電力大數(shù)據(jù)與智能電網(wǎng)的發(fā)展與分析

王子童

【摘 ?要】在電網(wǎng)的運(yùn)行和管理過程中會(huì)產(chǎn)生海量的數(shù)據(jù)信息，將這些數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分類存儲(chǔ)與使用也就是我們常說的大數(shù)據(jù)處理技術(shù)。大數(shù)據(jù)技術(shù)的終極目標(biāo)在于提升數(shù)據(jù)信息存儲(chǔ)的效率與質(zhì)量，加快數(shù)據(jù)訪問和處理的速率，從而使智能電網(wǎng)的建設(shè)能夠更符合智能化和自動(dòng)化的根本需求，彌補(bǔ)當(dāng)前電網(wǎng)系統(tǒng)中存在的缺陷和不足，促進(jìn)我國(guó)智能電網(wǎng)事業(yè)的深入發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】智能電網(wǎng);大數(shù)據(jù)處理技術(shù);現(xiàn)狀;挑戰(zhàn)

引言：

在進(jìn)行智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)處理技術(shù)的研究中，應(yīng)該從智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)處理技術(shù)的現(xiàn)狀入手，找到智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)處理技術(shù)的應(yīng)用方式。同時(shí)了解當(dāng)前智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)處理技術(shù)面臨的機(jī)遇與挑戰(zhàn)，進(jìn)而為智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)處理技術(shù)的發(fā)展與廣泛應(yīng)用奠定更加堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

一、智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)處理技術(shù)的現(xiàn)狀

所謂的智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)處理技術(shù)是當(dāng)前隨著全球能源形勢(shì)日益嚴(yán)峻的情況下創(chuàng)設(shè)的全新技術(shù)，其最終的目標(biāo)在于能夠覆蓋電力系統(tǒng)整個(gè)生產(chǎn)過程，建成電力系統(tǒng)運(yùn)行的一體化智能化管控方案，從而使電力系統(tǒng)在運(yùn)行過程中更具安全性和穩(wěn)定性。這種技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)電網(wǎng)的全景實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的收集、存儲(chǔ)和傳遞，從而使其能夠成為電網(wǎng)系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理的重要依據(jù)。隨著時(shí)代的發(fā)展、科技的進(jìn)步，越來越多的先進(jìn)技術(shù)被應(yīng)用到智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)處理技術(shù)中，能夠滿足越來越高量級(jí)的電網(wǎng)運(yùn)行和設(shè)備檢測(cè)的需求。而隨著云計(jì)算平臺(tái)的全面應(yīng)用，大數(shù)據(jù)技術(shù)也成為了智能電網(wǎng)處理技術(shù)的核心技術(shù)。大數(shù)據(jù)技術(shù)能夠直接應(yīng)用于智能電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行的每個(gè)環(huán)節(jié)和流程，從用電端到管理端都能切實(shí)享受到大數(shù)據(jù)處理技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。比如說在進(jìn)行智能電表安裝的環(huán)節(jié)中，供電企業(yè)可以通過讀取用戶的電表讀數(shù)和用電信息獲取用戶的用電習(xí)慣和消費(fèi)能力，從而有針對(duì)性的制定供電服務(wù)方案，進(jìn)而能夠更好的理解和滿足電力客戶的消費(fèi)需求，從而能夠?yàn)橥晟坪蛢?yōu)化整個(gè)電力系統(tǒng)做出重要的參考[1]。

二、智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)處理技術(shù)的應(yīng)用方式

在智能電網(wǎng)的運(yùn)行過程中，大數(shù)據(jù)能夠產(chǎn)生于電力系統(tǒng)運(yùn)行的的每個(gè)階段，而隨著發(fā)電廠的數(shù)字化建設(shè)，越來越多的數(shù)據(jù)被保存下來，這些數(shù)據(jù)中包含著大量有效的信息，能夠?yàn)榧夹g(shù)人員分析電力系統(tǒng)運(yùn)行故障和完善系統(tǒng)提供重要依據(jù)。而智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)處理技術(shù)在應(yīng)用過程中可以在發(fā)電側(cè)通過對(duì)海量數(shù)據(jù)的建模處理，以定型的經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)作為現(xiàn)實(shí)依據(jù)，能夠?yàn)殡娏ο到y(tǒng)設(shè)備的故障診斷和系統(tǒng)優(yōu)化做出重要的參考。同時(shí)，在技術(shù)應(yīng)用過程中，為了及時(shí)和準(zhǔn)確的掌握分布式電源的運(yùn)行狀態(tài)，需要采用大數(shù)據(jù)處理技術(shù)對(duì)分布式電源進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和掌握。在用電側(cè)，智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)處理技術(shù)一般會(huì)用具有雙向通信能力的智能電表進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集和處理[4]。智能化電表可以以每5分鐘的頻率向電網(wǎng)的管理端發(fā)送實(shí)時(shí)用電信息，從而滿足電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)收集的實(shí)際要求。在智能電網(wǎng)中，大數(shù)據(jù)的基本特點(diǎn)在于規(guī)模龐大、類型眾多、價(jià)值密度較低、數(shù)據(jù)的變化速度較快等，應(yīng)用過程中也要對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)、文本數(shù)據(jù)、時(shí)間數(shù)據(jù)以及多媒體數(shù)據(jù)等多種數(shù)據(jù)分類進(jìn)行有效區(qū)分。同時(shí)也要注意到數(shù)據(jù)采集后價(jià)值密度低的問題，很多數(shù)據(jù)在采集后有用的數(shù)據(jù)信息占比較少，需要進(jìn)行篩選和區(qū)分[5]。比如在進(jìn)行視頻監(jiān)控過程中，在經(jīng)過高強(qiáng)度的監(jiān)控后，需要的數(shù)據(jù)很可能只有幾秒鐘。再比如，在輸變電設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控中，所采集的數(shù)據(jù)信息大部分都是較為正常的信息，而異常數(shù)據(jù)信息占比較少，只有異常數(shù)據(jù)信息才能為狀態(tài)的維修和檢護(hù)提供依據(jù)。

三、智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)處理技術(shù)的挑戰(zhàn)

隨著智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)處理技術(shù)的深入發(fā)展，處理技術(shù)的應(yīng)用也面臨著一定的發(fā)展機(jī)遇與挑戰(zhàn)。首先，大數(shù)據(jù)技術(shù)的關(guān)鍵在于數(shù)據(jù)的類型較多，數(shù)據(jù)的數(shù)量較多，會(huì)隨著時(shí)間的推移產(chǎn)生海量的數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備和存儲(chǔ)設(shè)備造成了極大的負(fù)擔(dān)，成為了電力系統(tǒng)大數(shù)據(jù)處理技術(shù)深入發(fā)展和廣泛應(yīng)用的最大阻礙。而將數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)應(yīng)用到智能電網(wǎng)數(shù)據(jù)處理中能夠有效的減輕網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸?shù)臄?shù)量，提升數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的效率。數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)能夠通過線性整數(shù)變換的方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的壓縮和解壓縮，通過這種方式能夠使數(shù)據(jù)自動(dòng)進(jìn)行歸類和劃分，從而減少存儲(chǔ)空間，減少CPU資源的耗費(fèi)量。數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)要求電力數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)有著合適的計(jì)算平臺(tái)和存儲(chǔ)平臺(tái)，從而能夠完成數(shù)據(jù)解壓縮的任務(wù)。另一方面，海量的數(shù)據(jù)資源也需要更大的存儲(chǔ)空間進(jìn)行存儲(chǔ)，目前常用的存儲(chǔ)系統(tǒng)為Hadoop的HDFS進(jìn)行存儲(chǔ)。然而這些系統(tǒng)雖然能夠滿足數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的基本要求，卻缺乏智能電網(wǎng)系統(tǒng)本身的實(shí)時(shí)性要求，需要對(duì)系統(tǒng)中的大數(shù)據(jù)進(jìn)行深入的分析，了解數(shù)據(jù)的性能和特性，從而完成分類存儲(chǔ)。對(duì)于性能要求較高的數(shù)據(jù)要另外建立實(shí)時(shí)性數(shù)據(jù)庫進(jìn)行存儲(chǔ)，提升數(shù)據(jù)調(diào)取和存儲(chǔ)的速度。對(duì)核心業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)而言，要使用傳統(tǒng)的安全性較高的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)，而對(duì)歷史的非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)而言，要采用分布式處理系統(tǒng)。在這其中，智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)也可以構(gòu)建多級(jí)存儲(chǔ)系統(tǒng)，從而能夠?qū)崟r(shí)對(duì)通信系統(tǒng)中的警報(bào)信息和監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和反饋[6]。

智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)處理技術(shù)的另一項(xiàng)挑戰(zhàn)來自實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理技術(shù)的功能性實(shí)現(xiàn)。對(duì)技術(shù)自身而言，其處理速度非常重要，一般來說，數(shù)據(jù)的規(guī)模越大，那么分析處理的時(shí)間就會(huì)越長(zhǎng)。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方案是為了一定大小的數(shù)據(jù)而設(shè)計(jì)的，雖然這種數(shù)據(jù)傳輸方式也可以達(dá)到較高的速度，但是對(duì)大數(shù)據(jù)而言，其無法滿足實(shí)時(shí)性的具體要求。在未來，智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)處理技術(shù)的處理速度要求較高，要求從發(fā)電、輸變電以及用電環(huán)節(jié)都能達(dá)到實(shí)時(shí)性數(shù)據(jù)傳遞，這也是當(dāng)前技術(shù)人員需要面臨的另一項(xiàng)挑戰(zhàn)。隨著智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)處理技術(shù)的普及，基于內(nèi)存的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和分析系統(tǒng)也越來越受到業(yè)內(nèi)人士的關(guān)注。這種數(shù)據(jù)處理和存儲(chǔ)系統(tǒng)的讀寫速度要比傳統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)高出幾個(gè)數(shù)量級(jí)，能夠全面提升數(shù)據(jù)使用的速度和安全性。而在這基礎(chǔ)上，相應(yīng)的數(shù)據(jù)查詢和調(diào)用系統(tǒng)也需要進(jìn)行全面的優(yōu)化，從而提升數(shù)據(jù)使用的便捷性。

四、結(jié)束語

在未來，智能電網(wǎng)的運(yùn)行方式將以大數(shù)據(jù)為主進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和處理的全景化自動(dòng)化實(shí)時(shí)性電網(wǎng)系統(tǒng)，而大數(shù)據(jù)處理技術(shù)也為這種數(shù)據(jù)處理方式提供了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)依托。在未來，大數(shù)據(jù)處理技術(shù)將以數(shù)據(jù)信息傳遞質(zhì)量和傳遞效率作為主要的技術(shù)攻堅(jiān)目標(biāo)，從而提升數(shù)據(jù)傳遞的實(shí)時(shí)性，提升數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和安全性，進(jìn)而促進(jìn)我國(guó)電力事業(yè)的深入發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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[6]劉義德，梁堅(jiān).智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)處理技術(shù)現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2015，（29）：184.

（作者單位：國(guó)網(wǎng)太原供電公司）