基于大數(shù)據(jù)的電力信息技術(shù)發(fā)展探討

程穎 李德盛

【摘 要】電力行業(yè)數(shù)據(jù)集合了產(chǎn)、運(yùn)、銷、運(yùn)營(yíng)、管理等多個(gè)環(huán)節(jié)，成為大數(shù)據(jù)應(yīng)用的重要領(lǐng)域。伴隨智能電網(wǎng)背景下電力信息化技術(shù)的發(fā)展，探討基于大數(shù)據(jù)的電力信息技術(shù)成為重要研究課題。本文分析了大數(shù)據(jù)的定義及其對(duì)電網(wǎng)發(fā)展的影響，簡(jiǎn)述了電力企業(yè)業(yè)務(wù)信息中的“大數(shù)據(jù)”，并從新能源發(fā)展、信息分析、智能電網(wǎng)等方面，對(duì)基于大數(shù)據(jù)的電力信息技術(shù)發(fā)展進(jìn)行探討。

【關(guān)鍵詞】大數(shù)據(jù)；電力信息；智能電網(wǎng)

引言：

2013年3月，中國(guó)電機(jī)工程學(xué)會(huì)電力信息化專委會(huì)編制發(fā)布《中國(guó)電力大數(shù)據(jù)發(fā)展白皮書(shū)（2013）》，標(biāo)志著電力行業(yè)進(jìn)入大數(shù)據(jù)時(shí)代。智能電網(wǎng)的迅猛發(fā)展帶動(dòng)了信息技術(shù)的進(jìn)步，與電力大數(shù)據(jù)一起，推動(dòng)我國(guó)電網(wǎng)獲得了革新性突破，隨時(shí)產(chǎn)生、海量存儲(chǔ)、異構(gòu)形態(tài)、即時(shí)處理的大數(shù)據(jù)將電網(wǎng)帶入了新的發(fā)展階段。

一、大數(shù)據(jù)的定義及其對(duì)電網(wǎng)發(fā)展的影響

大數(shù)據(jù)是指在一定時(shí)間內(nèi)無(wú)法用普通軟件工具進(jìn)行信息數(shù)據(jù)的捕獲、管理的集合。之所以稱其為大數(shù)據(jù)，是因?yàn)槠鋽?shù)據(jù)信息量通常在10TB至1PB（1P=1000T）以上。當(dāng)然，除了數(shù)據(jù)量大之外，數(shù)據(jù)產(chǎn)生的種類及速度也是大數(shù)據(jù)的主要特征。

隨著電力行業(yè)的不斷發(fā)展以及信息網(wǎng)絡(luò)的健全，電網(wǎng)建設(shè)管理體系對(duì)數(shù)據(jù)管理、操作、共享提出了更高要求。目前，大數(shù)據(jù)的處理成為電力行業(yè)面臨的主要問(wèn)題，需要電力網(wǎng)絡(luò)行業(yè)對(duì)大數(shù)據(jù)進(jìn)行深層次的挖掘研究，不斷探索適應(yīng)大數(shù)據(jù)需求的方法和理論，讓電力系統(tǒng)行業(yè)能夠進(jìn)一步適應(yīng)大數(shù)據(jù)迅速增長(zhǎng)的需求，不斷提高應(yīng)對(duì)多樣化數(shù)據(jù)處理和提高數(shù)據(jù)時(shí)效性的水平。

二、 電力企業(yè)業(yè)務(wù)信息中的“大數(shù)據(jù)”

大數(shù)據(jù)之大，不僅表現(xiàn)在外在數(shù)據(jù)之大，更在于其信息數(shù)據(jù)的價(jià)值之大。“大數(shù)據(jù)”的“量類時(shí)”特性，已在海量、實(shí)時(shí)的電網(wǎng)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)中進(jìn)一步凸顯，電力“大數(shù)據(jù)”分析研究已經(jīng)提上日程。

電力企業(yè)主要業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)來(lái)自于運(yùn)營(yíng)管理和生產(chǎn)數(shù)據(jù)。其生產(chǎn)數(shù)據(jù)主要包括企業(yè)發(fā)電量的數(shù)據(jù)，測(cè)量電壓穩(wěn)定性所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息，也包括云計(jì)算、互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)、車聯(lián)網(wǎng)以及電動(dòng)汽車充換電等技術(shù)所帶來(lái)的數(shù)據(jù)信息業(yè)務(wù)。而電氣企業(yè)的運(yùn)營(yíng)管理數(shù)據(jù)來(lái)源主要包括售電量、交易電價(jià)、一體化平臺(tái)、協(xié)同辦公和用電客戶等信息。

電力公司想要進(jìn)一步提高這些數(shù)據(jù)的附加值，就需要對(duì)這些生產(chǎn)使用過(guò)程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行深層次的數(shù)據(jù)分析。分析所產(chǎn)生的附加值不僅能夠?qū)蛻粲秒娺M(jìn)行細(xì)分，進(jìn)而做好重點(diǎn)客戶的維護(hù)工作，而且能夠有效對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行安檢和控制，提高電力企業(yè)的精細(xì)化管理水平，實(shí)現(xiàn)電力行業(yè)的科學(xué)化管理。信息數(shù)據(jù)的深層次分析探究是現(xiàn)代信息技術(shù)發(fā)展的不竭動(dòng)力，而對(duì)大數(shù)據(jù)的分析研究應(yīng)用，更是新經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必然趨勢(shì)。

三、基于大數(shù)據(jù)的電力信息技術(shù)發(fā)展探討

3.1 大數(shù)據(jù)推動(dòng)能源信息的智能管理

隨著大數(shù)據(jù)的不斷發(fā)展，信息智能化的管理應(yīng)運(yùn)而生，以智能電網(wǎng)為例，其發(fā)展也是電力系統(tǒng)發(fā)展的必然要求，智能電網(wǎng)的出現(xiàn)，對(duì)于互聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)、配電網(wǎng)共用技術(shù)以及微電網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展起到了推動(dòng)作用。因此，分析、采集并有效運(yùn)用大數(shù)據(jù)成為解決公共事業(yè)及能源業(yè)務(wù)的重中之重，通過(guò)智能電網(wǎng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)型及改善分布式再生發(fā)電的調(diào)度與資產(chǎn)預(yù)報(bào)來(lái)提高發(fā)電效率，甚至可以優(yōu)化客戶的運(yùn)營(yíng)模式。

在能源領(lǐng)域，大數(shù)據(jù)的運(yùn)用主要包括4個(gè)方面：首先，可以促進(jìn)新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)研究；其次，可以優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)能源的綠色無(wú)污染轉(zhuǎn)換；再次，推動(dòng)能源管理的智能化發(fā)展?？梢岳么髷?shù)據(jù)分析能源的需求量，預(yù)測(cè)能源使用情況，提高利用率，對(duì)客戶進(jìn)行需求分析，降低企業(yè)運(yùn)營(yíng)成本。并且，通過(guò)電網(wǎng)與大數(shù)據(jù)的有效結(jié)合可以實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)智能化，從能源利用、發(fā)電需求到客戶消費(fèi)的整個(gè)過(guò)程，都可以進(jìn)行智能化管理，其中電網(wǎng)技術(shù)智能化、智能輸電網(wǎng)絡(luò)化、配電技術(shù)智能化以及客戶群體用電技術(shù)智能分析等都是未來(lái)電網(wǎng)智能化發(fā)展的方向。最后，大數(shù)據(jù)運(yùn)用可以改變社會(huì)，為城市電網(wǎng)、交通、能源以及環(huán)境等基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)帶來(lái)新的發(fā)展機(jī)遇。

3.2 大數(shù)據(jù)提升電力企業(yè)信息分析能力

在電力行業(yè)的發(fā)展過(guò)程中，大數(shù)據(jù)能夠從客觀上深化企業(yè)管理，提升企業(yè)應(yīng)用層次，是企業(yè)提高自身技術(shù)管理手段的有效途徑。隨著電力系統(tǒng)信息化的發(fā)展完善，信息數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)了全面的采集管理，但電力行業(yè)面臨龐大的信息數(shù)據(jù)，如何對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效處理，挖掘數(shù)據(jù)的深層次價(jià)值成為其面臨的主要問(wèn)題。而通過(guò)大數(shù)據(jù)則可以對(duì)電力行業(yè)業(yè)務(wù)進(jìn)行有效分析處理，提高企業(yè)的運(yùn)營(yíng)效率。

隨著“十八大”提出了“推動(dòng)信息化和工業(yè)化深度融合”，各大電力企業(yè)都在積極地采用信息化手段來(lái)改造和提升整個(gè)企業(yè)的核心業(yè)務(wù)模式。 國(guó)家電網(wǎng)公司 2006年啟動(dòng)實(shí)施“SG186 工程”，與智能電網(wǎng)建設(shè)相輔相成，國(guó)網(wǎng)信通公司在北京亦莊的數(shù)據(jù)中心里，就設(shè)有10 200個(gè)傳感器，它們及時(shí)采集數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)到云并進(jìn)行分析和利用。此外，南方電網(wǎng)公司將投資建設(shè)一體化信息平臺(tái)，這個(gè)項(xiàng)目已經(jīng)在2013年啟動(dòng)。

各個(gè)電網(wǎng)公司和電力企業(yè)所籌劃的系統(tǒng)一體化平臺(tái)和集成平臺(tái)，從根本上講都是大數(shù)據(jù)信息分析、處理的綜合運(yùn)用，屬于大數(shù)據(jù)處理平臺(tái)的一部分。如上圖，從整個(gè)系統(tǒng)框架可以看出，無(wú)論是數(shù)據(jù)存儲(chǔ)還是數(shù)據(jù)分析應(yīng)用技術(shù)構(gòu)架，都與大數(shù)據(jù)的分析、抽取、解釋、集成技術(shù)密不可分。因此，在大數(shù)據(jù)發(fā)展的時(shí)代下，電力企業(yè)的信息化建設(shè)要緊密結(jié)合大數(shù)據(jù)的信息分析、應(yīng)用平臺(tái)，確保電力企業(yè)信息化建設(shè)能夠建立在大數(shù)據(jù)信息處理技術(shù)的基礎(chǔ)之上。

3.3“大數(shù)據(jù)”推動(dòng)智能電網(wǎng)的發(fā)展

隨著電力企業(yè)和電子信息化的深入發(fā)展，智能電網(wǎng)的應(yīng)用日益廣泛，并且承載著信息流、電力流和業(yè)務(wù)流有效管理的重大作用。電力信息系統(tǒng)與電網(wǎng)系統(tǒng)的重疊發(fā)展，將進(jìn)一步提高整個(gè)電網(wǎng)的附加值，并且成為大數(shù)據(jù)時(shí)代的主要特征。電力系統(tǒng)的通信業(yè)務(wù)也會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)變，能夠突破傳統(tǒng)模式，提高通信業(yè)務(wù)管理水平。

智能電網(wǎng)之所以不同于普通電網(wǎng)，是因?yàn)槠渚邆淞爽F(xiàn)代化的信息傳感技術(shù)，可以利用現(xiàn)代化的信息網(wǎng)絡(luò)、通信技術(shù)對(duì)信息進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)之間信息的相互交換，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)信息的采集、計(jì)量、控制、保護(hù)和檢測(cè)，而且能夠根據(jù)需求實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的自動(dòng)化調(diào)節(jié)控制，實(shí)現(xiàn)在線分析決策、協(xié)調(diào)處理等高級(jí)作用。從本質(zhì)上而言，智能電網(wǎng)是大數(shù)據(jù)在電力方面的具體應(yīng)用。對(duì)于電力行業(yè)來(lái)說(shuō)，堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的快速發(fā)展讓通信技術(shù)在深度、廣度方面有了深層次的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了電網(wǎng)生產(chǎn)與企業(yè)智能管理的有機(jī)結(jié)合，而通信系統(tǒng)也成為智能電網(wǎng)的重要組成部分，支撐著新一代電網(wǎng)的深化發(fā)展。

3.4 “大數(shù)據(jù)”有利于更準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)電力數(shù)據(jù)

大數(shù)據(jù)理念、方法、技術(shù)在電力行業(yè)得到了充分實(shí)踐運(yùn)用。電力大數(shù)據(jù)涉及到電力行業(yè)的整個(gè)生產(chǎn)流通環(huán)節(jié)，包括電力的生產(chǎn)、輸送、配電、變電、調(diào)度和用電等環(huán)節(jié)，能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行跨行業(yè)、跨區(qū)域的分析處理。電力大數(shù)據(jù)是由非結(jié)構(gòu)化和結(jié)構(gòu)化共同構(gòu)成，隨著物聯(lián)網(wǎng)和智能電網(wǎng)的進(jìn)一步推廣運(yùn)用，非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)呈現(xiàn)快速增長(zhǎng)，其數(shù)據(jù)信息量遠(yuǎn)超結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。

電力大數(shù)據(jù)的特性滿足大數(shù)據(jù)的五個(gè)特性：數(shù)據(jù)量大（Volume）、數(shù)據(jù)類型多（Variety）、處理速度快（Velocity）、精確性高（Veracity）、價(jià)值大（Value）。其主要技術(shù)有數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)、計(jì)算機(jī)分布式技術(shù)以及數(shù)據(jù)可視化技術(shù)等。目前為止，我國(guó)電力公司已經(jīng)建立了國(guó)際領(lǐng)先技術(shù)的信息集成平臺(tái)。隨著一級(jí)應(yīng)用范圍部署的完成以及三地集中式數(shù)據(jù)處理中心的投入運(yùn)營(yíng)，非結(jié)構(gòu)化合結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)中心的電網(wǎng)數(shù)據(jù)在種類和數(shù)量上初具規(guī)模。隨著智能電表的不斷普及運(yùn)用，電力行業(yè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)將會(huì)更加便利快捷，能夠極大的提高其實(shí)效性。大數(shù)據(jù)種類和數(shù)量上的特征也會(huì)進(jìn)一步凸顯出來(lái)，電力大數(shù)據(jù)的發(fā)展更是迫在眉睫。電力行業(yè)已經(jīng)形成了跨地域、跨行業(yè)的數(shù)據(jù)分析綜合，對(duì)提高行業(yè)管理水平及經(jīng)濟(jì)效益具有重大意義。

四、結(jié)語(yǔ)：

智能電網(wǎng)的不斷深化過(guò)程中，“大數(shù)據(jù)”正發(fā)揮著日益重要的作用，這給電力行業(yè)帶來(lái)巨大發(fā)展機(jī)遇的同時(shí)也提出了巨大挑戰(zhàn)。電力企業(yè)應(yīng)該積極應(yīng)用信息化技術(shù)，通過(guò)數(shù)據(jù)挖掘手段推動(dòng)大數(shù)據(jù)發(fā)展，以不斷提高電力生產(chǎn)、營(yíng)銷、運(yùn)維等等方面的水平，助力我國(guó)堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的建設(shè)和發(fā)展。

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