基于Python的低压配变运行指标自动化监控的实现

1低压配变运行指标监控现状

基于计量自动化系统和远程抄录智能台区终端,供电企业已经实现对低压配变台区运行指标参数的采集,包括电压、电流、负载率、三相不平衡率等。但由于计量自动化系统部署在企业内网,基于网络安全的考虑,无法通过互联网随时无缝访问,只能依靠供电所工作人员每日人工查询、筛选、分析低压配变运行指标情况,效率十分低下,使监控时效性极差。

2低压配变运行指标自动化监控必要性

提供高质高效客户服务和保障优质电力供应,满足人民日益增长的美好生活需要,成为电网企业的新时代使命。然而由于基础设施建设与经济发展、用电需求的不匹配,导致部分地区还存在低电压、重过载等问题,影响用户用电体验。

以三相不平衡率指标为例,通过采集某地市供电局2018年某天计量自动化系统中16004台低压配变运行数据进行分析。

如图1所示,通过分析该天三相不平衡次数区间分布情况,50次以上占71.99%,达11707个。

如图2所示,通过分析该天三相不平衡率区间分布情况,达到80%以上的低压配变占58.54%,达9544个。

综上可以得出结论,在该样本中,超过70%的低压配变的三相不平衡发生超过50次（若以15min一次全天共96次采集频率的中位数48次来统计,超过70%的低压配变有74%的时间处于三相不平衡状态）,同时近六成的低压配变三相不平衡率达到80%以上。

因此,研究一种高效可行的辅助监控低压配变运行指标的方法,解决人工监控不到位、数据分析不准确、信息获取不及时等问题,为供电所消除故障、升级更换工作提供方便、有效的辅助决策信息,是保障更优质电力供应的一种重要手段。

3低压配变运行指标自动化监控实现方案

目前的低压配变运行指标监控方式主要存在数据获取人工化、数据分析机械化、告警接收被动化三方面问题,基于Python的网络爬虫和钉钉平台消息推送可以解决这三方面的问题。

3.1网络爬虫原理、Python爬虫技术模块和钉钉平台介绍

3.1.1网络爬虫工作原理

网络爬虫（又称为"网页蜘蛛""网络机器人"）,是一种按照设计的规则,模拟浏览器行为自动地抓取网页信息的程序或脚本。主要分为四个阶段:（1）请求阶段。模拟浏览器行为,通过构造正确的Headers、Cookies和Data等参数,向目标URL发送GET或PosT请求。(2）响应阶段。服务器收到请求,向爬虫程序返回Responses响应体,往往包含HTML、JsoN等结构化数据。（3获取数据。使用网页解析器、JsoN解析器等工具解析Responses响应体,获取目标数据。（4）存储数据。使用soL、文本、CsV等工具或格式文件存储数据,供下一步分析。

3.1.2Python爬虫Requests模块

Python是一种跨平台的解释型脚本语言,拥有丰富的第三方库,其中Requests就是一款优秀的HTTP工具库。同时支持session会话保持和Cookies自适应更新,大大降低了网络编程实现难度。

3.1.3钉钉企业平台

钉钉(DingTalk）是阿里巴巴集团专为中国企业打造的免费沟通和协同的多端平台,提供PC、web和手机等多终端登录。钉钉内建有企业通信录功能,并提供丰富的API供调用向企业成员精准推送消息通知。

3.2低压配变运行指标自动化监控设计思路

(1）数据获取方面。基于Python设计一款轻型的网络爬虫服务,定期自动化爬取计量自动化系统中配变负载率、电压质量、电流三相不平衡等关键指标数据。由于爬取的目标系统单一且目标位置固定,只需直接指定相应目标即可,爬取目标少、路径简单,爬取效率更高,更符合准实时告警的时效要求。

(2）告警推送方面。通过钉钉开放平台,在企业应用中创建结合钉钉平台,对接开放的消息推送API,定制推送策略,实时推送告警信息到手机,实现告警信息获取主动化、实时化。

(3）信息安全方面。钉钉消息推送所使用的API是通过HTTPs协议传输数据,保障链路上的信息安全。数据存储方面,钉钉通过AEs256算法加密和ssL/TLs加密,采用密码界世界领先的椭圆曲线算法,达到银行级别加密水平。

4应用效果

在实际应用中,笔者发现基于Python的低压配变运行指标自动化监控工具效果显著。(1）大大减轻供电所工作量。自动化的爬虫程序可以实现7×24h全天候无间断爬取、分析、监控低压配变状态,无需安排专人每日登录系统查询、下载、筛选、统计。（2）告警信息获取便捷。告警信息通过钉钉APP自动推送到手机端,可以随时随地获取,及时了解不健康低压配变的信息。（3）大力支撑工作决策。准确、及时的告警信息推送,使供电所可以快速定位不健康低压配变,为进一步的消缺、增容、更换等工作提供有力的决策支撑。

5结语

人民对美好生活的追求,其中一部分也就是对获得优质电力的追求。而提供优质电力,发电、输电、变电、配电各环节的优质服务保障缺一不可。建设一张安全、稳定、可靠的优质配电网,保障低压配变健康、稳定、可靠运行是关键之一。基于Python的低压配变运行指标自动化监控工具,充分利用自动化1T技术,实现数据获取、分析、结果反馈全环节的自动化运行,为低压配变运维单位及时、充分识别设备健康,制定有效措施提供了有益的帮助。