术集成是实现上述目标的基础。介绍了智能配用电园区技术集成的总体研究思路,围绕设备与设备、设备与系统及系统与系统3个方面给出了具体的集成方法,探讨了园区集成的信息安全防护问题。该技术集成方案将在中新天津生态城得到应用。     

基于多源数据集成的电网规划综合数据平台

针对规划系统的各环节间数据难以有效共享等不足,以及规划业务系统与其他各专业系统的数据集成缺乏统一规划和设计等问题,通过有效集成PMS、GIS、EMS、智能配网监控、用电信息采集等多个业务系统,采用数据仓库(ETL)、K-means聚簇算法等大数据技术手段,实现了结构化、非结构化、海量历史/准实时、电网空间数据等信息的高效接入以及电网设备、运行水平、图形管理、规划方案等数据的深度融合,形成了集数据融合、存储、计算、建模、挖掘、分析及智能感知于一体的电网规划综合数据平台,首次实现了省域电网发展专业数据资产的集中管理与高度共享。山东省、市、县三级电网的全面推广应用表明了所提平台的有效性和工程效益。     

基于CIM和OPC统一架构的配用电网数据平台研究

以公共信息模型和OPC统一架构为基础,研究了支撑综合数据分析的配用电网数据管控平台构建,包括系统架构和信息模型研究、数据管理、服务体系构建及数据汇集等。分析配电、用电领域业务系统数据,裁制IEC TC57公共信息模型并扩展补充,形成配用电数据统一信息模型。建立信息模型及对象数据到OPC统一架构信息模型的映射规则,在OPC统一架构地址空间中对经规范化汇集整合的多个配用电业务系统的数据进行管理。实现OPC UA统一架构服务,为分析应用提供安全高效的数据访问支持。配用电网数据平台与业务系统、综合分析应用有机地协同在一起,在工程中得到实践。     

电网规划智能决策平台研究

针对电网规划中基础数据来源冗杂、影响因素繁多、智能化支撑不足的现状,开展了基于多源数据融合与业务集成的电网规划智能决策平台研究。采用"互联网+"理念,推动云计算、大数据等在电网规划业务中的应用,通过横向集成融合生产管理系统、地理信息系统、能量管理系统、智能配网监控、用电信息采集等业务系统数据,纵向梳理贯通电网诊断分析、规划可研管理、经济技术评估等业务流程,开发了涵盖综合信息管理、负荷分析预测、电网诊断分析、电网图形管理、电网仿真计算、规划可研评审、经济技术评估、项目全过程闭环管控等业务系统的电网规划智能决策平台。该平台已在山东电网得到了推广应用,有效提升了电网规划的工作效率和经济社会效益。     

智能配用电园区用户侧双向互动功能的设计与实现

智能楼宇、智能小区、用能分析与管理、多样化增值服务等用户侧能量管理功能的集成,对智能配用电园区综合能量管理系统的用户侧双向互动功能提出了新的要求。文中分析了用户侧双向互动的技术特点和功能需求,进而提出了总体架构以及双向互动服务框架。阐述了双向互动的内容,设计了实现的技术方案,并介绍了相关关键技术的具体实现方法。     

基于统一数据模型的广西配用电大数据分析平台的设计与实现

针对目前配电网数据结构多样、数据源不唯一等问题,提出了基于多源数据融合的配用电统一数据模型,并在此基础上构建了广西配用电大数据分析平台。该平台打通了配网不同业务系统间的数据壁垒,实现了配网生产管理、营销、运行、GIS等数据的融合,并形成了高效、有序的信息共享模式,为配电网规划建设、运行维护、客户服务等提供了高效的数据辅助决策服务。     

基于多源异构数据的配电网运行分析平台:系统架构与技术实现

大数据技术是挖掘配用电海量数据价值的有效途径,可显著提高配电网生产运行监测和管控的精益化水平。本文基于智能配用电大数据的数据源及数据类别分析,结合配电网规模评估、供电可靠性评估、运行状态评价等功能需求,提出并开发了包括业务层、应用层、数据中心层和数据底层的配电网运行分析平台总体系统架构,并进一步细化了软硬件平台设计。通过对多源异构数据的整合、分析、识别、挖掘,并运用丰富的可视化技术手段,实现了电网、设备和环境信息等基础信息的融合,以及大数据分析评估结果信息的全景信息展示,并在展示的基础上开发并实现了配电网故障分析等高级应用功能。     

一种基于Hash-B-树索引的海量用电数据快速检索算法

针对智能用电双向交互平台中海量电力用户用电信息的分析处理、存储及快速检索需求,基于Hadoop平台建立了海量用电信息的并行处理及云存储体系,并针对海量用电信息的特点,提出了一种基于Hash-B-树索引的海量用电数据快速检索算法,介绍了Hash-B-树索引查找算法及实现方式,通过建立索引缩小查找范围,在保证不浪费存储空间的前提下提高检索速度。实验证明,该算法能够从海量数据中高效、快速地检索到所需的用电信息。     

智能配用电园区综合能量管理技术研究及应用

目前国内外智能配用电园区建设面临源—网—荷—储资源协调控制难度大、缺乏一体化业务支持系统等技术难题。文章在研究智能配用电园区多源信息融合技术的基础上,提出了园区多级能源协调控制方法,建立了园区综合能量管理功能架构,设计开发了园区综合能量管理系统,实现了园区中分布式电源、配电网、多元化负荷等资源的优化利用,全面支撑了调控、运检、营销等专业的业务应用。上述方案和系统在中新天津生态城智能配用电园区获得落地应用,运行结果验证了所述园区综合能量管理技术的可行性与有效性。     

基于数据挖掘技术的台区线损 智能诊断研究及应用

本文围绕台区线损异常治理效率低、降损成效弱、异常监测难等问题,依托营销SG186系统、用电信息采集系统等海量数据,运用聚类算法和关联分析法,进行静态与动态数据的集成整合与优化,实现对台区数据信息的深度挖掘;通过搭建阶梯化线损管控模型、线损评估与智能诊析模型和线损治理配型库,开发台区线损"慧诊"助手开发应用,可实现"一台一策"台区线损管理的快速诊断决策与智能管控。     

基于智能用电互动服务平台的智能家庭能效管理系统设计

为了实现电力用户与电力公司双向互动,满足电力用户多元化、互动化的用电服务需求,设计并实现依托于智能用电互动服务平台的海量信息数据和多元化服务,完成面向电力用户的智能家庭能效管理系统设计.本系统是以智能用电互动服务平台为系统支撑,构建智能电表、智能家庭网关、智能交互终端、智能插座和智能电器为依托,支持光伏发电、分布式电源、电动汽车充电等系统或设备的接入,结合阶梯电价、有序用电、家庭能耗指数等节能指标,形成电力公司与电力用户能源与信息同步的新型供电关系,为电力用户提供经济高效用电模式为综合体的智能家庭能效管理系统.系统设计具有标准接入、信息共享、高可靠性等优点,将在智能电网与电力用户之间发挥重要作用.     

智能配用电大数据存储架构设计

针对智能配用电数据海量、高维度、多源异构等特点,提出一种大数据存储的三层管理框架设计方案。首先,对智能配用电数据组成进行分类划分。然后,提出智能配用电数据存储的资源层、元数据层和实际数据层的三层管理框架,在资源管理层,应用虚拟化技术、负载均衡和资源调度完成对物理资源的管理;在元数据管理层,使用数据预处理技术对智能配用电的元数据进行分类,采用中间件技术完成XML元数据仓库管理;在实际数据管理层,利用NoSQL技术,通过Map和Reduce的有效结合,完成海量数据的分层分区快速存储。最后,在实验室环境下对该设计方案进行初步的应用,验证了所设计方案能够对结构化、半结构化和非结构化数据进行统一存储,可为智能配用电大数据技术的应用提供基础支撑作用。     

基于eDNA数据库的配电网实时数据统一采集平台设计与建设

提出基于实时/历史数据库建立配电网实时数据统一采集平台,给出了平台的建设思路和实施方案。所设计的平台具有与主流生产控制系统、用户电表及电气相关系统等的数据接口,集成了丰富的通用软件工具,能对配电网的实时/准实时数据统一进行管理和分析,并能方便地配合实施智能配电网的高级应用,为全网/局部区域电网优化运行分析与控制以及智能电网营配一体化模式建设奠定了基础。按提出的实施方案和实现技术,以某供电公司的配用电系统为实例,成功设计出覆盖配电自动化、用电信息采集、配变监测、故障监测的配电网实时数据统一采集平台。     

数据赋能低压配用电系统精益化运行的关键技术与算法

随着人工智能和大数据技术的发展,合理高效地分析电力数据可以赋能电网业务以提升其工作成效。同时,智能采集装置提供了海量计量数据,为数据赋能低压配用电系统精益化运行打下了坚实基础。为更好地总结低压配用电系统精益化运行的研究成果和启迪思路,根据现有业务将低压配用电系统精益化运行主要分为计量采集设备质量评估与计量数据异常监测、用户相位关系识别与三相不平衡治理、低压台区户变关系和拓扑关系识别、用户异常用电和窃电行为检测、客户侧用电服务评价5个方面,分别介绍了数据赋能低压配用电系统精益化运行中的关键技术及算法,并给出了目前研究的不足和未来的展望。     

智能配用电园区通信接入网设计

文章从智能配用电园区对通信网络承载的需求着手,分析业务的类型、分布特性等,确定信息通信的需求、通信网络架构、通信协议类型等网络建设模式,设计满足一体化通信需求的接入网络,形成了承载配电自动化、用电信息采集、电动汽车充电设施等业务的园区一体化通信及安全防护解决方案,能有效支撑智能配用电园区的建设。     

智能配用电园区评价指标体系及评价方法研究

针对智能配用电园区电网发展要求的安全可靠、经济高效、优质供电、高效运行等特征,文章从技术性、经济性和智能化3个方面出发,构建了智能配用电园区电网综合评价指标体系,提出了综合评价方法,并选取中新天津生态城这一示范园区,针对其规划建设情况进行了综合评价与分析。所提综合评价指标及评价方法适用于我国其它智能配用电园区电网的规划、建设以及运行的综合评价。     

多源异构的智能配用电数据存储处理技术

针对智能配用电数据具有海量、多源异构等特点,提出一种基于Hadoop的智能配用电数据存储处理的框架设计方案。在对智能配用电数据组成进行梳理的基础上,提出了智能配用电的资源、存储和查询三层数据存储框架。其中,资源层采用Hadoop集群架构,结合电力系统的行业特色,完成IT存储资源管理;存储层则先采用XML技术进行数据预处理,使非结构化数据归一化,然后利用No SQL数据库通过Map和Reduce的有效结合,完成海量数据的快速存储;查询层利用Top-k检索技术,实现海量数据的快速查寻。该设计方案能够对结构化和非结构化数据进行统一存储,可为智能配用电大数据技术的应用提供基础支撑。