數(shù)據(jù)挖掘的電力物聯(lián)網(wǎng)多源業(yè)務體系研究

郭江濤 鄒岳琳 賈俊強 馬倩 王平

【摘要】? ? 要想保證電網(wǎng)系統(tǒng)的安全運行，則需要將電力大數(shù)據(jù)作為關鍵的代表，并且在電力物聯(lián)網(wǎng)中引入科學化的信息技術，真正解決信息收集、存儲等多方面的問題，挖掘海量的電力數(shù)據(jù)與信息，獲得價值較高的內(nèi)容。此外，還需要做好運行調(diào)度管理的工作，實現(xiàn)系統(tǒng)的自動化運行，挖掘與共享數(shù)據(jù)。本文從大數(shù)據(jù)與電力物聯(lián)網(wǎng)之間的關系入手，分析了電力業(yè)務的數(shù)據(jù)需求。并以此為基礎，提出了電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃、電網(wǎng)優(yōu)化運行、電網(wǎng)資產(chǎn)管理等方面的策略，旨在為相關人士提供參考。

【關鍵詞】? ? 電力物聯(lián)網(wǎng)? ? 數(shù)據(jù)挖掘? ? 電網(wǎng)運行? ? 業(yè)務體系

引言：

現(xiàn)階段，能源清潔逐漸向著低碳不斷發(fā)展與改革，使得交直流輸電的規(guī)模也不斷擴大，電網(wǎng)運行環(huán)境也愈發(fā)復雜。另外，電能消費用戶的需求也呈現(xiàn)出了多樣化的特點，用戶的行為也會在一定程度上影響市場的電力價格，電力市場中電能交易方式、周期等變化顯著。電網(wǎng)經(jīng)過了長時間的發(fā)展，建設了完善、自動化的管理系統(tǒng)，而電網(wǎng)運行模式、服務等業(yè)務領域中也有了一定的規(guī)模，給電力物聯(lián)網(wǎng)的運行打下了良好的基礎，有助于構建多源業(yè)務體系。由于隨著智能電網(wǎng)的持續(xù)發(fā)展，采集終端的數(shù)量增加，采集頻度不斷增強，給電網(wǎng)運行管理帶來了一定的挑戰(zhàn)。5G技術日漸成熟，而如何與大數(shù)據(jù)平臺相融合，整合電力大數(shù)據(jù)是最需要思考的問題。通過開展動態(tài)化監(jiān)控電網(wǎng)運行狀況、能源使用情況、描繪用戶側畫像等，構建全新的商業(yè)運營發(fā)展體系。在對電力物聯(lián)網(wǎng)價值進行充分挖掘的同時，制定并且出臺相關的政策，并且提供高質(zhì)量的公共服務，為電力企業(yè)的管理活動參考的數(shù)據(jù)。

一、大數(shù)據(jù)與電力物聯(lián)網(wǎng)之間的關系

在電力物聯(lián)網(wǎng)領域中，合理化的利用大數(shù)據(jù)技術，可以進一步整合電力系統(tǒng)基礎設施、通信基礎設施，對資源進行合理的分配，并且為電力系統(tǒng)運行服務，以此提升電力運行的信息化水平，優(yōu)化電力系統(tǒng)建，提升基礎設施利用率。建設電力物聯(lián)網(wǎng)，最關鍵的內(nèi)容就是利用系統(tǒng)進行智能化的判斷，并做好系統(tǒng)調(diào)節(jié)工作，使得多種能源可以統(tǒng)一入網(wǎng)，進行智能化管理，監(jiān)督與控制電網(wǎng)客戶，還能采集關鍵的信息[1]。借助大數(shù)據(jù)技術，實時采集用電的信息數(shù)據(jù)，做好深度挖掘的工作，以此使得用戶可以獲得價值較高的信息。采用合理調(diào)度的形式，以經(jīng)濟性、安全性叫高的輸變配電方式為終端用戶輸送電能，有利于合理配置電能，終端用戶也可以享受優(yōu)質(zhì)的電能。從本質(zhì)上進行分析，電力物聯(lián)網(wǎng)建設主要就是為了替代能源、保證兼容利用，所以需要在建設開放性系統(tǒng)的同時，整合電力數(shù)據(jù)，提出完善的電力運行管理體系。

二、電力業(yè)務的數(shù)據(jù)需求

對于電力業(yè)務數(shù)據(jù)來說，其涉及到的范圍較廣，包括電力系統(tǒng)中用電、配電、發(fā)電的整個過程。而電力行業(yè)的數(shù)據(jù)來源，主要就是來自電能使用情況、電力生產(chǎn)情況，可以劃分為以下幾個不同的類型：①電力設備運行數(shù)據(jù)、電網(wǎng)系統(tǒng)監(jiān)測數(shù)據(jù)等。②企業(yè)的營銷數(shù)據(jù)，主要值得就是客戶用電量、電力價格等。③企業(yè)的管理數(shù)據(jù)，主要就是由運行數(shù)據(jù)、設備數(shù)據(jù)、客戶數(shù)據(jù)、管理數(shù)據(jù)等幾個方面構成的。一般來說，電力行業(yè)都需要獲得大量的客戶數(shù)據(jù)，才能開展后續(xù)的分析工作，然后才是運行數(shù)據(jù)、設備數(shù)據(jù)等。究其根本，主要就是因為管理數(shù)據(jù)、設備數(shù)據(jù)等都與電網(wǎng)運行有著直接的關系，但是對于外部企業(yè)來說，無法發(fā)揮出較大的參考作用，所以相比需求量要少一些。而用戶數(shù)據(jù)中包含的信息眾多，如電能消耗情況、使用電能行為等，與電力企業(yè)開展節(jié)能服務、能源托管服務等增值類的服務有著直接的關系，所以相比信息需求量要大一些[2]。對于電力數(shù)據(jù)的運用范圍來說，主要就是商業(yè)增值服務、用戶服務、社會公共服務等。在電力用戶服務層面上，要想獲得更多的電力數(shù)據(jù)，則需要從職能運行、充電、業(yè)擴報裝、節(jié)能改造等方面入手，增強與用電用戶的互動，還需要進行行為分析。其中社會公共服務價值，主體現(xiàn)在開展城市規(guī)劃工作、調(diào)整產(chǎn)生發(fā)展規(guī)劃、出臺經(jīng)濟調(diào)控政策、建設智慧城市等方面。其中商業(yè)增值服務，主要就是定向投放廣告、做好合理的商業(yè)規(guī)劃工作、檢測電網(wǎng)設備等方面。

三、以數(shù)據(jù)挖掘為核心的電力物聯(lián)網(wǎng)多源業(yè)務體系

3.1電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃

以數(shù)據(jù)挖掘為基礎，開展電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃的工作，需要編制完善的計劃方案，并在前期充分的分析可能獲得的投資收益，預測負荷情況等。

3.1.1負荷預測與建模

為了能順利的開展電力規(guī)劃的工作，就需要確保電力符合預測工作到位。但是負荷預測的研究對象，大部分都具有不確定性、多樣性的特點。采用傳統(tǒng)的負荷預測方式，主要分為智能算法、統(tǒng)計算法等。如果采樣量不大，預測結果則會缺乏真實性，甚至受到原有數(shù)據(jù)的影響。而隨著大數(shù)據(jù)技術的引入，提升了處理海量數(shù)據(jù)的能力，并為數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)存儲打造了完善的平臺，其能處理時間跨度更長的數(shù)據(jù)，具有明顯的優(yōu)勢[3]。在對電能負荷進行預測與建模的過程中，應當引入故障擬合法、總體側辨法、綜合統(tǒng)計法等。但受到大規(guī)模利用可再生能源的影響，真正合理利用新能源，做好設備配置優(yōu)化的工作，構建和諧的電網(wǎng)運行環(huán)境，成為當前電力企業(yè)發(fā)展的重中之重。

3.1.2電動汽車需求分析

隨著群眾電力需求上漲、政府支持政策的出臺，使得我國電動企業(yè)的數(shù)量逐漸上漲。而收集少量數(shù)據(jù)，建設簡單的電網(wǎng)模型，已經(jīng)無法滿足當前的市場需求。對于充電站的特點進行分析，其主要就與電網(wǎng)容量、交通容量、運行規(guī)劃等有著直接的關系。交通流量可能影響用戶的駕駛行為、充電行為。而電網(wǎng)容量可能影響電網(wǎng)運行、用戶波峰等，嚴重的話還會影響電能質(zhì)量[4]。由于電動汽車數(shù)量較多，使得充電樁信息規(guī)模擴大，并形成了充電樁大數(shù)據(jù)。而歷史數(shù)據(jù)的利用，能為充電站的運行與規(guī)劃提供關鍵的支持，消除充電行為對電網(wǎng)運行的影響。

3.2電網(wǎng)優(yōu)化運行

在電網(wǎng)運行中接入例大量的新能源，其不穩(wěn)定性、波動性也使得電網(wǎng)面臨許多不確定因素，電網(wǎng)運行也面臨著較大的挑戰(zhàn)。在電力大數(shù)據(jù)平臺的運行過程中，利用多種智能設備，采集相關數(shù)據(jù)，還要做好電網(wǎng)運行的評測工作，整合內(nèi)部數(shù)據(jù)與外部數(shù)據(jù)。通過利用大數(shù)據(jù)存儲技術，整合多源海量數(shù)據(jù)，并做好高效計算的工作，獲取到精準的參考數(shù)據(jù)。

3.3電網(wǎng)資產(chǎn)管理

為了做好電網(wǎng)資產(chǎn)管理的工作，則需要獲得多源數(shù)據(jù)，主要包括地理、天氣、設備、調(diào)度等多方面，科學化的預測與評估設備實際情況，有效避免設備故障風險問題。主要方向則是評估與監(jiān)測輸變電生、電力設備可靠性、電能存儲系統(tǒng)等，從以下幾個方面入手做好綜合性的分析工作：①評估設備狀態(tài)：結合基礎設備數(shù)據(jù)、故障警告信息等，挖掘關鍵的數(shù)據(jù)，并且全面的檢測設備運行情況，分析與評估設備的全面性[5]。②做好故障隱患排查的工作：以電網(wǎng)數(shù)據(jù)為依托，訓練人工智能、機器模型等，還需要及時判斷已經(jīng)發(fā)生的故障問題、潛藏的故障問題等，給予技術人員相應的幫助，盡早處置故障，避免產(chǎn)生較大的經(jīng)濟損失。③做好電網(wǎng)造價數(shù)據(jù)管理的工作：由于電網(wǎng)工程具有數(shù)據(jù)價值較高、種類復雜、容量大的特點，所以需要整合大量的數(shù)據(jù)，才能做好精細化的數(shù)據(jù)管理工作。

3.4對外數(shù)據(jù)業(yè)務體系架構

3.4.1電力用戶服務

1.響應提出的各項需求：以電網(wǎng)數(shù)據(jù)收集為基礎，實現(xiàn)用戶響應建模，并研究用戶側響應的規(guī)律。

2.實現(xiàn)節(jié)能改造：整合用戶真實電能消耗信息，匯報給電網(wǎng)企業(yè)，與以往的數(shù)據(jù)進行比對，智能化的分析電網(wǎng)能耗情況，并編制合理的節(jié)能方案，以此減少電能消耗。

3.做好智能化運行維護的工作：整理與挖掘相關的數(shù)據(jù)，有利于開展多元化、智能化的評價工作，并顯著提升運行效率，開展集約化的運行維護工作。

4.智能充電：利用主體不同、海量的電動汽車數(shù)據(jù)，顯著的提升充電站的數(shù)據(jù)實效性，避免出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失的風險，還可以開展合理的規(guī)劃工作，為充電站編制合理的運行發(fā)展方案。

5.做好業(yè)擴報裝工作：了解業(yè)擴報裝用戶的基本特點、分析用電行為，還需要將其作為預測未來發(fā)點量的基礎依據(jù)[6]。

6.加強故障停電管理力度：以大數(shù)據(jù)信息與用戶信息融合，并且預估停電的情況，明確設定檢修的時間，增強與用戶互動，為用戶提供高質(zhì)量服務，確保電網(wǎng)運行可靠性。

7.開展用電行為分析工作：在收集相關信息以后，做好智能化、全面化的電網(wǎng)用戶行為分析工作，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享的目標，打造出智能化的電網(wǎng)服務系統(tǒng)。

3.4.2能源企業(yè)服務

1.可再生能源消耗情況：結合當前新時期發(fā)展背景下，新能源集中式電源存在的不穩(wěn)定性特點進行分析，并且挖掘地理、天氣等多方面的數(shù)據(jù)，獲取到實時的信息內(nèi)容，編制完善的電網(wǎng)調(diào)度計劃。

2.電力交易活動：合理的引入大數(shù)據(jù)技術，可以做好電力數(shù)據(jù)的甄別、篩選工作，促進電力交易活動順利開展，還可以確保雙方交易安全性、隱私性，規(guī)避用戶損失。

四、結束語

綜上，受到電力數(shù)據(jù)集成共享的影響，電力企業(yè)對數(shù)據(jù)的需求也隨之增加。所以，相關人員需要做好對電力數(shù)據(jù)價值挖掘的工作，并且以數(shù)據(jù)挖掘為基礎，探究電力物聯(lián)網(wǎng)的多源業(yè)務體系，建立完善的內(nèi)部數(shù)據(jù)業(yè)務體系架構。在此基礎上，要想保證電網(wǎng)運行的安全性，并且發(fā)揮出服務職能，就需要開展合理的電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃工作，加強內(nèi)部資產(chǎn)管理力度，優(yōu)化運行機制，實現(xiàn)精細化的管理目標。不僅僅能減少電網(wǎng)成本的支出，還可以整合多項資源，將數(shù)據(jù)的價值挖掘出來，促進電力企業(yè)的健康穩(wěn)定發(fā)展。

參? 考? 文? 獻

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[2]王曉冰，宋寶同，王方敏，李笑彤，呂風波.基于數(shù)據(jù)挖掘的電力物聯(lián)網(wǎng)多源業(yè)務體系研究[J].機電信息，2020（27）：29-31+33.

[3]張立靜，盛戈皞，江秀臣.泛在電力物聯(lián)網(wǎng)在變電站的應用分析與研究展望[J].高壓電器，2020，56（09）：1-10.

[4]王海洋，趙忠強，唐建華.面向電力物聯(lián)網(wǎng)的電力大數(shù)據(jù)應用[J].電力大數(shù)據(jù)，2020，23（02）：87-92.

[5]周峰，周暉，刁贏龍.泛在電力物聯(lián)網(wǎng)智能感知關鍵技術發(fā)展思路[J].中國電機工程學報，2020，40（01）：70-82+375.

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