摘要：针对目前配电网信息系统信息不全面，效率低，重复录入数据多，各系统信息不互通等问题，在通过对配电网运行的现状分析到现有配电网网架的薄弱环节的分析，在现有的PMS系统，配电网大数据系统，图模系统的基础上，设计出一套全新的配电网多源数据三维可视化管控系统和处理流程，从而实现设备状态可视化管控、规划大数据分析、稽查现场精准定位、停电快速响应等功能。 关键字：配电网规划；配电网;多源数据；信息融合；设备可视化The research and design of 3D Visial Management System for Multi-source Data inDistribution NetworkAbstract: Low efficiency,duplicate data entry, and unshared information of diffrrent systems result in a variety of the problems of the current distribution network information system. Based on the analysis of PMS system,the big data system of the distribution network, and the pattern system, a new three-dimensional visualization management system and proces sing process for the distribution network was designed ,which is merit in the visual control of the equipment status,planning bigdata analysis, accurate location inspection quick response to power outages and other functions.
Key words:Distribution Network,multisource data,information fusion
中小学电教 配电网存在网络结构复杂、设备种类繁多、数量庞大、运行方式多变以及抗灾害能力差等特点，其管理的高效性直接影响用户用电体验。湖南地形复杂，大量配网线路穿越高山地形，局部微地形微气象造成配电网易发生频繁停电现象，影响供电质量。PMS系统、
图模系统等系统在电网中得到了广泛应用，有效提高了设备管理效率[1-4]。但在运行中发现还有如下亟待解决的问题：
（1）图模系统无法显示线路所通过地理特征以及设备所在区域自然灾害风险等级，难以获得线路所经地形、自然灾害风险等信息。PMS系统虽然保存有丰富的设备台账信息，但无法实现台账信息的直观可视化展示[5-7]。
（2）目前运检、营销、发建、供指等部门数据未实现有效贯通，各部门存在大量数据重复录入和数据矛盾现象，这些现象使得数据难以得到统一的标准，所以这些数据在电网的实际运营中难以发挥充分的作用。
(3)由于目前D类地区配网柱上断路均采用无线公网进行远程信号传输，现有大部分配电网柱上断路器均采用短信控制模块与设备主人手机进行绑定实现监控和操作，对于停复电管理层级无法有效掌控，违规操作只能事后追责不能事前控制，存在安全管控风险。
(4)配电网设备点多线长面广，稽查人员一般按作业信息发布位置到达乡镇或村一级后，给把关人或工作负责人打电话安排人员带路实施稽查，不能确保实效性和现场的真实性。
1.系统设计及流程
针对目前运行中存在的的现场需求，末端融合PMS、营销系统、规划系统，基于三维GIS软件开发出一套配电网多源数据可视化管控系统。本系统主要基于互联网大数据的原理，提取出在配电网生产运行管理系统中的多源数据，然后对这些数据进行分析、融合和综合可视化展示等操作，使之具备设备状态可视化管控、稽查现场精准定位、规划大数据分析及突发停电的解决能力，以及挖掘出这些数据的潜在价值，最终实现配电网运行管理水平的提高。系统包含物理层、数据处理层、业务展示层等4个层面，其系统架构如图1所示。
大派用场的意思
图1 平台总体架构
系统具体介绍和分析如下：
1）物理层。指数据底层提供和各类业务系统的数据接口，获取系统需要的数据，以每个设备的PMS身份证（PMS ID)为首要字段，精确匹配打破各系统间信息壁垒，实现信息互联，然后将互联的数据清洗、融合和挖掘，并构建新的动态数据库供数据处理层使用。
2）数据处理层。该层有可靠性分析、负荷预测、负载率分析、规划方案分析等核心算法，是本系统的数据支撑。
3）业务展示层。此层是利用计算机图形学和图像处理技术，将电网运行的数据通过计算机图形显示技术的方式展现出来，使电力运维人员可以更方便直观地了解当前系统的运行状态，从而使采取更加有效和针对性的运行控制措施。
3）管理层。根据配电网数据分析结果，自动生成报表供供电服务指挥中心、配网部和发展建设部等部门使用。
配电大数据拥有丰富的数据源，包括配电自动化、气象信息、地理信息、用电信息采集、配电负荷监测、95598客户服务和其他系统[8-9]。总体数据源如表1所示
第二次世界大战的起源 表1 配电大数据数据源来源
2.系统功能模块
该配电网系统是一个基于多源数据的为基础的多元化系统。其包含了现状分析、负荷预测
、薄弱环节分析、规划方案设计等功能。模块分析如下：
1）设备可视化管控模块
实现杆塔、变压器、断路器等设备在三维地形图上的三维展示；点击杆塔可实现配网全寿命周期信息和巡视照片的直观展示；对建议正常巡视分段的路径进行标注，指导监察巡视和交叉巡视的开展；实现设备是否存在异常状态、状态评价信息、配变历史数据状态信息、供带户数等数据的集中展示。
2）规划大数据分析
实现杆塔、变压器、断路器等设备在三维地形图上的三维展示；点击杆塔可实现配网全寿命周期信息和巡视照片的直观展示；对建议正常巡视分段的路径进行标注，指导监察巡视和交叉巡视的开展；实现设备是否存在异常状态、状态评价信息、配变历史数据状态信息、供带户数等数据的集中展示。
3）稽查现场精准定位
阿彻他的奋斗 短信平台实现与柱上断路器的双向数据交互，实现柱上断路器状态的实时告警和柱上断路器的集中管控。
4）停电快速响应
短信平台实现与柱上断路器的双向数据交互，实现柱上断路器状态的实时告警和柱上断路器的集中管控。
3、系统与应用
此系统已经在国家电网湖南省怀化市沅陵县供电公司投入试运行，在通过研究分析沅陵县配电网的现状后，对该配电网系统的各个方面进行了全面的规划，并且细化了其中的各个关键环节，得到可靠的量化评价。实际应用证明，该系统实现了以下四个设计功能
（1）基于三维地形图对配网线路进行逐个设备进行三维建模，开展多源数据的集中录入和定期更新和隐患设备的差异化展示，实现对设备状态、巡视记录及照片、用户信息、地形地貌等信息的集中统一管理，用不同的颜区分，在此系统中，黄表示设备的正常运行状态，绿表示列入网改的台区设备，红表示存在缺陷的设备，用如图2所示，选中设备，即可清楚的看到相应的本体信息，配变信息，通道照片，当设备有缺陷时，还能看到具体的缺陷信息告警，如图3所示。
（2）雷电伤害是一种常见的自然灾害，它会给人类带来伤亡和经济损失。据可靠数据记载每年死于雷击的人员大约有几千人，而受伤人员更达到了这个数据的5到10倍之多。雷电伤害主要源于具有大电流、高电压、强电磁辐射特征的闪电。雷电伤害已在联合国颁发的 “最严重的十种自然灾害”名单中[10-12]。沅陵县位于湖南西北部， 北有武陵山脉，南有雪峰山脉，沅水从西南入境向东北流出，纵贯全境，年均雷暴日数为48.4 天，为多雷暴区，近年来，雷击较为频繁,因此，对沅陵地区配电网对配电网供电能力和质量提出了更高要求。本设计将雷电大数据，风速大数据，配网绝缘污秽大数据,电网灾害分布图有效集成，建立灾害预警体制；搭建一个包含各种自然灾害预报和管理的综合信息服务平台，实现灾害数据的共享。如图四所示。
毫米波
除去自然灾害大数据叠加，系统还可以根据电网运行数据分析运行指标，主要包括线路负载率、台区变压器负载率、n-1通过率、线路连接方式、可靠性分析、供电半径、规划计算结果综合分析、多方案指标比较等对电网规划进行多维度分析，有效指导差异化检修和精准设计。实现考虑地形的快速规划和投资估算的快速计算，合理避免迂回供电，辅助设计人员规划选点，如图5所示。
图5 规划经济性分析 （3）直观显示三维地图中断路器所带用户数、用户台帐等信息。当发生线路故障后，通过对柱上断路器运行状态通过短信模板实现外部数据的“即时获取”后，显示断路器运行状态，帮助供指人员有效指导运检人员分析故障范围，实时开展抢修工作。通过自动统计功能，自动列出因故障导致停运的台区明细和用户明细，便于供指录入故障信息后的用户通知和服务工作。
（4）通过可视化系统可按信息发布平台的线路名称和杆号位置生成稽查派工单，稽查人员可直接导航至施工地点进行精准稽查。
图7 精准推送施工位置 3、结语
此配电网多源数据三维可视化管控系统，针对配电网相关工作人员的需求，集成与共享电力、气象、经济等多领域信息，预测了这些多维数据的趋势、规律和价值，直观显示了配电网的运行状态，在实现配电网规模、电量、缺陷、降雨量等多维信息的可视化的基础上，通过特征分析和相关性分析，进一步实现了在线故障分析的高级功能，从而提高了配电网的可靠性。本研究下一步将会进一步整合配网状态评估、风险评估和智能运维等新的理论和方法，继续优化此系统。
参考文献
[1] 杨凤鸣 ．GIS在配电网规划中的应用研究［D］．郑州：郑州大学，2005．
[2] 黄国楠 ．配电网规划分析与辅助决策支持系统的研究［D］．北京：华北电力大学，2015．
[3] 陈雪.王伟.叶琳浩，魏长春 基于多源数据的配电网规划辅助决策系统研究 [J]. 安徽电力 2018，35（1）：47-48
[4] 肖明伟.朱邦国.李佩.杨乐新.谢茜琳 基于大数据的配电网规划系统开发与应用[J] 广东电力 2017，30（1）：53-54
[5] 周杨珺.梁朔.俞小勇.奉斌.李珊 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[J] 2018,8(12):59-60
[6] Thiago S.D. Ferreira;?Fernanda C.L. Trindade;?Yuri G. Pinto;?Walmir Freitas; New analytical method for analysing the effectiveness of infrastructure reinforcement in electric power distribution systems [J] Electric Power Systems Research 2020,20(2):17-20
[7] Igor D. Melo;?José L.R. Pereira;?Abilio M. Variz;?Paulo F. Ribeiro; Allocation and
sizing of single tuned passive filters in three-phase distribution systems for power quality improvement [J] Electric Power Systems Research 2020,20(2):30-34
[8] Changsen Feng;?Zhiyi Li;?Mohammad Shahidehpour;?Fushuan Wen;?Qifeng Li Stackelberg game based transactive pricing for optimal demand response in power distribution systems[J]2020,30(7):12-16
[9]徐飞 依托大数据的配网线损管理[J] 中国电力企业管理 2019，9（8）：47-48
[10] 贺 电.谭渡渡.何海零.邹 晟.钟佳辰.王庭婷 基于气象大数据的配网故障数量预测[J] 吉首大学学报（自然科学版）2019，40（1）：53-56
[11] 马星河，闫炳耀，唐云峰，等．基于优选组合预测技术的中长期负荷预测[J]．电力系统及其自动化学报，2015，27(6)：62-67．
徐渭传[12] He Dian.Wu Junyong.Ji Luyu. An Integrated model for wind power forecasting based on maximum entroph principle[C]. ICEEAC2010.IEEE,2010:V3-560-V3-563 作者简介：
吴沐阳（1992-），男，助理工程师，高级工，工程硕士，国网沅陵县供电公司供电服务指挥中心调控值班正值兼互联网专责
通讯作者：岳一石（1986-），男，高级工程师，博士，国网电科院
张岩（1986-），男，工程师，技师，工学学士，国网沅陵县供电公司运维检修部主任
杨凯（1977-），男，技师，本科，国网沅陵县供电公司供电服务指挥中心主任
郭宏伟（1982-），男，高级工程师，技师，工程硕士，国网沅陵县供电公司供电服务指挥中心副主任
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