基于营配调融合的重要用户风险预警技术探索

陈 辉，王支奎

（1.国网常州供电公司，江苏 常州 213000；2.江苏苏源高科技有限公司，南京 210024）

重要用户是供电企业的重点服务对象之一，重要用户用电的稳定性和可靠性，对社会政治稳定、经济发展起着重要作用。目前，配电网结构的日益复杂，城市建设步伐不断加快，重要用户面临的用电风险越来越多，重要用户的电力保障工作压力逐步增大。

重要用户的风险预警是供电企业开展综合能源服务的举措之一。为此，有必要依托现有配电网运行状态实时监控、营配调融合［1—2］等建设成果和信息化手段，结合配电网实时开展的日常业务，研究重要用户风险预警技术，实现重要用户用电的风险和隐患的主动监测和及时提醒［3—7］，提高供电企业面向重要用户的供电服务能力。

1 现状分析

电力营销、生产以及调控等各个专业的业务活动（例如:电力保障、计划停电、故障抢修、运行方式调整等）对重要用户的可靠用电都会产生风险。但由于现有营销、生产以及调控专业管理系统的限制，在重要用户风险管理方面还存在以下不足。

（1）重要用户档案数据覆盖不全

现阶段重要用户的档案都在营销系统里统一管理，存储的信息都是营销部门的用户基础档案，缺少其他专业关注的供电路径、多电源实时状态、变更履历等信息。

（2）重要用户电力保障信息化支撑不足

电力保障工作是供电公司对用户的重要服务之一［8—9］。电力保障期间，重要用户的用电可靠性要求、风险预警要求大大高于平时，因此，需要供电公司营销、生产以及调控多个部门协同工作才能完成。但目前重要用户的电力保障仍采用邮件、纸质资料等传统方式进行管理，各类资料分散存储，增加了信息共享的难度，降低了风险预警的效率。

（3）相关业务缺少重要用户预警环节

电网实时运行状态、重要用户档案、电力保障信息都未能统一共享，且生产系统、调度自动化系统、营销系统相互独立，受此影响，计划停电、故障抢修等业务都缺少重要用户预警环节。

受上述因素影响，当电网发生计划停电或者故障停电时，极易对电力保障工作或重要用户可靠用电产生风险和隐患。

2 重要用户风险预警技术

为解决上述问题，本文提出了基于电网实时状态的重要用户风险预警技术研究思路。

2.1 构建营配融合的重要用户档案数据库

全面融合营销侧用户档案信息、生产侧电源信息、电网拓扑信息，建立统一的贯穿变电站—线路—变压器—用户的重要用户档案数据库，解决营销系统、生产系统里用户档案、电源信息分散且数据存在专业局限的问题，为自动化、智能化地开展保电预案编制、重要用户预警打下坚实的基础。重要用户信息库如图1所示。

图1 重要用户信息库组成

图1中，重要用户信息库的数据源头为各专业系统，包括营销系统、电网GIS平台以及生产系统。重要用户信息库以用户档案为核心，横向上，通过扩展供电路径、电源信息，实现营配统一的用户数据存储。为了对用户信息进行全面管理，纵向上，对用户电源信息的变更予以记录，方便供电公司了解重要用户的电源变更履历信息。

2.2 结构化电力保障信息化管理的实现

目前，营销、生产等专业系统里都缺乏电力保障工作的信息化支撑功能，大部分供电企业的电力保障工作过程的相关数据都是基于非结构化的文本形式（例如:word、wps等形式文档）保存，采用电话、邮件等形式进行流转。非结构化的信息既不便于统一管理，也造成信息系统无法有效共享和使用这些数据。为此，有必要对电力保障信息进行结构化设计，实现电力保障信息化管理。结构化信息存储模型如图2所示。

图2 结构化电力保障信息存储模型

结构化的电子保障数据包括保电事由、保电时间、保电组织、保电范围等，其核心是保电范围。保电范围不是简单的文本描述，它包含重要用户档案、供电路径以及电源信息等模型信息。结构化保电信息的存储和记录，可以让信息系统准确识别保电范围以及用户电源配置情况，这为开展重要用户风险预警奠定了良好的基础。

2.3 基于电网实时业务的重要用户风险自动预警技术

重要用户的用电风险与日常的电网检修、停电等相关工作息息相关，该工作必须与配电网的实时业务结合起来开展，才能达到及时提醒、精确预警的效果。按本文上述思路，通过构建营配融合的重要用户信息库，实现电力保障工作的信息化管理，这为开展重要用户风险自动预警奠定了基础。在此基础上，对日常的计划停电、故障停电的维护功能进行完善，增加重要用户风险预警功能，通过该预警功能，不仅能提示用户存在风险，而且可以精确到用户所属电源。

具体实现方案如下:

（1）计划停电重要用户风险预警

实现对计划停电的结构化改造，在编制计划停电时，可选择停电线路及其下游停电范围，每个计划停电的影响范围都具体到配变和用户，再结合重要用户的电源信息、结构化电力保障活动，对停电范围内重要用户作出风险预警。风险预警时不仅提示受影响用户的档案信息，还对该用户的每一路电源的状态进行分析和提示，方便全面了解重要用户电源风险情况。不仅在计划编制时，可以提醒需求提报人员电网计划检修工作对重要用户的风险情况，计划执行期间，也可以对重要用户的风险情况进行监控预警，避免电网运行薄弱时影响重要用户。

（2）故障停电重要用户风险预警

故障停电时重要用户风险预警的重点是解决时效性问题。为了及时发现故障停电，需要能够监控开关跳闸信息、保护动作等信息，当开关出线异常时，可以及时发现故障停电并对重要用户进行预警。

调度自动化系统已经具备对配电网出线开关的运行状态进行实时监控，通过与该系统集成，及时接收出线开关分、合闸信息、保护动作，结合告警时序，研判电网是否存在故障。

监控到故障停电后，分析影响用户清单，对重要用户或保电用户进行停电预警通知。结合变电站—母线—出线开关—线路的关联关系，对故障停电线路同母线、同变电站的线路及重要用户进行运行风险分析，帮助监控人员全面掌握电网运行停电影响情况和潜在运行风险情况。

3 重要用户风险监控系统软件设计

3.1 重要用户风险预警系统架构

重要用户风险预警系统由监控预警、电力保障管理以及重要用户信息库等模块构成。系统依托营配调贯通建设成果，通过对用户档案、电源信息、拓扑模型的统一整合，实现重要用户信息库的构建。接着，构建结构化电力保障信息管理模块，计划停电预警、故障停电预警模块，为重要用户风险预警提供业务支撑。基于上述模块，构建重要用户的监控预警模块，该模块可融合计划停电、故障停电事件以及电力保障活动等实时业务，对重要用户进行风险预警。风险预警系统架构如图3所示。

图3 重要用户风险预警系统架构

3.2 重要用户信息库设计

通过与营销系统、生产系统集成，获取营销侧用户档案信息、生产侧电源信息、电网拓扑信息，将贯穿变电站—线路—变压器—用户的重要用户档案集中保存。电源信息支持多路电源的存储。

3.3 结构化电力保障信息维护功能设计

结构化的电力保障信息包括电力保障任务基本信息以及电力保障范围。电力保障任务基本信息包括任务名称、电力保障地址、电力保障等级、开始时间、结束时间、保电联系人、联系电话等。电力保障范围由重要用户基本档案（包括用户编号、用户名称、用电地址、用电类别）和电源信息组成，考虑电力保障范围常常涉及多个用户（例如:高考的电力保障会涉及多个学校），因此，系统支持录入多个用户信息。通过提供结构化电力保障信息的维护功能，可以有效地支撑重要用户风险预警。

3.4 重要用户预警功能设计

结合计划停电、故障停电等实时业务对重要用户风险进行预警。为了方便用户监控，可以在编制计划时提供预警功能，也可以分别从重要用户和配电网运行2个角度重点监控用户风险情况。具体功能如下:

（1）编制计划停电时重要用户风险分析

在编制计划停电时，可以根据计划停电范围，结合用户的电源情况，分析受影响的重要用户清单。针对多电源用户，对其每一路电源的状态进行分析，不仅考虑停电状态预警，未停电的电源存在单点隐患的也进行提醒。对于有电力保障活动的用户，还增加提醒电力保障活动信息。

（2）重要用户风险预警

实时监控当前时间内所有重要用户风险情况。针对每个用户的风险，都从故障停电、计划停电、电力保障工作等方面进行预警。

预警信息包括预警等级、用户编号、用户名单、用电地址、风险详情。预警等级分为4个等级:红色预警、黄色预警、橙色预警以及蓝色预警。其中，电力保障的重要用户的保电范围内存在线路停电时，系统进行红色预警；电力保障的重要用户的同变电站下线路存在计划停电、故障停电时，系统进行黄色预警；无电力保障活动的重要用户所在电源停电时，系统进行橙色预警；无电力保障活动的重要用户风险所在电源同变电站下线路存在计划停电、故障停电时，系统进行蓝色预警。风险详情栏位可以显示当前用户的电源是否存在故障停电、计划停电以及电力保障任务，如果多个业务同时开展，则都显示相关业务信息。

（3）配电网风险预警

从配电网运行状态监控维度，汇总当前正在执行的停电以及故障停电信息，实时监控当前时间内所有线路风险情况。针对每条线路的风险都从停电影响、电力保障工作影响以及重要用户影响情况进行监控。监控的信息包括预警等级、线路名称、停电类型、风险详情。其中，预警等级包括红色、黄色、橙色以及蓝色预警。红色预警表明该线路存在停电的线路；黄色预警表明该线路当天待停电；橙色预警表明该线路存在A级电力保障活动；蓝色预警表明该线路存在其他电力保障活动。风险详情包括该当前线路下的停电用户数、风险用户数、计划停电数、故障停电数以及保电任务数。D