大數(shù)據(jù)視域下的電力系統(tǒng)規(guī)劃管控平臺(tái)研究★

陳金娥

（安徽醫(yī)學(xué)高等專科學(xué)校， 安徽 合肥 230601）

0 引言

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活水平的日益提高，對(duì)電力系統(tǒng)的需求越來(lái)越大，電力系統(tǒng)規(guī)劃和管控顯得尤為重要[1]。傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)規(guī)劃和管控方法一般都采用經(jīng)驗(yàn)法、規(guī)劃法和優(yōu)化方法，在計(jì)算機(jī)技術(shù)的支持下進(jìn)行決策[2]。但是，隨著電力系統(tǒng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，模型更加復(fù)雜，決策需求變得越來(lái)越迫切，這些傳統(tǒng)方法已經(jīng)不能滿足電力系統(tǒng)規(guī)劃和管控的需求。

考慮到電力系統(tǒng)規(guī)劃是電力系統(tǒng)建設(shè)和運(yùn)營(yíng)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，通過(guò)合理規(guī)劃和管控，可以提高電力系統(tǒng)的運(yùn)行效率和供電可靠性，促進(jìn)電力系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展[3]。然而，當(dāng)前電力系統(tǒng)規(guī)劃存在著一系列問題。

首先，傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)規(guī)劃是以短期為主，缺乏長(zhǎng)遠(yuǎn)的規(guī)劃。短期的規(guī)劃往往只能滿足當(dāng)前的電力需求，不能解決未來(lái)的電力供需矛盾問題。其次，電力系統(tǒng)規(guī)劃的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)參數(shù)缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，不同地區(qū)和企業(yè)之間存在著很大差異。這導(dǎo)致了同樣的電力系統(tǒng)規(guī)劃，不同地區(qū)和企業(yè)實(shí)際效果的差異性很大[4]。此外，電力系統(tǒng)規(guī)劃中還面臨著技術(shù)和經(jīng)濟(jì)預(yù)測(cè)不準(zhǔn)確、數(shù)據(jù)共享不暢等問題。

以上問題的存在，導(dǎo)致電力系統(tǒng)規(guī)劃難以為不同地區(qū)的電力供應(yīng)和需求提供有效的解決方案。為了改善電力系統(tǒng)規(guī)劃的狀況，需要引入新的技術(shù)手段[5]。大數(shù)據(jù)技術(shù)的迅速發(fā)展為電力系統(tǒng)規(guī)劃提供了新的思路和方法。

借助大數(shù)據(jù)技術(shù)，電力系統(tǒng)規(guī)劃人員可以獲取大量的數(shù)據(jù)信息，從而更全面地考慮制定方案的各種因素。在建立電力系統(tǒng)規(guī)劃模型時(shí)，大數(shù)據(jù)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)從多個(gè)維度對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行建模，提高模型的精度和可信度，從而使得規(guī)劃成果更加精準(zhǔn)和科學(xué)[6]。同時(shí)，大數(shù)據(jù)技術(shù)還可以協(xié)調(diào)和整合各個(gè)環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)資源，提高規(guī)劃的科學(xué)性和現(xiàn)實(shí)性，進(jìn)一步提高規(guī)劃的全過(guò)程自動(dòng)化和信息化水平。

從現(xiàn)階段電力系統(tǒng)規(guī)劃的現(xiàn)狀看，電力系統(tǒng)規(guī)劃存在諸多問題，如短期規(guī)劃為主、技術(shù)和經(jīng)濟(jì)參數(shù)差異性大、預(yù)測(cè)不準(zhǔn)確等。這些問題不僅制約了電力系統(tǒng)規(guī)劃的效率和科學(xué)性，同時(shí)也制約了電力系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展。因此，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)建立電力系統(tǒng)規(guī)劃管控平臺(tái)，加強(qiáng)對(duì)電力系統(tǒng)的規(guī)劃和管控，有望實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的高效、可靠和可持續(xù)發(fā)展。

1 基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的電力系統(tǒng)規(guī)劃管控平臺(tái)總體架構(gòu)

隨著工程建設(shè)的規(guī)模和復(fù)雜程度的不斷擴(kuò)大，如何提高電力系統(tǒng)工程造價(jià)成本的管理效率和精度，成為了電力系統(tǒng)規(guī)劃管控需要解決的重要問題。傳統(tǒng)的工程造價(jià)成本管理模式已經(jīng)無(wú)法滿足需求，基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的電力系統(tǒng)規(guī)劃管控平臺(tái)的推出，則為這一問題提供了更好的解決方案。該平臺(tái)共有十個(gè)功能，其功能架構(gòu)如圖1 所示。

圖1 基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的電力系統(tǒng)規(guī)劃管控平臺(tái)總體功能架構(gòu)

1）數(shù)據(jù)采集。電力系統(tǒng)規(guī)劃管控平臺(tái)是數(shù)據(jù)采集平臺(tái)的第一步，旨在建立數(shù)據(jù)源的統(tǒng)一接口和數(shù)據(jù)的有效獲取，包括項(xiàng)目基本信息、人工費(fèi)用、材料費(fèi)用、設(shè)備費(fèi)用等。系統(tǒng)會(huì)集成各類數(shù)據(jù)源，自動(dòng)、定期地從源系統(tǒng)中抽取目標(biāo)數(shù)據(jù)，部分?jǐn)?shù)據(jù)還需要根據(jù)任務(wù)需求，由工程人員進(jìn)行手動(dòng)輸入。

2）數(shù)據(jù)共享。數(shù)據(jù)共享在電力系統(tǒng)規(guī)劃管控平臺(tái)中處于至關(guān)重要的地位。數(shù)據(jù)共享意在加強(qiáng)數(shù)據(jù)的重復(fù)使用性、共同性和可維護(hù)性，同時(shí)在保證安全性和容錯(cuò)能力的前提下，發(fā)揮所有參與方的數(shù)據(jù)價(jià)值。通過(guò)數(shù)據(jù)共享，不同人員、系統(tǒng)、部門不再綁定于某個(gè)特定的數(shù)據(jù)系統(tǒng)，可以提高數(shù)據(jù)可靠性和實(shí)用性，實(shí)現(xiàn)更高效的數(shù)據(jù)協(xié)同和集成。

3）數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)是電力系統(tǒng)規(guī)劃管控平臺(tái)的重要組成部分。管理工程造價(jià)的數(shù)據(jù)量巨大、復(fù)雜，因此需要具有高效性、穩(wěn)定性和容錯(cuò)性的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)解決方案。實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)主要依靠數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)和數(shù)據(jù)集市的建設(shè)，包括數(shù)據(jù)分布式存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)備份和數(shù)據(jù)恢復(fù)，以確保數(shù)據(jù)安全、可靠和高效。

4）數(shù)據(jù)審核。工程造價(jià)成本管理的核心是數(shù)據(jù)審核，通過(guò)引入專業(yè)的審核系統(tǒng)，提高工程造價(jià)的合規(guī)性和準(zhǔn)確性。數(shù)據(jù)審核主要包括一系列的校驗(yàn)規(guī)則與審核規(guī)則，這些規(guī)則可以在系統(tǒng)中預(yù)先定義或手動(dòng)配置。在數(shù)據(jù)導(dǎo)入、統(tǒng)計(jì)、分析等環(huán)節(jié)前，首先通過(guò)審核系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)或人工審核。

5）數(shù)據(jù)查詢。對(duì)于大型的工程成本管理系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，數(shù)據(jù)查詢是一個(gè)很重要的功能，用戶可以根據(jù)特定條件查詢現(xiàn)存數(shù)據(jù)中的任何信息，例如：按特定工程名稱查詢相關(guān)成本數(shù)據(jù)、按時(shí)間范圍查詢某工程某周期導(dǎo)入的成本數(shù)據(jù)、按類別進(jìn)行細(xì)化查詢、導(dǎo)出Excel/Word/圖像等。

6）數(shù)據(jù)處理。數(shù)據(jù)處理是電力系統(tǒng)規(guī)劃管控平臺(tái)的一個(gè)重要步驟。通過(guò)數(shù)據(jù)的加工、提取、處理、計(jì)算、清洗等方法，將處理出來(lái)的數(shù)據(jù)整合到平臺(tái)當(dāng)中。數(shù)據(jù)處理需要對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理清洗、數(shù)據(jù)加工、數(shù)據(jù)清洗，最終形成符合規(guī)則、可用于審計(jì)的數(shù)據(jù)。

7）數(shù)據(jù)分析。工程造價(jià)成本管理的重要目標(biāo)是數(shù)據(jù)分析，通過(guò)對(duì)大數(shù)據(jù)的整合與分析，為企業(yè)帶來(lái)更有效地管理決策或決策支持，結(jié)合分析可進(jìn)行人工分析和數(shù)據(jù)分析的方式，例如：成本分析、現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)管、供應(yīng)商分析、工期分析等多種分析模式。

8）數(shù)據(jù)編制。數(shù)據(jù)編制是指將在工程建設(shè)、招標(biāo)等過(guò)程中產(chǎn)生的各類數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一分類、處理和歸檔，并制定相關(guān)的工作計(jì)劃、指導(dǎo)意見和規(guī)范流程。在數(shù)據(jù)編制模塊中，所有數(shù)據(jù)均可分門別類地存儲(chǔ)，實(shí)現(xiàn)全面、歷史化管理。

9）數(shù)據(jù)輸出。數(shù)據(jù)輸出則是工程造價(jià)成本管理平臺(tái)的最后一個(gè)步驟，將結(jié)果數(shù)據(jù)輸出到數(shù)據(jù)報(bào)表或其他應(yīng)用場(chǎng)景中。通過(guò)數(shù)據(jù)可視化手段，直觀客觀地呈現(xiàn)出數(shù)據(jù)分析結(jié)果，在方便使用的同時(shí)，也讓管理過(guò)程變得更加科學(xué)。數(shù)據(jù)輸出的形式有多種，如：圖表展示、報(bào)表、Excel/Word、后臺(tái)應(yīng)用接口等。

10）數(shù)據(jù)同步。數(shù)據(jù)同步在電力系統(tǒng)規(guī)劃管控平臺(tái)中是核心關(guān)鍵技術(shù)，主要是將所有數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)同步到平臺(tái)中進(jìn)行同步更新，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的一致性和有效性。比如產(chǎn)生華麗的數(shù)據(jù)報(bào)表，使客戶能更加清晰地了解各種數(shù)據(jù)的變化情況和整體趨勢(shì)，從而更加便利地進(jìn)行決策。

2 電力系統(tǒng)規(guī)劃管控平臺(tái)在電力系統(tǒng)的長(zhǎng)期規(guī)劃中的應(yīng)用

電力系統(tǒng)是國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要支撐，其長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃非常重要。近年來(lái)，新型電力系統(tǒng)的建設(shè)已經(jīng)成為國(guó)家重點(diǎn)發(fā)展項(xiàng)目之一。但是，在電力系統(tǒng)建設(shè)過(guò)程中，如何控制工程造價(jià)成本是一個(gè)具有挑戰(zhàn)性的問題。在電力系統(tǒng)的長(zhǎng)期規(guī)劃中，電力系統(tǒng)規(guī)劃管控平臺(tái)可以承擔(dān)非常重要的角色，通過(guò)對(duì)源- 網(wǎng)- 荷- 儲(chǔ)的技術(shù)/經(jīng)濟(jì)參數(shù)的分析，幫助決策者制定出合理的電力系統(tǒng)工程造價(jià)規(guī)劃方案。其規(guī)劃框架如圖2 所示。

圖2 電力系統(tǒng)規(guī)劃管控平臺(tái)中的電力系統(tǒng)長(zhǎng)期規(guī)劃框架

首先，電力系統(tǒng)規(guī)劃管控平臺(tái)可以結(jié)合各區(qū)域發(fā)電側(cè)與電網(wǎng)側(cè)的基準(zhǔn)年數(shù)據(jù)，依托政策目標(biāo)、經(jīng)濟(jì)假設(shè)和負(fù)荷預(yù)測(cè)等情景設(shè)置，共同構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的長(zhǎng)期規(guī)劃模型。通過(guò)模型的設(shè)計(jì)，我們可以預(yù)測(cè)電力系統(tǒng)未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，選取合適的技術(shù)和設(shè)備，以及制定有效的管理策略。同時(shí)，模型也可以幫助決策者對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和成本分析，減少潛在風(fēng)險(xiǎn)并優(yōu)化系統(tǒng)成本。

其次，電力系統(tǒng)規(guī)劃管控平臺(tái)可以設(shè)置總成本最低的目標(biāo)函數(shù)，以短期運(yùn)行和長(zhǎng)期規(guī)劃為約束，輸出一套完整的規(guī)劃方案。總成本最低的目標(biāo)函數(shù)是通過(guò)系統(tǒng)中不同的運(yùn)營(yíng)策略進(jìn)行優(yōu)化，從而實(shí)現(xiàn)最大限度地降低系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)成本。電力系統(tǒng)規(guī)劃管控平臺(tái)可以根據(jù)規(guī)劃方案中所選取的設(shè)備、技術(shù)和管理策略，計(jì)算出系統(tǒng)的總成本，并通過(guò)調(diào)整方案的運(yùn)營(yíng)策略來(lái)優(yōu)化方案的總成本。最終輸出新型電力系統(tǒng)長(zhǎng)期規(guī)劃模型，在模型設(shè)計(jì)中，需要考慮到以下幾個(gè)方面：

源側(cè)：包括傳統(tǒng)能源資源和新能源資源的發(fā)展情況、生產(chǎn)成本和能源結(jié)構(gòu)等因素。需要分析不同能源資源的優(yōu)劣勢(shì)，制定合理的能源發(fā)展戰(zhàn)略。

網(wǎng)側(cè)：包括電網(wǎng)輸電能力、運(yùn)行和維護(hù)成本、電力市場(chǎng)機(jī)制等因素。需要考慮不同電網(wǎng)技術(shù)和體系的利弊，并設(shè)計(jì)合理的電力市場(chǎng)機(jī)制，以促進(jìn)有效的資源配置。

荷側(cè)：包括用電需求、用電結(jié)構(gòu)和用電負(fù)荷等因素。需要分析不同用戶群體的用電需求，推動(dòng)能效提升等節(jié)能措施。

儲(chǔ)能側(cè)：包括儲(chǔ)能技術(shù)和儲(chǔ)能成本等因素。需要評(píng)估和比較不同儲(chǔ)能技術(shù)的優(yōu)劣，設(shè)計(jì)合適的儲(chǔ)能系統(tǒng)，以解決能源儲(chǔ)備和供需不平衡等問題。

最后，電力系統(tǒng)規(guī)劃管控平臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)工程造價(jià)的實(shí)時(shí)監(jiān)管，避免發(fā)生工程造價(jià)超預(yù)算的情況。電力系統(tǒng)的建設(shè)需要大量的資金和資源，一旦工程造價(jià)超過(guò)預(yù)算，將會(huì)給國(guó)家和工程投資方帶來(lái)極大的經(jīng)濟(jì)壓力。因此，通過(guò)電力系統(tǒng)規(guī)劃管控平臺(tái)實(shí)現(xiàn)工程造價(jià)的實(shí)時(shí)監(jiān)管，可以及時(shí)解決工程項(xiàng)目中的問題并避免損失。

電力系統(tǒng)規(guī)劃管控平臺(tái)在電力系統(tǒng)的長(zhǎng)期規(guī)劃中具有重要的應(yīng)用價(jià)值。它可以幫助決策者制定出合理的電力系統(tǒng)工程造價(jià)規(guī)劃方案，降低系統(tǒng)建設(shè)和運(yùn)營(yíng)成本，減少潛在風(fēng)險(xiǎn)，并避免工程造價(jià)超預(yù)算的情況。當(dāng)前，隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展和智能技術(shù)的應(yīng)用的普及，電力系統(tǒng)規(guī)劃管控平臺(tái)在電力系統(tǒng)的建設(shè)中將起到越來(lái)越重要的作用。

3 結(jié)語(yǔ)

電力系統(tǒng)是國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要支撐，其長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃非常重要。近年來(lái)，新型電力系統(tǒng)的建設(shè)已經(jīng)成為國(guó)家重點(diǎn)發(fā)展項(xiàng)目之一。但是，在電力系統(tǒng)建設(shè)過(guò)程中，如何控制工程造價(jià)成本是一個(gè)具有挑戰(zhàn)性的問題。

本文基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的電力系統(tǒng)規(guī)劃管控平臺(tái)，賦予了平臺(tái)十大功能。隨后著重探討了電力系統(tǒng)規(guī)劃管控平臺(tái)在電力系統(tǒng)的長(zhǎng)期規(guī)劃中的應(yīng)用價(jià)值。通過(guò)對(duì)源- 網(wǎng)- 荷- 儲(chǔ)的技術(shù)/經(jīng)濟(jì)參數(shù)的分析，結(jié)合各區(qū)域發(fā)電側(cè)與電網(wǎng)側(cè)的基準(zhǔn)年數(shù)據(jù)，依托政策目標(biāo)、經(jīng)濟(jì)假設(shè)和負(fù)荷預(yù)測(cè)等情景設(shè)置，共同構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的長(zhǎng)期規(guī)劃模型，輸出電力系統(tǒng)工程造價(jià)規(guī)劃方案。

其可以通過(guò)模型的設(shè)計(jì)和運(yùn)行，預(yù)測(cè)電力系統(tǒng)未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。同時(shí)其可以設(shè)置總成本最低的目標(biāo)函數(shù)，并通過(guò)調(diào)整方案的運(yùn)營(yíng)策略來(lái)優(yōu)化方案的總成本。最后它可以實(shí)現(xiàn)工程造價(jià)的實(shí)時(shí)監(jiān)管，避免發(fā)生工程造價(jià)超預(yù)算的情況，從而節(jié)約投資資金和資源。