大數據及人工智能下的大電網智能調控系統框架

鐘涌生

【摘要】? ? 近些年我國經濟的飛速發展，帶動了科學技術的不斷進步，信息技術、大數據技術以及人工智能技術被廣泛應用于各行各業中，為了提升電網智能調控系統的穩定性，實現我國電網企業的可持續發展，要全面分析其發展現狀，制定有針對性性的策略。分析了電網智能調控系統在發展過程中存在的問題，并提出了基于大數據及人工智能背景下電網智能調控系統框架的構建策略。

【關鍵詞】? ? 大數據? ?人工智能? ?電網? ? 智能調控

大數據技術在電網智能調控中的應用具有強烈的時空性，從另一個角度來看，電力大數據在時間維度、空間維度、目標維度等各方面都有緊密聯系，想要提升大電網智能化調控水平，就必須要深入挖掘數據信息背后蘊含的規律。隨著我國科學技術的不斷發展，大數據和人工智能技術逐漸成熟，電力行業也迎來了新的發展機遇，新技術的應用會為其注入新的發展活力。但與此同時，網絡環境的復雜性，以及市場競爭日益激烈，都為電網企業和大電網智能調控帶來了嚴峻挑戰，因此需要加大新技術的應用，構架基于大數據及人工智能的大電網智能調控系統框架（Smart Grid Dispatching System， SGDS），全面提升電網態勢感知以及協同控制能力。

一、我國電網調控系統發展的基本概況

近些年受到經濟發展的影響，人們生活水平不斷提升，對電力資源需求量逐漸增大，為電力行業帶來了新的活力，電力調控系統發展也較為迅速，每個時期居民對電力的需求量不同，因此不同時期所擁有的電力調控系統也存在較大差異。在21實際之前，我國經濟發展速度慢，人們生活水平質量較低，電網調控系統發展進程較為緩慢;21實際之后，由于各種先進技術的引進，以及互聯網技術的普及和發展，電網調控系統朝著多樣化方向發展，且更加高水平、高質量，在人們日常生活和工作中都得到了廣泛應用。在經過長時間的努力和研發后，跨區互聯網動態穩定監控與預警系統在2007年問世，并得到了應用，該系統是我國電網事業發展的里程碑，具有重要意義，完成了電網計算從離線到在線的轉變。

在電力工作人員和研究人員的努力下，新一代特高壓交直流仿真電網在2008年建設完成，其中包括數字仿真、數模仿真、數據管理和模型研發這四個平臺，是我國電網事業取得重大突破的另一標志，對國家發展、綜合國力提升有重要意義，也為后續電網發展打下了堅實基礎。幾年過后，國家電網范圍內省級以上電網被推廣使用，在2011年進一步推廣到了南方電網。由于大數據技術、人工智能技術是動態發展的，我國電網事業需要做到與時俱進，在未來發展過程中，需要進一步協調電網系統的智能化控制水平。

二、當前電網調度系統發展中存在的問題

2.1準確性有待提升

電網運行數據的真實性、準確性是電網調度系統穩定運行的關鍵，在此基礎上需要對這些數據進行全方位整理、歸納和分析，為企業發展提供必要保障，同時也能促進電網穩定運行。隨著我國電網建設規模的不斷加大，電網數據也呈現復雜性、多元化的趨勢，這也為電網調度系統提出了更為嚴峻的挑戰。就目前我國電網調度系統的運行情況來看，傳統方式無法準確分析電網運行中產生的各項數據，這是一大隱患。

2.2動態特性日益復雜

由于人們生活水平的提升，對用電量需求的增加，電網系統面臨著更大的發展壓力，也使得電網系統朝著復雜性的方向發展，當前數據分析方式已經無法滿足電網系統動態化的發展歷程，為了更好保證我國電網企業的發展，就需要在原有分析方式上進行不斷創新。目前所采用的主要方式為機電暫態仿真，但是該方式的局限性較強，無法應用到不同場景中。

2.3時效性不足

電網調度系統的優良與否會通過時效性直接體現出來，目前所采用的周期掃描模式雖然能保證電網數據計算結果的準確性，但需要的計算周期較長，要花費大量的時間成本，不利于電網員工及時掌握有效數據。

三、大電網智能調控系統框架概述

3.1大電網智能調控系統框架概念

大電網智能調控系統框架是當下智能技術的應用代表，融合了大電網物理系統、信息系統和仿真系統，是以電力網絡為背景，以大電網仿真、信息通信、人工智能、大數據技術為依據的電力數據分析工具，能夠及時反饋各系統之間的運行狀態和聯系，及時發現系統存在的漏洞，也能夠深入挖掘電網數據背后蘊含的信息，實現對電網數據的動態化管理，為電網企業未來發展打下堅實基礎。

3.2大電網智能調控系統框架

在信息化技術的應用背景下，大電網結構變得更為復雜，大電網智能調控系統框架能夠對其進行有效約束，同時對電網系統安全性展開動態評估。

3.3大電網智能調控系統框架平臺架構

大電網智能調控系統框架平臺架構是以電網企業實際工程為依據而構建的，充分反映了電網數據的復雜性、多樣性特點，能夠為電網發展提供必要的數據智能分析、數據計算、數據處理、數據儲存等功能。在該平臺的應用過程中，需要充分保證技術的先進性。由于當前電網數據量的多樣性，大電網智能調控系統框架平臺也需要具備更多功能，該平臺主要包括以下幾個功能。

1.數據采集處理

（1）不同類型、不同場景、不同環境下的電網會產生不同的數據，SGDS平臺能夠實現對數據的動態化采集處理，構成電網仿真數據集合，為后續各項工作順利開展奠定基礎;（2）可以在電網正常運行或出現故障的情況下完成數據測量工作，包括SCADA、WAMS等，形成規范、系統的數據集合;（3）可以對電網外部環境，例如溫度、濕度等進行實時檢測。

2.數據儲存管理

大電網智能調控系統框架平臺在采集數據后，能統一管理實際測量數據和仿真數據，最終通過統一數據傳送口傳輸到大電網智能調控系統框架平臺的數據儲存計算層，該層能夠對不同類型數據進行分類處理，便于及時查找，一旦數據存在異常也能夠第一時間發現。

3.數據分析挖掘

在智能調控系統穩定運行的過程中，離不開數據分析挖掘的支持，這也是該平臺最核心的部分。大電網智能調控系統框架平臺在儲存和管理數據時，要利用實時和離線兩種方式對其進行精確計算，同時還要利用電網數據分析、機電混合仿真技術對數據進行分析，深入挖掘電網數據背后隱藏的信息，便于電網企業管理層發現市場發展規律。不僅如此，在信息量猛增的今天，數據分析挖掘功能能夠篩選掉無價值的信息，提升數據的有效性，形成高質量數據庫。

4.綜合應用

大電網智能調控系統框架平臺的綜合應用功能可以把智能認識、仿真服務等業務功能結合起來，還能夠查詢企業的歷史數據信息，還具有將歷史信息和當前數據分析平臺相結合的功能，這樣一來能形成閉環控制，提升電網數據的安全性。為了提升數據計算的真實性和準確性，需要加強對數據的監督和管理。

5.人機交互

在大電網智能調控系統框架平臺對數據完成收集、整理、分析、挖掘后，能夠得出來數據結果，要利用各種先進技術，例如電網信息流、能量流等對其進行可視化展示，人機交互能夠讓數據分析員和數據庫完成自然交互，還可以利用計算機軟件建立模型，使大電網智能調控系統朝著信息化、智能化的方向發展。

四、SGDS的關鍵技術

4.1海量多元異構數據的高效融合技術

由于當前電網數據量進一步加大，該技術能夠針對不同類型的數據采用不同的處理方式，是基于傳統數據處理模式的升級和創新，大大提升了數據處理效率，保障了數據的真實性。海量多源異構數據的高效融合技術之所以能夠快速處理海量數據，主要是因為該技術結合了智能響應和趨勢智能分析兩種模式，能夠根據實際情況建立數據庫和信息化共享平臺，能夠對不同類型的數據進行分析。在離線數據方面，該技術能夠實現分布式離線分析;在實施數據分析方面，可以進行實時流失計算調度。

4.2信息驅動的大電網穩定態勢評估技術

該技術能夠有效評估電網運行的穩定性，在對當前情況進行分析和評估的基礎上，對電網未來發展做出預測并制定策略，不僅可以建立靜態穩定域，還可以隨著電網的不斷發展，建立在線動態穩定域，通過靜態和動態兩種方式的結合，為電網正常運行提供必要保障。

4.3虛擬等效測辨建模技術

該技術主要利用到計算機軟件，對電網系統中的核心硬件設施進行建模處理，模擬設備在運行中的各種狀態，提升大電網的時效性，有助于電網工作人員及時發現其中存在的問題并采取相應策略。該技術的應用能有效優化辨識參數，也具有和大電網穩定態勢評估技術相同的功能，能夠對大電網運行構建動靜態模型，對不同場景下電網運行的穩定性進行識別，實現對電網的精細化評估。

4.4復雜大電網智能優化決策技術

復雜大電網智能優化決策技術能夠實現綜合協調控制，為電網運行提供必要保障也能夠為電網企業管理者做決策提供必要依據，給電網事業發展打下牢固基礎。該技術在實際應用過程中，能夠清晰劃分不同環節的責任，一旦出現異常情況，能夠及時找到負責人，總結經驗教訓，制定有針對性的防護措施。不僅如此，該技術也能發現電網運行過程中存在的各種風險和漏洞，在充分了解電網運行狀態的前提下，消除安全隱患，提供其運行的穩定性。

五、結語

總而言之，在信息技術如此發達的時代背景下，大數據及人工智能的大電網智能調控系統框架是時代發展的大勢所趨，在建設系統框架的過程中，需要做到實事求是，利用各種關鍵技術提升電網系統運行的安全性，與此同時，還要積極調動一線員工、研發人員、電力專家、數據分析專家等專業人士，使我國電力事業朝著信息化、智能化的方向發展，為其穩定運行提供必要保障。

參? 考? 文? 獻

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