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摘要：供电质量对工业和公共事业用户的安全生产、经济效益和人民生活有着很大的影响。随着武汉供电公司采集全覆盖工作的完成，电力用户用电信息采集系统已达到高、低用户及台区关口用电数据采集的要求，采集的数据包括了电压、电流、功率因数、负荷等，通过对这些数据的分析和深度挖掘，可以对低电压台区进行远程分析，在一定程度上帮助现场用电检查人员缩小分析范围，提高现场工作效率，及时发现供电电压不稳定的情况，保障供电质量。
关键词：采集系统；低电压；数据挖掘；供电质量
一、低电压的定义及危害性分析
根据《供电监管办法（试行）》、《电力供应与使用条例》、《供电营业规则》规定，用户受电端的供电质量应当符合国家标准或者电力行业标准，在电力系统正常的情况下，供电质量应当符合的规定就包括了受电端额定电压及允许偏差值，低压台区的供电电压额定值为220V，偏差允许范围为额定电压的-10%到7%；电力系统非正常状态下，用户受电端的电压最大允许偏差不应超过额定值的±10%。
低电压不仅存在着烧毁电动机的风险，还会带来家用电器受损、增大台区线损、降低电力系统稳定性等危害。
二、低电压数据分析及深度挖掘
电力用户用电信息采集系统（简称采集系统，下同）是对电力用户的用电信息进行采集、处理和实时监控的系统，实现用电信息的自动采集、处理和实时监控的系统，实现用电信息的自动采集、处理和实时监控的系统，实现用电信息的自动采集、计量异常监测、电能质量监测、用电分析和管理、相关信息发布、分布式能源监控、智能用电设备的信息交互等功能。
目前采集系统已实现周期性的数据采集功能，采集的数据包括有功功率、无功功率、电压、电流、功率因数、事件记录等基本用电信息。这部分采集的数据可用于电费核算、远程费控、异常判断等。
根据采集系统采集到的电压数据，结合现场实际情况，在排除了供电电压异常的条件下，可以总结出系统中体现的低电压大致分为以下两种情况：
由于负荷分布不均造成的某一相电压偏低；
由于计量装置故障（包括接触不良、设备故障等）造成的低电压。
下面分别举例说明：
例1：台区编号0100058500，红河2号公变在2月24日发现了低电压，数据截图如下所示：
通过比对2月10日此台区的电压数据，我们发现半个月之前的同期并未出现低电压的情况。此台区经现场核实，该台区部分时段负载较大，且负荷分布不均。从系统数据角度来分析，此台区在发生低电压的当天曾经有过电压正常的时段，半个月之前的同时段内并未发生低电压的情况，这种情况下不存在现场计量装置故障，应及时与生产部门取得联系，计划调整负荷分布情况。
例2：台区0000966490在4月9日发生了B相低电压，回溯半个月之前，3月26日此台区也是出现了B相低电压的情况。此台区经现场核实为接线端子故障，需要安排停电更换。从系统数据角度来分析，此台区在低电压的当天全天某相电压值都偏低，半个月之前的某一天也有同样的现象，低电压的情况不会随着时间的推移而发生变化，这种情况下可能存在现场计量装置故障，应安排现场检查，及时排除故障。
我们小组累计对非节假日期间的120个低电压台区进行了分析，经过数据统计发现因负荷不均造成的低电压台区数占了整体的80%，疑似上一级供电电压异常的台区数占了5%，而确实存在计量装置故障的台区数仅占15%。
2017年春节期间（1月27日—2月2日）通过运检PMS系统和采集系统发现了156个低电压台区，为了准确定位问题台区，提高现场工作效率，我们对采集系统中这156个台区的电压数据进行了深度挖掘和分析。首先根据设备的台区编号在采集系统中导出了春节期间一天（1月31日）96个点（从00：00开始每隔15分钟一个点）的电压值作为基础数据，通过计算出某个台区一天内电压值低于合格下限的点数，然后利用数据处理软件，以台区作为纵坐标、时间作为横坐标，从台区异常点以及异常点发生的时间点两个方向对数据分析来进行综合分析判断。
基于单一变量法的原则，我们小组选取了间隔一定时间、且更接近于分析日期的另一天（2月14日）作为参考比对的对象，再进行了同样的分析方法，对于两天时间内均存在低电压点的台区关口进行重点观察。通过对这部分台区关口的电流、负荷、功率因数曲线进行一一分析，分析结果如下：
（1）149个台区在春节期间间断性出现低电压现象，具体表现为低电压异常点出现的时段集中在7：00—9：00、17：00—24：00之间，且春節过后（2月14日）无低电压点，疑为春节期间务工人员返乡，用电量突增，负荷分布不均造成的台区低电压。
（2）7个台区在春节期间及春节过后均存在电压情况异常，且低电压点数超过了一天总点数的二分之一，这部分台区需要属地单位现场进一步现场核实。
以10020台区为例，根据1月31日电压曲线观察，从21：00开始电压出现异常，此后一直为A相低电压，BC相高电压的情况持续，同时间电流不平衡情况加剧，因此需要现场进一步核查。
综上所述，1类共149个台区，占比95.5%目前电压已经正常，在春节期间有电压恢复情况或春节后电压即恢复，结合低电压出现时的电流变化情况，持续某相低电压的7个台区，经过现场进一步核实，发现，7个疑似问题台区中，有4个是由于设备老化、接触不良导致的低电压；有1个是由于台区总表二次线氧化导致的低电压；有1个是由于接线端子盒设备故障导致的低电压；有1个是由于处在线路末端，线路供电半径过大造成的低电压。
三、应用成效及前景
应用成效：对低电压的台区接线或计量装置故障实现精准定位；通过采集系统对现场的错误接线等情况作出初步判断；对低电压的台区进行问题分类汇总，对低电压问题实现闭环管理；利用采集系统在现场完成后、回访工作前对施工质量进行系统稽查。
应用前景：计量装置故障低电压台区自动报警；台区计量装置故障消缺工单自动触发；高负损台区清理整治；通过用电信息大数据分析，辅助决策电网规划。
关键词：采集系统；低电压；数据挖掘；供电质量
一、低电压的定义及危害性分析
根据《供电监管办法（试行）》、《电力供应与使用条例》、《供电营业规则》规定，用户受电端的供电质量应当符合国家标准或者电力行业标准，在电力系统正常的情况下，供电质量应当符合的规定就包括了受电端额定电压及允许偏差值，低压台区的供电电压额定值为220V，偏差允许范围为额定电压的-10%到7%；电力系统非正常状态下，用户受电端的电压最大允许偏差不应超过额定值的±10%。
低电压不仅存在着烧毁电动机的风险，还会带来家用电器受损、增大台区线损、降低电力系统稳定性等危害。
二、低电压数据分析及深度挖掘
电力用户用电信息采集系统（简称采集系统，下同）是对电力用户的用电信息进行采集、处理和实时监控的系统，实现用电信息的自动采集、处理和实时监控的系统，实现用电信息的自动采集、处理和实时监控的系统，实现用电信息的自动采集、计量异常监测、电能质量监测、用电分析和管理、相关信息发布、分布式能源监控、智能用电设备的信息交互等功能。
目前采集系统已实现周期性的数据采集功能，采集的数据包括有功功率、无功功率、电压、电流、功率因数、事件记录等基本用电信息。这部分采集的数据可用于电费核算、远程费控、异常判断等。
根据采集系统采集到的电压数据，结合现场实际情况，在排除了供电电压异常的条件下，可以总结出系统中体现的低电压大致分为以下两种情况：
由于负荷分布不均造成的某一相电压偏低；
由于计量装置故障（包括接触不良、设备故障等）造成的低电压。
下面分别举例说明：
例1：台区编号0100058500，红河2号公变在2月24日发现了低电压，数据截图如下所示：
通过比对2月10日此台区的电压数据，我们发现半个月之前的同期并未出现低电压的情况。此台区经现场核实，该台区部分时段负载较大，且负荷分布不均。从系统数据角度来分析，此台区在发生低电压的当天曾经有过电压正常的时段，半个月之前的同时段内并未发生低电压的情况，这种情况下不存在现场计量装置故障，应及时与生产部门取得联系，计划调整负荷分布情况。
例2：台区0000966490在4月9日发生了B相低电压，回溯半个月之前，3月26日此台区也是出现了B相低电压的情况。此台区经现场核实为接线端子故障，需要安排停电更换。从系统数据角度来分析，此台区在低电压的当天全天某相电压值都偏低，半个月之前的某一天也有同样的现象，低电压的情况不会随着时间的推移而发生变化，这种情况下可能存在现场计量装置故障，应安排现场检查，及时排除故障。
我们小组累计对非节假日期间的120个低电压台区进行了分析，经过数据统计发现因负荷不均造成的低电压台区数占了整体的80%，疑似上一级供电电压异常的台区数占了5%，而确实存在计量装置故障的台区数仅占15%。
2017年春节期间（1月27日—2月2日）通过运检PMS系统和采集系统发现了156个低电压台区，为了准确定位问题台区，提高现场工作效率，我们对采集系统中这156个台区的电压数据进行了深度挖掘和分析。首先根据设备的台区编号在采集系统中导出了春节期间一天（1月31日）96个点（从00：00开始每隔15分钟一个点）的电压值作为基础数据，通过计算出某个台区一天内电压值低于合格下限的点数，然后利用数据处理软件，以台区作为纵坐标、时间作为横坐标，从台区异常点以及异常点发生的时间点两个方向对数据分析来进行综合分析判断。
基于单一变量法的原则，我们小组选取了间隔一定时间、且更接近于分析日期的另一天（2月14日）作为参考比对的对象，再进行了同样的分析方法，对于两天时间内均存在低电压点的台区关口进行重点观察。通过对这部分台区关口的电流、负荷、功率因数曲线进行一一分析，分析结果如下：
（1）149个台区在春节期间间断性出现低电压现象，具体表现为低电压异常点出现的时段集中在7：00—9：00、17：00—24：00之间，且春節过后（2月14日）无低电压点，疑为春节期间务工人员返乡，用电量突增，负荷分布不均造成的台区低电压。
（2）7个台区在春节期间及春节过后均存在电压情况异常，且低电压点数超过了一天总点数的二分之一，这部分台区需要属地单位现场进一步现场核实。
以10020台区为例，根据1月31日电压曲线观察，从21：00开始电压出现异常，此后一直为A相低电压，BC相高电压的情况持续，同时间电流不平衡情况加剧，因此需要现场进一步核查。
综上所述，1类共149个台区，占比95.5%目前电压已经正常，在春节期间有电压恢复情况或春节后电压即恢复，结合低电压出现时的电流变化情况，持续某相低电压的7个台区，经过现场进一步核实，发现，7个疑似问题台区中，有4个是由于设备老化、接触不良导致的低电压；有1个是由于台区总表二次线氧化导致的低电压；有1个是由于接线端子盒设备故障导致的低电压；有1个是由于处在线路末端，线路供电半径过大造成的低电压。
三、应用成效及前景
应用成效：对低电压的台区接线或计量装置故障实现精准定位；通过采集系统对现场的错误接线等情况作出初步判断；对低电压的台区进行问题分类汇总，对低电压问题实现闭环管理；利用采集系统在现场完成后、回访工作前对施工质量进行系统稽查。
应用前景：计量装置故障低电压台区自动报警；台区计量装置故障消缺工单自动触发；高负损台区清理整治；通过用电信息大数据分析，辅助决策电网规划。