发布时间：2020-06-03所属分类：农业论文浏览：1次
摘 要： 通过对国网宁乡供电公司历经铺供电所的调研、分析，发现农网规划建设存在现状难摸清、需求难收集、项目难申报、规划难落实等问题，主要原因在于现状数据不全面、电网诊断意识差和手段少以及农配网规划能力严重不足。 相关期刊推荐：《 大众用电 》(月刊)创刊
通过对国网宁乡供电公司历经铺供电所的调研、分析，发现农网规划建设存在现状难摸清、需求难收集、项目难申报、规划难落实等问题，主要原因在于现状数据不全面、电网诊断意识差和手段少以及农配网规划能力严重不足。
相关期刊推荐：《大众用电》(月刊)创刊于1985年，由湖南大学;湖南省电力行业协会主办。她以“专稿、电与社会、电力营销、需求侧管理、电气时空、电工园地、电工课堂、安全用电、企业风采”等栏目为阵地,坚持“引导大众用电，宣传合理用电，普及安全用电”的办刊宗旨，架起供用电双方的桥梁，是您工作与学习的好帮手。
本文提出了一种基于大数据的需求诊断分析方法，即采用无人机航拍技术采集完善农村中低压电网基础数据，通过挖掘、整合已有系统各类数据来分析存在的问题。该所通过对天马新村农网的试点改造，解决了宁乡历经铺供电所在农网改造需求申报以及规划优选排序时面临的问题和困难，具有较强的应用前景。
1天马新村农网改造需求诊断分析
1.1数据获取
(1)提取业务系统数据。电网规划及诊断分析需要的主要是历史档案、配变运行和用户资料等数据，这些数据来自于各个业务系统，需要深入挖掘并加以整理才能应用。系统数据主要通过业务系统前台导出，以及依靠省、市供电公司提供。其中，有关天马新村提取的数据量为：16台配电变压器资料、1419个用户、119个字段、18张表格。
(2)无人机航拍采集补充低压网络空间拓扑数据。农村低压网络空间拓扑数据缺失是普遍现象，但这个数据在电网诊断分析中扮演重要角色。由于农村电网相对城市电网有所不同，中低压配电线路基本都采用架空方式，可以直接看到配电线路，同时结构上基本上都为单辐射型，辅以少量的单环网。因此，考虑通过无人机200米低空航拍来获取农村电网设备实时、全面的空间数据。
1.2数据加工
获取了电网规划所需各类基础数据后，需要对数据进行加工，为进一步分析诊断提供依据。
(1)航飞数据加工。通过无人机航拍采集到低压空间数据后，可将这些可视化的数据转换成空间坐标，导入到GIS系统中，投影到地图上，形成设备空间数据和工况数据的对应，完善GIS系统中低压的底层数据。之后结合网架结构的空间分析算法，可以精准计算出天马新村每个台区的供电范围和用户供电距离等重要信息，并将各台区的运行状态在空间上通过可视化的手段展现出来。
(2)业务系统数据加工。在导出各个业务系统的数据后，选取不同业务系统的通用字段如台区名称、用户编号进行关联、匹配，实现的路径和方法是将所有表格导入Tableau软件，应用软件中自带的“联接”功能自动实现关联。根据规划、项目申报的技术要求，整理出各个台区需要数据信息要素，剔除一些干扰数据和指标，对于重复数据则以源头系统数据为准。
1.3数据分析
完成数据整理清洗后进入诊断分析环节，从多个角度分析电网数据所反映的运行情况。通过同一台区的各项数据横向分析以及多个台区的纵向对比，找到能反映台区运行状态的各项指标，发现台区的现状，为改造方案提供数据支持。具体是从台区运行状态和台区用电特征两方面来进行分析，其中台区运行状态包括：户均配变容量、户均供电距离、最大供电距离、线损率、最大负载率、平均负载率、重过载占比(负载率超过80%的记录点占所有记录点的比例)、停电时长、停电次数、低电压用户数量、低电压发生次数;台区用电特征包括：户均用电量、年最大负荷利用小时数、最大负荷时间、居民生活用电和其他用电类型比例。这些数据的挖掘分析都需要结合台区及用户的档案数据进行关联。通过综合分析不仅能够采集数据中单个台区存在的问题，同时也能够对各个行政村进行电网的直观分析，按照问题轻重程度对各个农村网改进行优选排序，使农网改造投资目标更明确、精准。
结合航拍采集的空间数据以及系统提取的运行数据，可以将天马新村所有台区的指标进行可视化展示。天马新村的台区负载指标分布情况可视化后，便可以对天马新村的负荷指标进行深入诊断，从负载分配方面做出改造方案。同时，对天马新村各个台区的线损指标、低电压和停电指标、用电特征等指标进行对比，从多个角度分析各台区存在的问题，然后通过综合评价系数将各个台区的问题严重程度进行量化，通过数字化比较来进行直观分析。
2成果及应用
2.1高效完成了低压数据采集及录入工作
2018年3～5月，笔者通过无人机航拍数据采集方式，在3个月内完成了对历经铺供电所管辖43个行政村内低压数据的采集及核对工作，填补了该所在低压数据方面的空白，有效解决了低压数据难收集、不准确的问题。目前，该所低压网架及数据(除户表外)完成度已经达到了90%以上，有力地支撑了研设一体化工作进展。在宁乡进行农网设计的星电、新天等设计公司利用完善的低压数据顺利、高效地完成了历经铺供电所14个村的可研报告编制，并达到了初步设计的目标，受到湖南省电力有限公司的高度评价。
2.2深入挖掘数据，优选排序成果显著
通过挖掘整合各类规划所需数据，笔者对历经铺供电所43个行政村均进行了深入分析，从户均容量配置、最大负载率、低电压户数、平均供电半径等多个维度对这些行政村的电网问题进行加权评价，形成了村网改造需求和优选排序结果，实现了整村改造的一步到位，其中14个问题最严重的村网改造提前到2019年，5个以往改造不彻底、不到位的村网计划2020年完成升级改造。
2.3强化诊断分析，为规划方案提供数据支撑
在数据诊断分析的支撑下，单一行政村的规划及项目储备也更加精准。通过数据分析的方式对电网现状问题进行了量化的评估诊断，在规划设计方案中针对性进行解决，从而彻底规避了以往方案不合理导致投资无效的问题。此次编制的2019年天马新村13个台区改造方案全部通过湖南省电力有限公司组织的方案审查，通过率达100%。
2.4项目需求申报效率显著提升
在完善的数据支撑及优选排序结果下，历经铺供电所的项目需求申报进度提速明显。在2016年和2017年，历经铺供电所共计申报了11个行政村的网改需求，每次申报时间超过半年，且实施后仍然没有彻底解决这些村电网问题。而在2018年，该所编制了包括天马新村在内14个行政村的村网规划和项目需求申报，涉及2019年农网投资3200万元，超过前3年总和，申报却仅用时2个月，工作效率得到了极大地提升。
3结束语
3.1实用性方面
低压数据采集使用消费级无人机，易于操作，成本不高，无人机一次投入10000元/台，使用寿命为4年。目前，工作中采用消费级无人机针对村网进行目的性航飞，效果显著，获取了0.05米分辨率的高清影像。无人机拍照的生产成本大概在800元/平方千米，且图片拼接和数据加工可以批量完成，节约了大量人力物力。采用航飞方式采集数据的方法较传统测量方法其工作效率可以提高1倍以上。
3.2创新性方面
无人机采集数据完美解决了供电所在需求收集、数据分析方面的弱项。传统方式需要供电所外勤人员进行现场实勘，一个完整村的测量以及数据的收集需要3～5天，采用航拍采集数据则只用1天不到的时间，无论是效率还是准确度均远超传统方式，因此规划人员能够将更多精力用于关注方案的合理性和经济性上，通过分工协作提高效率。
3.3可推广性方面
目前这种方式已经在长沙宁乡市、湘江新区等部分供电所进行了试点，成效显著。湖南省是农业大省，农村电网分布十分广泛，因此具备良好的可推广性，能够为今后农村电网的规划、设计、建设、运维节约大量资金。——论文作者：黄跃 贺电 谭渡渡 隆辉
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