基于大數據技術的電力信息技術發展探索

顏清華

摘 要：隨著經濟體制的不斷轉型升級，電力體制改革進程的不斷推動，致使電力企業傳統的經營管理模式受到沖擊。而充分利用大數據技術，加大電力企業信息化建設力度，提升精細化管理，拓展多元化業務逐漸成為電力企業面臨的熱點問題。對此，本文重點分析了電力大數據的本質及特征，并細致探討了大數據背景下電力信息技術的發展路徑，以供參考。

關鍵詞：大數據；電力信息技術；大數據平臺；智能電網

中圖分類號：F407 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）19-0013-02

1 電力大數據概述

1.1 大數據的本質

首先，大數據是海量、復雜數據的一個集合，其作為國家發展、企業進步的重要信息資源，是推動信息經濟時代不斷向前發展的主導性因素。電力大數據貫穿于電力企業生產、管理、營銷以及服務的各個業務流程中，對推動企業發展、提升管理水平、引領技術變革、提高服務質量意義重大。南方電網公司擁有海量、豐富的大數據資源，主要有電力企業信息管理數據、調度運行數據以及外部環境數據。企業信息管理數據主要包括企業發展目標、工程建設目標、材料采購計劃、設備運維管理、市場營銷等數據；調度運行數據主要包括實時電量信息、電壓信息、設備運行數據和狀態數據等；外部環境數據主要包括宏觀經濟數據、政策信息、行業發展等數據，這些數據信息統一構成了電力企業賴以生存和發展的數據基礎。

其次，大數據是一種新型的數據分析與處理技術，面對海量、復雜的數據資源，傳統的數據處理技術已經無法滿足信息數據的處理需求，因此，MapReduce、NoSQL、HDFS等技術逐漸成為目前海量數據計算與處理的主流技術。但值得一提的是，大數據技術的出現與發展，并沒有完全否定傳統關系數據庫技術，而是在海量的數據資源情況下，大數據技術因建設成本與技術難度等多重優勢，成為了目前數據處理的最佳技術方案。而傳統數據庫技術經過多年的發展與革新，不僅具備較為成熟的技術，而且技術人才眾多，在遇到小容量的數據處理情況時依然適用。兩者優勢分析對比如表1。

最后，大數據技術改變了人們傳統的思維方式，主要體現為思維數據化、整體性思維、相關性思維等。通過大數據技術的合理應用，促使電力企業從海量的數據資源中獲取新知識、新能力，為企業決策提供更高價值的數據信息。

1.2 電力大數據的特征

1.2.1 數據量巨大

物聯網技術的不斷發展，使得電力企業的信息化程度不斷加快。在企業運行過程中，各業務流程的共同運作使得數據量突增，數據量也逐步由PB級別躍升到EB級別，數據信息的規模不斷擴大。

1.2.2 數據種類繁多

電力企業的生產運營過程中，會生成形式各樣、類型不一的數據信息，按照大數據的生成方式可大致分為以下幾種：設備監控系統數據、電力系統擴展數據、實時運行采樣數據等；按照大數據的生成環節可分為：發電側數據、輸變電側數據以及用電側數據等。

1.2.3 數據價值大

電力大數據真實反映了電力企業的運行與內部規律，應用先進的技術對數據資源進行分析、研究，能夠及時了解電網運行狀態，并能夠為企業決策提供有效的數據支持。

1.2.4 數據處理快

信息化水平的不斷進步，促使處理數據的能力得到有效提高，快速高效的大數據處理，有效滿足了電力企業各階段復雜的數據處理需求。

2 基于大數據技術的電力信息技術發展探索

2.1 大數據推動電力信息系統的建設

2.1.1 構建云平臺

為充分發揮大數據在電力業務信息系統的重要價值，應加大云平臺的建設力度，促使企業云系統平臺具備高靈活性、高安全性、高可用性以及高擴展性，以便能夠及時、靈活、智能地響應各階段的業務需求，提高電力企業的信息化程度。另外，合理利用大數據、信息技術，實現對基礎設施資源的管理，例如虛擬資源優化分配、監控設備運行狀態等，從而為大數據背景下的電網信息化建設、電網運營管理以及風險的合理管控提供平臺，并通過利用大數據技術為電力企業的安全生產、高效運行提供數據基礎。

2.1.2 建設信息集成平臺

首先，通過對信息系統的開發、測試、部署，為電力企業的運營與管理提供無縫銜接的內部環境與系統平臺。其次，提升電力企業IT基礎設施中物理資源、虛擬資源的管理效率，提高各個數據信息的利用率，有效降低系統平臺的運維成本。另外，為電力企業的仿真系統提供分布式高性能的計算環境，有力支持電力企業的數據挖掘與戰略決策。整個信息集成平臺可采用分布式架構，實現省地兩級電網運行的一體化協同，并在現有的信息數據中心與集成平臺上，對基礎數據進行擴展，構建標準、統一的信息資源庫，從而為電力企業配電、用電的信息化建設提供數據支持。

2.1.3 強化安全防護技術

安全防護技術是指為有效介入提前防范，確保數據信息傳輸過程安全與穩定的一種技術手段，其中，常見的安全防護主要有物理安全分析、網絡結構安全分析、信息系統安全分析、信息安全管理分析等一系列安全服務措施。在此方面，南方電網建立了信息技術與信息安全實驗室，并作為保護電力企業信息數據安全的測評中心，通過評估信息系統的安全性，查找存在的安全風險，有效確保企業內網安全。在信息系統與安全監控系統方面，南方電網加大管理力度，積極組織進行信息安全的定期檢查，不定期進行信息安全分析，查找漏洞與不足。

2.2 大數據實現電力企業數據集中管控

首先，對大數據存儲與處理技術進行深入分析，構建高效、穩定的數據存儲基礎架構。傳統模式下的數據存儲設備多為小型機，不僅成本較高，而且穩定性差。并且，數據存儲在關系型數據庫，無法通過增加服務器節點實現容量擴展，在數據格式多樣、復雜的情況下，難以進行有效的管理，無法滿足實時計算的要求。針對上述問題，積極引入以X86設備為基礎的分布式集群，大大降低了基礎設施的投入成本，顯著提高數據庫橫向擴展能力。同時，使用NOSQL主流數據庫，對于多種復雜的數據格式進行集中管理，促進數據實現有效融合，并結合大數據離線批處理與實時流處理，使數據達到秒級甚至是毫秒級的處理效率。

其次，建立完善的數據質量管控體系，完善電力企業數據信息分類與編碼機制，建立數據資源建設與規范化管理標準，提高數據的整體質量。以往非結構化數據缺少統一的大數據分析平臺，應用不合理，雖然進行了一定的專項分析，但多分散于不同的系統，致使不同結構的數據關聯性較差。而通過建立統一的企業數據編碼機制，采用統一的數據模型表達數據結構，實現了數據資源的有效共享與互聯互通。

另外，完善數據中心建設，對數據資源進行統一管理。電力企業數據資源實時性高、數據增長快，數據規模逐步發展至PB級，傳統的數據存儲與處理已無法滿足當前大數據的處理要求，致使大量結構復雜多樣的數據得不到及時有效的處理。對此，南方電網以“統一規劃、統一建設”的理念，建立了統一的數據中心，對數據信息資源實現了集中統一管理。對于傳統關系型數據庫建立了高并發讀寫、大量數據高效存儲、高可擴展性和高可用性的數據存儲集群，對于海量數據實時性要求較高的計算環境建立了海量數據實時處理平臺，以滿足多種復雜的數據存儲及處理要求。

2.3 大數據推動智能電網的發展

智能電網是基于物理電網技術，并將先進的信息技術、通訊技術、控制技術等與物理電網高效集成融合成為新型電網。智能電網涵蓋了發電、輸電、變電、配電、用電和調度的六大環節，通過對各參與者的需求和功能進行有效協調，并在確保整個系統安全穩定運行的基礎上，實現電力系統安全可靠、高效穩定的運行。智能電網的“智能”主要表現為對每個用戶和電網節點的“可觀測”與“可控制”，而實現可觀測與可控制的前提是必須要能夠獲得真實反映電網運行情況的全景實時數據，通過分析、處理轉化成為有效的信息，并以此為基礎為電力企業的決策提供支持。圖1對大數據的轉化過程進行了描述。

智能電網要想實現可觀測、可控制這一目標，必須在智能電網的六大環節配置齊全的數據采集系統與信息管理系統。這些系統的建設，尤其是大量智能電表的安裝以及同步相量測量裝置（PMU）等先進技術的應用，使得智能電網的各環節生成了各種復雜多樣的數據資源。實踐發現，與傳統電網相比，智能電網的數據量要高出4個數量級，這些數據結構復雜、生成渠道多樣，表現出了典型的“4V”特點。為此，應充分利用這些數據信息為電網的信息化建設與穩定運行提供決策支持，確保智能電網的健康可持續發展。

3 結語

當前，大數據技術逐漸成為電網信息化研究的重點。未來，電力企業將致力于如何提升用電能效、提高用戶服務質量，如何利用大數據的分析與挖掘技術，實現對未來發展的準確預測，實現“精細化、集約化、信息化”的管理目標。因此，在大數據背景下，加大電力企業信息技術平臺的建設，積極響應業務需求變化，通過電力信息化技術，不斷提高電力企業管理與經營水平。

參考文獻

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