大數據技術在智能電網中的應用現狀及展望

李晨 鄭遠潼 白云

摘要：作為一個高度的智能化系統，智能電網主要通過將傳感器運用于電網并結合現代信息技術實現其相關控制和監控功能。由于傳感器所收集的數據量龐大，因此我們需要通過運用大數據技術分析并處理智能電網系統中的電力數據從而使智能電網發揮最大作用。21世紀以來，大數據技術在智能電網中的應用研究取得了一些初步的進展。研究人員所做的相關研究性的嘗試為大數據在智能電網中的應用奠定了堅實的基礎。該文主要從三個方面對大數據技術在智能電網中的具體應用、應用中遇到的困境以及對大數據在智能電網中運用的展望。

關鍵詞：大數據;智能電網;應用現狀;展望

中圖分類號：TP311? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2021）15-0037-02

1 大數據分析技術在智能電網中的應用

智能電網一直以來都是大數據技術研究領域中一個十分重要的研究方向，無論是發電、輸電還是配電都已經離不開大數據技術的支撐。

由于數據量極其龐大，這使得大數據處理成為一種十分復雜的數據處理技術。在科學技術高度發展的背景下，我們得以能夠對大數據的應用進行進一步的研究分析。大數據的應用對于現實社會中科學和經濟的發展都有十分關鍵的推動作用。現如今大數據已經成為國際競爭中獲得優勢地位的關鍵性因素，通過對先進大數據技術的掌握從而贏得科技和經濟領域更多的話語權。

1.1 智能電網大數據平臺的整體構架

作為智能電網功能運行的支撐系統，智能電網大數據平臺的整體框架主要由三個方面構成，這三個方面分別是數據集成，計算分析以及實踐應用。當智能電網大數據平臺所采集的數據種類十分豐富精確且分類極其細致的情況下，智能電網系統就會發揮出其更加巨大的作用且智能電網的相關智能化功能也能得到更大程度上的展現。當智能電網系統的建設得到不斷地完善時，通過大數據技術，輸變電設備的實時動態就能得到更加準確的評估和預測，同時，一些比較復雜的輸變電設備故障也能得到及時的識別并處理。數據的集成、儲存、處理以及分析等各個技術模塊通過相互之間的高度配合從而使得智能電網數據的融合成為可能。

由于高效精準的信息采集工具的缺乏所導致的基本數據來源的不準確性是傳統的電力網絡系統中經常面臨的難題，這也有時會使得電力網絡系統的規劃出現些許偏差。在大數據技術時代背景下，為了解決電網系統中的這一長期存在的問題，電力網絡系統的綜合信息規劃平臺在運用大數據處理技術的基礎上被開發了出來。這一平臺通過采集儲存一些海量的基礎數據，并在充分利用大數據分析和處理技術、多源信息融合分析技術、多維顯示等先進科技技術的基礎上實現了平臺的高效運作。

1.2 大數據分析技術在配電網中的應用

電力資源是人們日常生產和生活不可或缺的資源，為正常的生產生活提供了保障。然而，配電網系統的穩定性以及可靠性是實現正常生產生活的關鍵。配電網系統中存在的一些不規范的現象會導致運行狀況出現問題，很多的電安全事故都是由于配電網的供電設備不穩定所引起的。在大數據技術時代背景下，智能電網中智能配電網的建設過程中逐漸將用電采集和在線監控系統運用了起來。“大數據技術應用于配網可靠性運行中不僅能夠提高配網系統的運行效率，還能保證其安全性，提高數據計算效率與精準度，從而維護配電網系統的安全、高效、平穩運行。”[1]在智能配電網系統中，大數據技術能夠使得信息處理效果得到極大程度提升，并且大數據能夠實時反映電網運行狀況，這使得問題診斷過程得到了極大地縮短。通過運用大數據技術，相關工作人員可以對配電網系統的數據進行不斷優化，從而使得配電網系統的功能更加完善。其次，大數據分析技術在配電網中的應用也可以幫助電力系統實現節能的目的。

1.3 大數據分析技術在電網調度中的應用

傳統的電網調度效率很低，于是在大數據技術背景下一種新的電網調度系統被設計了出來。“電網大數據智能調度的理念主要在于通過獲取更多的電能信息對電的生產、傳輸以及調度等進行優化。”[2]大數據分析技術的應用使得電網調度系統工作效率大大提升。

電力網絡所獲取的監測數據具有大數據的性質，因而使得這些數據就具有了很大的運用價值。這些數據可以被用來進行電網調度控制智能預警從而對電力網絡系統故障進行診斷。

傳統的電網調度控制智能告警系統誤差率很高且故障診斷都是人工進行分析的，這需要耗費很多人力物力。在大數據分析技術背景下，一種新的故障自動診斷系統被引入電網調度。這個故障自動診斷系統可以對各種因素造成的故障進行有效的診斷并在極短的時間內提出合理的解決方案。這不僅大大提高了工作效率還有效實現了系統的穩定運行。

1.4 大數據技術在智能電網穩定性分析中的應用

在大數據分析技術和數據挖掘技術的共同支撐下，通過對海量的數據信息進行智能地分析處理從而實現智能電力系統分析與決策的相對安全和穩定的性質。首先，通過對電力系統多源異構數據的集成可以對電力系統的數據結構進行建立，然后，建立包含有穩定性評估系統和可控性評估系統的電力系統智能穩定分析系統框架，最后，通過對大型電力系統網絡特性和拓撲智能的分析再對實際區域的電力系統進行分析。通過這種方法電力系統的系統穩定性可以得到預測，并且單元集群還可以為系統的穩定性控制提供很多信息，這可以用對電力系統的規劃和運行狀況進行安全分析和評估，由此得來的結果可以為電網調度和控制服務。

1.5 大數據分析技術在智能電網狀態監測中的應用

為了保證電網系統安全運行并降低故障發生頻率，電網狀態檢修是非常必要的。由于智能電網運行中所產生的龐大數據，從而經常導致數據的分析與處理過程中會出現誤差，這使得電網系統的檢修變得十分復雜。然而，在大數據分析技術應用的基礎上，所有數據都可以得到及時快速的處理，這樣一來，系統中的故障就會很及時地被監測到，從而使安全隱患可以很快被消除。“當前智能電網狀態遠程監測多與智能算法相結合，通過智能算法完成狀態評估，常見的智能算法有神經網絡、決策樹以及支持向量機等”[3]通過這些方法可以對數據進行分析從而實現數據的優化處理。

2 大數據在智能電網中的應用困境及解決方法

傳統的電網系統對于數據的管理，存儲和處理能力嚴重缺乏。在大數據技術背景下，為了提升電網系統的可靠性以及加快推動電網實現自動化，數據挖掘技術逐漸被廣泛用電網系統。由于傳統的數據管理技術以及相關應用程序不能滿足大數據技術處理需求，這使得建立一個能夠處理智能電網龐大數據的大數據框架和成為緊迫需求。

2.1 智能電網中大數據傳輸和存儲技術

由于智能電網建設過程中電網運行中的各項數據都需要得到及時的保存，因此智能電網系統中就會產生極其龐大的數據。這在一定程度上會影響到智能電網整個運行系統中的數據傳輸以及數據存儲，甚至還會影響到電網的智能化建設。在智能電網中的大數據傳輸技術方面，為了提高數據的傳輸效率，可以通過加強運用傳統的數據壓縮方式，這樣就可以保證數據傳輸過程中的傳輸量最低。因此，數據壓縮技術在智能電網數據傳輸過程中的巨大價值被充分體現。數據壓縮技術極大地提高智能電網中數據的傳輸效率，但是數據壓縮技術也存在一定的缺點，它會導致很多的資源浪費現象，因此需要合理應用。

2.2 大數據實施處理技術

大數據處理速度是智能電網系統中提升數據處理效率的關鍵。由于智能電網中的數據在數量上十分龐大，因此在處理大規模的數據時所需的時間也會相應地變長，當現有的數據處理技術能力不能夠滿足智能電網中所產生的龐大數據時，智能電網系統的正常運行就會受到極大的影響。為了不斷提高智能電網中數據傳輸以及處理的效率，云計算系統逐漸被引進智能電網的數據處理中，這在很大程度上提升了智能電網數據梳理能力，但是云計算系統也存在一定的缺點，由于云計算系統很容易引發網絡堵塞現象，這對于智能電網正常功能的運行也會產生很大的影響。

2.3 可視化分析技術

在智能電網的運行過程中會產生很多的相關數據。合理地處理智能電網所產生的數據并借助將其進行合理地展示，這對智能電網運行大數據的發展有著十分重要的作用。借助于可視化技術，不但可以極大提升大數據的處理的便捷程度，而且這也將產生非常高的應用價值。由于可視化技術的集成度和分辨度都比較高，這對用戶提供數據處理結果也起著重要作用。但是為適應日新月異的科學技術發展，只有通過及時恢復網絡并不斷提高電網系統的智能性才能提高智能電網故障診斷水平，這極大影響著智能電網大數據處理技術的發展。

3 關于大數據在智能電網中的應用的未來展望。

當下智能電網的發展已經比較完善，光纖、微波與載波通信等已經成為智能電網主要的通信方式，與此同時，依托于多種先進的通信技術以及傳感技術，電網系統信息共享平臺更加完善和高效。

總而言之，在信息技術的迅猛發展過程中，大數據技術的應用使得電力系統更加智能化。通過應用大數據處理技術才使得電網的系統運行更加安全穩定，這使得即使在非常惡劣的氣候條件下智能電網也能通過大數據技術及時消除故障從而保障供電正常運行。大數據技術在智能電網中的應用使得智能電網系統中數據的處理效率明顯提高，并且也使得數據的傳輸和存儲得到良好保證。作為智能電網現在以及將來的發展方向，大數據技術與智能電網的結合已經成為實現電力系統運行的安全性以及供電的可靠性的必要途徑。隨著時代的進步，智能電網的功能在不斷發展的科學技術的加持下將會更加智能化。

參考文獻：

[1] 李卓堅.配電網供電可靠性大數據技術的應用分析[J].科技創新與應用，2020（34）：181-182.

[2] 劉明明，邵良友.電網大數據智能調度及應用場景分析[J].通信電源技術，2019，36（6）：160-161.

[3] 吳建輝，劉偉，楊素梅，等.基于大數據的智能電網狀態遠程監測方法[J].自動化與儀器儀表，2020（3）：209-211.

【通聯編輯：代影】