電力大數(shù)據技術與電力系統(tǒng)仿真計算結合問題研究

王子強 吳遠

摘要：隨著科學技術與互聯(lián)網信息技術的出現(xiàn)，各種大數(shù)據技術、物聯(lián)網技術、云計算技術等也相繼出現(xiàn)，推動了整個社會經濟的高速發(fā)展。在電力行業(yè)中，電力大數(shù)據技術的應用，也為電力系統(tǒng)的安全平穩(wěn)運行，提供了技術上的保障與支持。尤其是與電力系統(tǒng)仿真計算的結合，有效解決了傳統(tǒng)電網工作中存在的問題，提高了電網運行工作效率與質量。

關鍵詞：電力大數(shù)據技術;電力系統(tǒng);仿真計算

引言：

現(xiàn)階段，由于我國電力系統(tǒng)仿真計算中還存在著一些問題，主要表現(xiàn)在數(shù)據管理;計算變化;結果應用;結果融合;安全穩(wěn)定等方面，嚴重阻礙了電網的安全平穩(wěn)運行以及電力行業(yè)的高速發(fā)展。因此在今后的發(fā)展中，就要高度重視電力大數(shù)據技術的應用，將其高效靈活的與電網系統(tǒng)相互結合，實現(xiàn)計算結果的真實、高效與精準。

一、大數(shù)據與仿真結合分析

大數(shù)據技術的應用已經在現(xiàn)階段社會的發(fā)展過程中獲得了更好的成果，尤其借助于大數(shù)據技術進行的數(shù)據等的信息分析方面，大數(shù)據技術的分析能夠更加準確。大數(shù)據具有一定的特征，強調對多領域、不同類型的數(shù)據的融合與利用，以此借助于云計算為基礎，在實際應用的整個過程中，會涉及到與軟硬件相結合的各種技術。電力大數(shù)據技術即是大數(shù)據技術在電力行業(yè)中的實踐，具體應用中包括了并行計算以及分布式儲存等。

對于大數(shù)據技術在電力系統(tǒng)中的更全面應用來說，一定要基于從電力系統(tǒng)中各個子領域中出發(fā)，以此進行實踐與探索。在電力系統(tǒng)各個子領域當中，存在的數(shù)據和信息等有多類型、相對分散和沒有得到充分利用的特征，以此借助于大數(shù)據技術可以促使電力系統(tǒng)的各個子領域的技術獲得進步與發(fā)展，并與此同時，也能夠借助于在較小的子領域內驗證大數(shù)據技術于電力系統(tǒng)中應用的適用性，最終為多領域的融合做好基礎準備。

電力系統(tǒng)的仿真計算是包含在線計算和離線計算兩種，具體作用于電網的規(guī)劃與設計等的工作，以此為其提供重要的工作支撐。在電力系統(tǒng)進行仿真的整個過程中以及結束之后會產生大量的數(shù)據信息，這些為仿真計算提供的數(shù)據信息和仿真計算結束之后產生的數(shù)據信息等，有著很大的應用價值，從而對這些數(shù)據進行挖掘和分析，以此用來解決實際的問題，尤其是暫態(tài)穩(wěn)定問題，一直以來都是數(shù)據挖掘技術在電力系統(tǒng)當中的主要研究方向。到現(xiàn)階段為止，對于電力系統(tǒng)仿真計算過程和結束之后的數(shù)據信息挖掘相關研究成果，很大程度上只是被應用在理論計算和分析當中，實際應用很少，從而產生的影響也有限。

二、適用問題分析

（一）多類型計算結果的融合再分析

潮流計算、暫態(tài)穩(wěn)定計算以及小擾動分析等屬于仿真計算的基本類型。以此仿真呈現(xiàn)出的不同結果也真實反映出了電網穩(wěn)定性特性的差異性。從而對于電網的穩(wěn)定運行來說，要想做到更加全面的了解其運行穩(wěn)定性，就需要對不同類型的計算方式進行綜合運用。到現(xiàn)階段為止，基于人工方式的檢測是對計算結果進行聯(lián)合分析的基礎，至此相應的技術人員可以借助自身的經驗以及技術知識等，對其中有用的信息進行提取。但畢竟人工能力有限，從而無法真正避免遺漏數(shù)據的現(xiàn)象發(fā)生。這當中，對于不同類型的計算結果進行融合再分析，能夠更加深入的了解系統(tǒng)當中存在的實際問題，以此能夠使得電網數(shù)據分析正常作用于實際生活中。

（二）仿真計算中間結果利用

在電力系統(tǒng)進行仿真計算的整個過程中，會涉及到很多的非線性方程計算和微分方程等的復雜計算，并且計算之中更會涉及到迭代計算。以現(xiàn)有計算能力來看，多數(shù)計算過程只要涉及到更加復雜的計算，都會出現(xiàn)計算錯誤或者計算結果顯示出錯等問題，例如杭州某供電企業(yè)在系統(tǒng)處理相關數(shù)據過程中，就經常會由于數(shù)據過于龐大，從而超出系統(tǒng)實際的計算能力，使得最終結果顯示亂碼。因此我們在系統(tǒng)信息數(shù)據分析和計算的過程中需要對仿真計算的中間結果進行數(shù)據分析，以此觀察計算收斂情況，對能夠影響計算結果和計算過程的影響因素進行確定，從而就能夠做到規(guī)避影響因素、重新調整和優(yōu)化仿真計算過程，最終推動仿真計算的發(fā)展和進步。

（三）電網安全穩(wěn)定運行快速分析

以結合在線計算數(shù)據以及量測數(shù)據等，對電網的穩(wěn)定運行進行分析，以此通過對其中數(shù)據的挖掘與分析，選擇有利于系統(tǒng)穩(wěn)定的相關指標，從而能夠更方便的對系統(tǒng)的安全和穩(wěn)定運行進行更快速的分析。由此借助于電力大數(shù)據技術，能夠針對于多類型的計算結果的融合再分析以及仿真計算數(shù)據，以此對兩個方面進行統(tǒng)一管理，整合多個資源的運行數(shù)據，結合系統(tǒng)的特征量為基礎進行計算，最終對電網的運行進行更深層次的規(guī)律探索。

三、基本思路與實際應用

（一）基本思路探討

要做好兩種技術的融合和結合使用，基礎條件就是建立相應的電力數(shù)據平臺，以此對存在于單機用戶方面的數(shù)據儲存、計算能力等實際困難問題進行解決和克服。以此作為重要的基礎，根據仿真計算的技術特點以及實際使用情況等，從解決問題的方向出發(fā)展開相應理論研究和實踐探索的工作。

與此同時，大數(shù)據分析技術的根本也是一種對數(shù)據和信息的獲取過程，以此從應用角度看待數(shù)據的獲取和分析，具體就指的是對數(shù)據進行挖掘，以此計算設備進行學習，學習之后對數(shù)據進行結果呈現(xiàn)，以此再次進行學習和歸納，最終呈現(xiàn)出人工能夠進行解讀的結果。從而這個過程可以理解為是數(shù)據轉化為信息和知識的一個過程，以此中間過程就是大數(shù)據技術和電力系統(tǒng)仿真共同作用而最終呈現(xiàn)給人們易讀信息的優(yōu)化過程。

電網仿真數(shù)據中包含有大量信息，而現(xiàn)有方法中的初始特征量通常由人工給出，有可能存在遺漏或干擾?；谝延兄R自動生成或篩選初始特征量是解決該問題的一條可能途徑。專家系統(tǒng)是將形式化建模的先驗知識應用于實際問題的成熟方法，但如何將其或類似方法應用到初始特征量選取還需進一步研究。

（二）實際應用分析

對于實際的應用過程，由于電網系統(tǒng)存在的不同，以此很可能使得在分析計算方法相同以及應用方式相同的條件下，分析模型的訓練結果或呈現(xiàn)出不同。從而開展相關具體的研究應該同時建立相對更加完整的解決方案，使得可以給出能夠算法化、可以復用的訓練以及應用方法，并最終可以借助軟件進行實現(xiàn)。

與此同時，也應該考慮以下幾個問題：

1、樣本的抽取

在線計算的數(shù)據可能包含多達數(shù)年的歷史數(shù)據，以此應該根據預測需求選擇相應的樣本，樣本要與年、月、日、時刻等相對應。并建立樣本的抽取機制。

2、計算效率

對于計算效率而言，要提升相應算法和模型的計算效率，可能需要的基本工作會包含：減少模型的種類，對特征量的生成過程進行優(yōu)化;對仿真程序進行修改，優(yōu)化其輸出，做到對數(shù)據的簡化處理;使用具備高效率處理速度的語言，例如matlab或者R語言等。

3、結果顯示

應該做到對系統(tǒng)演變的描述方式進行進一步的發(fā)展和提升，比如可以借助數(shù)據分析的結果以及特征量等來描述系統(tǒng)的變化，從而有效規(guī)避由于直接使用原始仿真計算結果而造成的研究分析困難等的情況出現(xiàn)。

四、總結

隨著社會的發(fā)展和技術的進一步提升，電力大數(shù)據技術將會 發(fā)揮越來越重要的作用和影響，從而切實幫助電力系統(tǒng)進行合理規(guī)劃和優(yōu)化調整等。并且電力大數(shù)據與電力系統(tǒng)仿真技術的結合應用，將實際為電力系統(tǒng)提供更多技術方面的支持。

參考文獻：

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[2]?王關平，孫偉，高曉陽，李紅嶺.基于MATLAB/Simulink的電力系統(tǒng)潮流分布仿真實驗設計[J].蘭州文理學院學報（自然科學版），2018，32（04）：77-82.

（作者單位：國網江蘇省電力有限公司沭陽縣供電分公司）