電力大數(shù)據(jù)及其在電網(wǎng)公司的應(yīng)用

【摘 要】2015年8月19日，國務(wù)院常務(wù)會(huì)議通過了《關(guān)于促進(jìn)大數(shù)據(jù)發(fā)展的行動(dòng)綱要》，特別強(qiáng)調(diào)通過大數(shù)據(jù)的發(fā)展，提升創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新活力和社會(huì)治理水平。大數(shù)據(jù)正在改變著各行各業(yè)，在電力行業(yè)展現(xiàn)了巨大的發(fā)展?jié)摿Α１疚慕榻B了電力大數(shù)據(jù)的概念，分析了電力大數(shù)據(jù)在電網(wǎng)公司的應(yīng)用，并探討了電網(wǎng)企業(yè)發(fā)展大數(shù)據(jù)的關(guān)鍵措施。

【關(guān)鍵詞】電力大數(shù)據(jù)；配網(wǎng)；負(fù)荷

一、電力大數(shù)據(jù)

電力大數(shù)據(jù)是大數(shù)據(jù)理念、技術(shù)和方法在電力行業(yè)的實(shí)踐。電力大數(shù)據(jù)涉及到發(fā)電、輸電、變電、配電、用電、調(diào)度各環(huán)節(jié)，是跨單位、跨專業(yè)、跨業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)分析與挖掘，以及數(shù)據(jù)可視化技術(shù)。電力大數(shù)據(jù)由結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)構(gòu)成，隨著智能電網(wǎng)建設(shè)和物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用，非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)呈現(xiàn)出快速增長的勢(shì)頭，其數(shù)量將大大超過結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。電力大數(shù)據(jù)的特性滿足大數(shù)據(jù)的五個(gè)特性，一是數(shù)據(jù)量大、二是處理速度快、三是數(shù)據(jù)類型多、四是價(jià)值大、五是精確性高。電力大數(shù)據(jù)在電力行業(yè)具有良好的發(fā)展前景，堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的迅速發(fā)展使信息通信技術(shù)正以前所未有的廣度、深度與電網(wǎng)生產(chǎn)、企業(yè)管理快速融合，信息通信系統(tǒng)已經(jīng)成為智能電網(wǎng)的“中樞神經(jīng)”，支撐新一代電網(wǎng)生產(chǎn)和管理發(fā)展。當(dāng)前，電網(wǎng)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)大致分為三類：一是電網(wǎng)公司生產(chǎn)數(shù)據(jù)，如發(fā)電量、電壓穩(wěn)定性等方面的數(shù)據(jù)；二是電網(wǎng)公司運(yùn)營數(shù)據(jù)，如交易電價(jià)、售電量、用電客戶等方面的數(shù)據(jù)；三是電網(wǎng)公司管理數(shù)據(jù)，如ERP、一體化平臺(tái)、協(xié)同辦公等方面的數(shù)據(jù)。如能充分利用這些基于電網(wǎng)實(shí)際的數(shù)據(jù)，對(duì)其進(jìn)行深入分析，便可以提供大量的高附加值服務(wù)。這些增值服務(wù)將有利于電網(wǎng)安全檢測(cè)與控制（包括大災(zāi)難預(yù)警與處理、供電與電力調(diào)度決策支持和更準(zhǔn)確的用電量預(yù)測(cè)），客戶用電行為分析與客戶細(xì)分，電網(wǎng)公司精細(xì)化運(yùn)營管理等等，實(shí)現(xiàn)更科學(xué)的需求側(cè)管理。

二、電力大數(shù)據(jù)在電網(wǎng)公司的應(yīng)用

（一）大數(shù)據(jù)在輸電線路中的應(yīng)用

隨著電網(wǎng)規(guī)模的壯大，輸電線路狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫處理工作量與處理效率都必須提高，這主要是由于輸電線路狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)工作中接收和處理的數(shù)據(jù)量越來越大。并且輸電線路狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)還必須提供技術(shù)支持，以滿足監(jiān)視、控制、培訓(xùn)仿真、運(yùn)行管理的需求。系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)量越來越多，接入系統(tǒng)的輸電線路數(shù)量不斷增長，線路中監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)類別不斷增長，針對(duì)海量、實(shí)時(shí)高頻數(shù)據(jù)采集的云計(jì)算平臺(tái)采用分布式數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方案，并提供高效的并行查詢和計(jì)算的能力，適合輸電線路狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)、歷史數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)與應(yīng)用。如Hadoop云計(jì)算平臺(tái)可采用廉價(jià)服務(wù)器和PC機(jī)構(gòu)建集群，由于不要求服務(wù)器類型相同，可充分利用目前各省或地區(qū)供電公司閑置的大量服務(wù)器資源，從而大幅降低建設(shè)成本，并借助虛擬機(jī)實(shí)現(xiàn)資源虛擬化，提高設(shè)備利用率。并且相對(duì)傳統(tǒng)關(guān)系數(shù)據(jù)庫，能夠成倍提升數(shù)據(jù)讀寫速度。輸電線路狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)必須在智能監(jiān)視、報(bào)警和數(shù)據(jù)展示等應(yīng)用方面提供全面的支持，這些應(yīng)用獲得并分析輸電線路中采集的數(shù)據(jù)后，以友好的人機(jī)界面形式展示供用戶使用。

（二）配網(wǎng)狀態(tài)全面掌控

電力配電網(wǎng)點(diǎn)多面廣，由于缺乏有效的監(jiān)控手段，一般處于“盲調(diào)”的局面。近年來，很多電力公司推廣應(yīng)用用電信息采集系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了城市配網(wǎng)公用變壓器、專用變壓器運(yùn)行數(shù)據(jù)的在線采集，結(jié)合來自SCADA的變電站實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、電力氣象數(shù)據(jù)等，為實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)的監(jiān)測(cè)分析提供了可能。例如某省級(jí)電力工作從全省11萬余臺(tái)城市配網(wǎng)變壓器和3400余條10千伏線路采集用電信息數(shù)據(jù)，進(jìn)行分析計(jì)算，篩選出重載和過載嚴(yán)重的變壓器和線路，及時(shí)提醒運(yùn)維人員加強(qiáng)關(guān)注，有效防止了配變過負(fù)荷燒損事件的發(fā)生。同時(shí)，該公司多年來堅(jiān)持研究氣象數(shù)據(jù)和10千伏饋線負(fù)載之間的關(guān)系，通過“大數(shù)據(jù)”分析總結(jié)不同饋線隨季節(jié)和晝夜變化的規(guī)律，以及受氣溫等氣象條件、節(jié)假日、重要事件等因素的影響特性，構(gòu)建科學(xué)的饋線負(fù)荷預(yù)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)未來三天饋線負(fù)荷的有效預(yù)測(cè)。通過對(duì)配變和饋線近三年運(yùn)行數(shù)據(jù)和報(bào)裝數(shù)據(jù)的挖掘分析，篩選出需要擴(kuò)容改造和進(jìn)行低電壓治理的重點(diǎn)區(qū)域。

配網(wǎng)在線監(jiān)測(cè)分析系統(tǒng)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了城市配電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)和供電可靠性數(shù)據(jù)的自動(dòng)提取分析。通過基于“大數(shù)據(jù)”的配網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)測(cè)分析，為配網(wǎng)擴(kuò)容改造和低電壓治理提供依據(jù)，在短期內(nèi)為配變和線路重過載分析、預(yù)警提供有效手段，為配網(wǎng)調(diào)度人員運(yùn)行管理特別是迎峰度夏期間合理安排負(fù)荷轉(zhuǎn)供、科學(xué)安排檢修計(jì)劃、事先安排有序用電提供了有效手段，避免了故障跳閘造成大范圍停電事件發(fā)生，最終達(dá)到了減少停電損失、提高供電可靠性的目的。

（三）負(fù)荷預(yù)測(cè)更精確

電網(wǎng)公司利用大數(shù)據(jù)分析平臺(tái)，能夠準(zhǔn)確判斷用電負(fù)荷需求，并做好充足準(zhǔn)備。電網(wǎng)公司從往年用電信息系統(tǒng)采集的負(fù)荷數(shù)據(jù)以及今年實(shí)測(cè)的負(fù)荷數(shù)據(jù)中，選取配變樣本，篩選相關(guān)數(shù)據(jù)，在用電信息采集大數(shù)據(jù)分析平臺(tái)中建立模型，尋找相關(guān)性系數(shù)，研究各類配變負(fù)荷變化趨勢(shì)，經(jīng)過計(jì)算比較，就可以得出諸如今夏負(fù)荷的預(yù)測(cè)情況、部分配變可能出現(xiàn)重、超載現(xiàn)象等信息。

（四）建模降損有依據(jù)

電網(wǎng)公司利用大數(shù)據(jù)分析平臺(tái)，計(jì)算分區(qū)、分壓、分線、分配變的線損數(shù)據(jù)，建立配變低壓線損分析模型，工作人員能夠及時(shí)診斷異常線損，快速找到線損過高的癥結(jié)，提出個(gè)性化降損方案。

三、電網(wǎng)企業(yè)發(fā)展大數(shù)據(jù)的關(guān)鍵措施

（一）頂層設(shè)計(jì)

電網(wǎng)企業(yè)發(fā)展大數(shù)據(jù)，需要具備清晰的戰(zhàn)略目標(biāo)和發(fā)展重點(diǎn)，依托全局化的研究思路，統(tǒng)籌謀劃大數(shù)據(jù)關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)、典型應(yīng)用的推廣以及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范制定。頂層設(shè)計(jì)對(duì)企業(yè)數(shù)據(jù)管理進(jìn)行整體統(tǒng)籌，對(duì)基礎(chǔ)硬件設(shè)施和上層軟件配置進(jìn)行長遠(yuǎn)規(guī)劃，提前設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)治理與質(zhì)量提升的有效方案，以集中有效資源應(yīng)對(duì)未來企業(yè)內(nèi)部和外部數(shù)據(jù)種類和數(shù)據(jù)體量的快速性增長，達(dá)到全面支持企業(yè)內(nèi)部經(jīng)營管理，服務(wù)電力用戶和社會(huì)的目的。

（二）數(shù)據(jù)源

電力大數(shù)據(jù)的研究和應(yīng)用已開展近兩年的時(shí)間，各方對(duì)成果寄予期盼，現(xiàn)在的問題已不是技術(shù)，而是數(shù)據(jù)來源。也就是說，目前的數(shù)據(jù)源情況難以支撐全行業(yè)的大數(shù)據(jù)研究。因此，在電力行業(yè)層面建立統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型與主數(shù)據(jù)管理模式，打破行業(yè)中存在的數(shù)據(jù)壁壘，同時(shí)培育產(chǎn)生多維數(shù)據(jù)，在全業(yè)務(wù)鏈條間充分實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)融合共享，對(duì)電網(wǎng)企業(yè)發(fā)展大數(shù)據(jù)至關(guān)重要。

（三）推動(dòng)電網(wǎng)公司間的數(shù)據(jù)開放共享

建設(shè)電力行業(yè)統(tǒng)一的元數(shù)據(jù)和主數(shù)據(jù)管理平臺(tái)，建立統(tǒng)一的電力數(shù)據(jù)模型和行業(yè)級(jí)電力數(shù)據(jù)中心，開發(fā)電力數(shù)據(jù)分析挖掘的模型庫和規(guī)則庫，挖掘電力大數(shù)據(jù)價(jià)值，面向行業(yè)內(nèi)外提供內(nèi)容增值服務(wù)。作為覆蓋城市和鄉(xiāng)村、具備同步傳輸能源與信息的最大人造網(wǎng)絡(luò)，智能電網(wǎng)和智能電力系統(tǒng)自然成為未來智慧城市建設(shè)的基礎(chǔ)與核心，以電力光纖到戶和電力通信網(wǎng)為依托，進(jìn)一步拓展電力大數(shù)據(jù)范圍，構(gòu)建家庭用電自動(dòng)化和能效管理、小區(qū)的一體化信息平臺(tái)、智慧城市的能效管理平臺(tái)和智慧城市一體化信息服務(wù)平臺(tái)，將智慧從電網(wǎng)帶到小區(qū)再帶到城市，最終實(shí)現(xiàn)電力發(fā)展方式和城市發(fā)展方式的共同轉(zhuǎn)變。

參考文獻(xiàn)：

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