電力預(yù)測與規(guī)劃中應(yīng)用電力大數(shù)據(jù)關(guān)鍵技術(shù)研究

柳明 方揚 喻暢

摘要：在電力預(yù)測與規(guī)劃中應(yīng)用電力大數(shù)據(jù)系統(tǒng)，需要考慮5個關(guān)鍵技術(shù)，分別為云計算、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)集成、數(shù)據(jù)計算以及數(shù)據(jù)應(yīng)用等。通過進一步分析系統(tǒng)組成以及關(guān)鍵技術(shù)，提出可應(yīng)用于預(yù)測與規(guī)劃的方案，繼而為未來發(fā)展應(yīng)用展望。

關(guān)鍵詞：電力預(yù)測;規(guī)劃;電力大數(shù)據(jù);關(guān)鍵技術(shù);綜述

大數(shù)據(jù)技術(shù)主要包括大數(shù)據(jù)量、大數(shù)據(jù)種類以及大傳輸速率等三大特性。自二十一世紀(jì)起，電力系統(tǒng)中逐漸應(yīng)用大數(shù)據(jù)，智能電網(wǎng)應(yīng)用而生，隨著時代的發(fā)展，逐步從分布式發(fā)電到可再生能源方向發(fā)展，近些年來越發(fā)趨于終端用戶積極參與及雙向通信技術(shù)方向發(fā)展。在基于大數(shù)據(jù)參與的條件下，現(xiàn)代智能電網(wǎng)正在向物理網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換，在這種情況下，電力公司所部署的諸多傳感及計量設(shè)備同時也為大數(shù)據(jù)算法的運行提供了充足的數(shù)據(jù)。現(xiàn)目前，電力系統(tǒng)中正處于初步嘗試應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)階段，當(dāng)下的大部分工作都注重大數(shù)據(jù)驅(qū)動應(yīng)用以及分析系統(tǒng)結(jié)構(gòu)涉及，雖然會采集大量數(shù)據(jù)，但所應(yīng)用的整體結(jié)構(gòu)和方法較宏觀，尤其是在電力預(yù)測與規(guī)劃中的應(yīng)用研究相對較少[1]。鑒于此，本次將針對電力大數(shù)據(jù)關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用于電力預(yù)測與規(guī)劃中的意義進行闡述。

1. 電力大數(shù)據(jù)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)

1.1云計算

云計算屬于電力大數(shù)據(jù)中的一項基礎(chǔ)技術(shù)，可以為大數(shù)據(jù)作重要補充，云計算技術(shù)可以對儲存資源及處理資源實施集成處理，繼而對數(shù)據(jù)處理和信心交互能力加以改善，屬于電力大數(shù)據(jù)5個關(guān)鍵技術(shù)中最強大的一部分，是處理多數(shù)據(jù)量的一項重要技術(shù)手段。

1.2數(shù)據(jù)存儲

數(shù)據(jù)存儲在很多方面都有所涉及，其研究的工作主要是怎么促進大量存儲設(shè)備協(xié)同工作，并將其作為基礎(chǔ)條件，為外部用戶、商業(yè)存儲提供較為統(tǒng)一且便捷的調(diào)用、存儲接口。在電力大數(shù)據(jù)系統(tǒng)中，依據(jù)數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)以及實時數(shù)據(jù)、半實時數(shù)據(jù)、非實時數(shù)據(jù)等時間尺度進一步分類數(shù)據(jù)，通過對數(shù)據(jù)庫所具備的不同功能需求加以協(xié)調(diào)滿足海量電網(wǎng)數(shù)據(jù)協(xié)同處理需求，而數(shù)據(jù)存儲的數(shù)據(jù)不僅可以通過電力公司所有的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中讀取，同時也可以經(jīng)由第三方數(shù)據(jù)存儲商提供的服務(wù)設(shè)備[2]。

1.3數(shù)據(jù)集成

數(shù)據(jù)集成的主要目的是為了收集、校核、清理、統(tǒng)一來源于不同地方的數(shù)據(jù)，以便后續(xù)進一步分析和處理。通常情況下，針對這類收據(jù)的管理系統(tǒng)澤被稱之為中央管理、外部訪問統(tǒng)一管理系統(tǒng)。而數(shù)據(jù)集成與管理技術(shù)中的數(shù)據(jù)集成、提取、清洗、濾波等與電力大數(shù)據(jù)技術(shù)中的數(shù)據(jù)提取、轉(zhuǎn)換、加載、電力系統(tǒng)統(tǒng)一建模等相對應(yīng)。但就現(xiàn)目前的應(yīng)用現(xiàn)象來看，電力大數(shù)據(jù)系統(tǒng)中仍存在數(shù)據(jù)實時性不足、準(zhǔn)確性低、質(zhì)量差等諸多問題，基于這種情況需配合性能較高的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)才能可持續(xù)發(fā)展。

1.4數(shù)據(jù)計算

近些年來，隨著電力數(shù)據(jù)的廣泛應(yīng)用，電力公司應(yīng)用新數(shù)據(jù)處理技術(shù)的需求也在提高，利用更為有效的軟件、硬件資源，不但可以避免過度投資，減少成本，降低能耗，同時還可以強化數(shù)據(jù)處理能力。在電力大數(shù)據(jù)架構(gòu)提出后，數(shù)據(jù)計算層可以經(jīng)由數(shù)據(jù)集成對數(shù)據(jù)加以訪問，并實施有效的分析和處理。各種數(shù)據(jù)分析技術(shù)可以位于數(shù)據(jù)計算層。例如內(nèi)存計算、并行分布式計算以及流處理等。另外，還可以在數(shù)據(jù)計算層實施虛擬化技術(shù)，繼而滿足上層應(yīng)用程序和用戶提供硬件和軟件的可視化。換種說法，可以將數(shù)據(jù)分析層所提供的服務(wù)稱之為電力云服務(wù)。

1.5數(shù)據(jù)應(yīng)用

數(shù)據(jù)應(yīng)用是基于數(shù)據(jù)存儲、集成、計算建立而成的一種上層應(yīng)用，該應(yīng)用是依據(jù)底層提供的充足數(shù)據(jù)、服務(wù)類型，繼而建立的富有較強針對性的電力場景應(yīng)用程序。數(shù)據(jù)應(yīng)用可以作為眾多人工智能以及與大數(shù)據(jù)存在密切關(guān)聯(lián)的上層技術(shù)，例如機器學(xué)習(xí)、數(shù)據(jù)挖掘、圖像識別以及深度學(xué)習(xí)等。現(xiàn)目前，我國較為典型的電力數(shù)據(jù)應(yīng)用主要包括電網(wǎng)安全在線分析、動態(tài)線路評估、間歇發(fā)電預(yù)測、負(fù)荷管理、設(shè)備健康監(jiān)測與診斷等。如若想確保電力系統(tǒng)穩(wěn)定、有效、高效率運行，需提高電力行里對數(shù)據(jù)精準(zhǔn)性的要求[3]。

2. 電力預(yù)測與規(guī)劃中應(yīng)用電力大數(shù)據(jù)關(guān)鍵技術(shù)

針對基礎(chǔ)數(shù)據(jù)而言，電力大數(shù)據(jù)已積累了一定的技術(shù)，在輸電預(yù)測管理及預(yù)測和規(guī)劃中的發(fā)展進程中具有促進作用。在電力系統(tǒng)運行和規(guī)劃中，預(yù)測是基礎(chǔ)的且較為重要的任務(wù)之一 。而當(dāng)下已知的預(yù)測問題則主要包括電價和負(fù)載預(yù)測[4]。

隨著經(jīng)濟社會的高速發(fā)展，太陽能光伏、風(fēng)能等可再生能源的廣泛應(yīng)用，促使預(yù)測成為了電力大數(shù)據(jù)的一項較為重要的應(yīng)用。相對于負(fù)荷需求等一系列變量來說，可再生能源發(fā)電與氣候、天氣、環(huán)境、可再生能源發(fā)電機自身發(fā)電曲線等諸多因素存在較為密切的關(guān)聯(lián)，正因如此也增加了其預(yù)測難度。鑒于此，相對于傳統(tǒng)的點預(yù)測，區(qū)間預(yù)測技術(shù)逐步成為了熱門研究趨勢，以此更好的反映可再生發(fā)電所具備的不確定性。另外，除卻對太陽能光伏、風(fēng)電發(fā)電機組的發(fā)電量意外，預(yù)測太陽能光伏及風(fēng)電電機組升壓功率也具有至關(guān)重要的作用。究其原因是由于太陽能光伏及風(fēng)電等間歇可再生能源升壓功率會影響系統(tǒng)電量儲備、電力調(diào)度以及頻率控制等。相關(guān)資料顯示，近兩年來部分學(xué)者研究開發(fā)了可再生斜坡預(yù)測方法，且取得了一定的成效。另外，近幾年來，智能電能表的廣泛應(yīng)用，使得人們越發(fā)注重預(yù)測家庭負(fù)載需求數(shù)據(jù)，家庭層面的負(fù)載需求預(yù)測結(jié)果可應(yīng)用于支持更好的負(fù)荷管理及需求響應(yīng)計劃[5]。

3.結(jié)語

現(xiàn)代社會中，電力大數(shù)據(jù)技術(shù)在電網(wǎng)升級建設(shè)及其未來可持續(xù)發(fā)展具有較為重要的意義，本文通過對電力大數(shù)據(jù)的五個關(guān)鍵技術(shù)加以介紹，進一步分析了在電力預(yù)測和規(guī)劃中應(yīng)用店里大數(shù)據(jù)技術(shù)的典型案例。由此發(fā)現(xiàn)，電力大數(shù)據(jù)關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用難點不是技術(shù)問題，而是應(yīng)根據(jù)不同技術(shù)選擇相對應(yīng)的應(yīng)用場景及條件。

參考文獻：

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作者簡介：柳明（1986.4-），男，漢族，湖北武漢人，碩士，副高級工程師，研究方向：電力數(shù)據(jù)運營和增值服。