大數(shù)據(jù)技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用初探

蘇超

摘 要

從海量數(shù)據(jù)中快速獲取有效信息的能力是大數(shù)據(jù)技術(shù)所著重強(qiáng)調(diào)的內(nèi)容，而能源企業(yè)涉及大數(shù)據(jù)的目的則是要求在海量數(shù)據(jù)中高效地得到數(shù)據(jù)，并有效地深加工，最終獲取有用的數(shù)據(jù)。本文現(xiàn)就大數(shù)據(jù)處理技術(shù)和智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)處理的應(yīng)用進(jìn)行重點(diǎn)探析。

【關(guān)鍵詞】大數(shù)據(jù) 大數(shù)據(jù)處理 智能電網(wǎng)

1 智能電網(wǎng)與大數(shù)據(jù)技術(shù)

1.1 智能電網(wǎng)概述

智能電網(wǎng)是以物理電網(wǎng)為基礎(chǔ)，將現(xiàn)代先進(jìn)的傳感測(cè)量技術(shù)、通訊技術(shù)、信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和控制技術(shù)與物理電網(wǎng)高度集成而形成的新型電網(wǎng)

智能電網(wǎng)的發(fā)展?jié)M足了電網(wǎng)用戶對(duì)電力的需求，保證了電網(wǎng)的安全、可靠，并且在滿足電力質(zhì)量的前提先降低了電力的成本。智能電網(wǎng)信息管理的五大功能為：信息處理、信息分析、信息集成、信息顯示以及信息安全。

1.2在智能電網(wǎng)系統(tǒng)中，大數(shù)據(jù)產(chǎn)生于整個(gè)系統(tǒng)的各個(gè)環(huán)節(jié)

大致分為3類：

（1）電網(wǎng)運(yùn)行和設(shè)備檢測(cè)或監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。

（2）電力企業(yè)營(yíng)銷數(shù)據(jù)。

（3）電力企業(yè)管理數(shù)據(jù)。例如大數(shù)據(jù)在輸電線路中的處理：隨著電網(wǎng)規(guī)模的壯大，輸電線路狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)工作中接收和處理的數(shù)據(jù)量越來(lái)越大導(dǎo)致輸電線路狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)處理工作量與處理效率都必須有待提升。并且輸電線路狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)還必須提供技術(shù)支持，以滿足監(jiān)視、控制、培訓(xùn)仿真、運(yùn)行管理的需要。

1.3 云計(jì)算平臺(tái)

云計(jì)算平臺(tái)利用分布式數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方案，并提供高效并行查詢與計(jì)算能力，與輸電線路狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、歷史數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)與應(yīng)用達(dá)到實(shí)時(shí)統(tǒng)一。

隨著日益增多的系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)量，對(duì)于實(shí)時(shí)、海量高頻數(shù)據(jù)采集，云計(jì)算平臺(tái)利用分布式數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方案，并提供高效并行查詢與計(jì)算能力，與輸電線路狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、歷史數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)與應(yīng)用達(dá)到實(shí)時(shí)統(tǒng)一。例如Hadop云計(jì)算平臺(tái)可采用廉價(jià)服務(wù)器和PC機(jī)構(gòu)建集群，在不要求服務(wù)器類型相同的情況下，可以充分將現(xiàn)如今各地區(qū)供電公司閑置的大量服務(wù)器資源，進(jìn)而使建設(shè)成本大幅度的降低，借助虛擬機(jī)來(lái)完成資源虛擬化，設(shè)備利用率得到提升。輸電線路狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是在智能監(jiān)視、報(bào)警與數(shù)據(jù)展示等應(yīng)用方面提供全方位的支持，在獲得并分析輸電線路中采集的數(shù)據(jù)之后，需要以友好的人機(jī)界面形式顯示進(jìn)而供用戶來(lái)使用。系統(tǒng)中的存儲(chǔ)數(shù)據(jù)必須做到全面、完整（TB級(jí)甚至PB級(jí)），與此同時(shí)也對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的訪問(wèn)效率提出了更高的要求，也就是系統(tǒng)必須達(dá)到將應(yīng)用在短時(shí)間（秒級(jí)）內(nèi)獲取海量數(shù)據(jù)的能力，云計(jì)算平臺(tái)所提供的分布式文件系統(tǒng)及相應(yīng)的分布式數(shù)據(jù)庫(kù)，無(wú)論是容量支持，還是數(shù)據(jù)訪問(wèn)效率以及可擴(kuò)展性、可靠性方面，都可做到輸電線路狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)規(guī)模的持續(xù)發(fā)展。

2 電力大數(shù)據(jù)處理技術(shù)

2.1 高性能計(jì)算

通過(guò)Hadoop分布式計(jì)算技術(shù)采用MAP-REDUCE模型建立分布式計(jì)算集群或者YonghongZ-Suite等高性能工具，對(duì)電力大數(shù)據(jù)進(jìn)行分布式計(jì)算和處理。

2.2 數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)

通過(guò)分析大量數(shù)據(jù)并從中尋找其規(guī)律的技術(shù)是數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，其任務(wù)為關(guān)聯(lián)分析、聚類分析、分類分析、異常分析、特異群組分析和演變分析等。數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)主要有3個(gè)步驟：數(shù)據(jù)準(zhǔn)備，規(guī)律尋找與規(guī)律表示。

（1）數(shù)據(jù)準(zhǔn)備是從相關(guān)的數(shù)據(jù)源中選取所需的數(shù)據(jù)并整合成用于數(shù)據(jù)挖掘的數(shù)據(jù)集。

（2）規(guī)律尋找是用某種方法將數(shù)據(jù)集所含的規(guī)律找出來(lái)。

（3）規(guī)律表示是盡可能以用戶可理解的方式（如可視化）將找出的規(guī)律表示出來(lái)。

2.3 統(tǒng)計(jì)分析

統(tǒng)計(jì)分析，常指對(duì)收集到的有關(guān)數(shù)據(jù)資料進(jìn)行整理歸類并進(jìn)行解釋的過(guò)程。統(tǒng)計(jì)分析可分為描述統(tǒng)計(jì)和推斷統(tǒng)計(jì)。

2.4 數(shù)據(jù)可視化技術(shù)

數(shù)據(jù)可視化數(shù)據(jù)可視化主要旨在借助于圖形化手段，清晰有效地傳達(dá)與溝通信息，便于相關(guān)者對(duì)數(shù)據(jù)的理解和認(rèn)識(shí)。數(shù)據(jù)可視化與信息圖形、信息可視化、科學(xué)可視化以及統(tǒng)計(jì)圖形密切相關(guān)。

3 智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)處理的應(yīng)用

3.1 支持基建決策

發(fā)電企業(yè)通過(guò)大數(shù)據(jù)技術(shù)提供的有效數(shù)據(jù)來(lái)決定發(fā)電站的選址、輸電線路的設(shè)計(jì)。以丹麥風(fēng)電公司為例，丹麥風(fēng)電公司實(shí)施的VESTAS計(jì)劃，通過(guò)大數(shù)據(jù)技術(shù)把全球天氣系統(tǒng)數(shù)據(jù)和本企業(yè)的發(fā)電機(jī)數(shù)據(jù)融合以來(lái)進(jìn)行分析：以公司積累的數(shù)據(jù)和天氣系統(tǒng)提供的氣溫、氣壓、空氣濕度、空氣沉淀物、風(fēng)向、風(fēng)速等一系列數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，采用數(shù)據(jù)建模技術(shù)，通過(guò)對(duì)風(fēng)速、風(fēng)力、氣流等對(duì)電力生產(chǎn)有重大影響的要素進(jìn)行計(jì)算，從而對(duì)風(fēng)力發(fā)電的廠址進(jìn)行了優(yōu)化選擇。并且在這個(gè)過(guò)程中，此系統(tǒng)還對(duì)衛(wèi)星圖像、地理數(shù)據(jù)以及月相與潮汐數(shù)據(jù)進(jìn)行了收集和處理，從而更好的服務(wù)此項(xiàng)目的建設(shè)和未來(lái)發(fā)展。

3.2 升級(jí)客戶分析

電力營(yíng)銷單位對(duì)電力用戶進(jìn)行分析可以通過(guò)積累的龐大數(shù)據(jù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，主要分析電力用戶的特征，對(duì)用戶進(jìn)行細(xì)分，從而有針對(duì)性的進(jìn)行改善服務(wù)。除了利用內(nèi)部數(shù)據(jù)還可以利用外部數(shù)據(jù)，通過(guò)內(nèi)外結(jié)合，分析用戶在電力需求與其它方面的聯(lián)系，進(jìn)行假設(shè)，并論證，得出正確關(guān)聯(lián)結(jié)論，從而有針對(duì)性的進(jìn)行營(yíng)銷，提高企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。

3.3 提高智能控制

在對(duì)電力基礎(chǔ)的故障處理與預(yù)防中采用大數(shù)據(jù)技術(shù)可以快速的找到故障原因，有針對(duì)的進(jìn)行處理，縮短故障時(shí)間，降低對(duì)用戶的影響，降低維修成本；采用大數(shù)據(jù)技術(shù)可以及時(shí)的監(jiān)測(cè)故障，及時(shí)處理小故障，避免發(fā)展成大故障。這些都是大數(shù)據(jù)分析和可視化展現(xiàn)技術(shù)手段，采用在線檢測(cè)、視頻監(jiān)控、應(yīng)急指揮、檢修查詢等功能實(shí)現(xiàn)的。

3.4 加強(qiáng)協(xié)同管理

電力行業(yè)涉及范圍較廣，彼此之間連續(xù)密切才有利于整個(gè)行業(yè)的發(fā)展與優(yōu)化，電力行業(yè)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)、運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)、銷售數(shù)據(jù)、管理數(shù)據(jù)整合能夠優(yōu)化電力生產(chǎn)、運(yùn)營(yíng)、銷售的資源配置。并且大數(shù)據(jù)的應(yīng)用使行業(yè)內(nèi)部的人力、材料、設(shè)備、資金等流動(dòng)更加順暢，提高整個(gè)集團(tuán)管理成效。

4 結(jié)束語(yǔ)

智能電網(wǎng)的堅(jiān)強(qiáng)性（國(guó)家堅(jiān)強(qiáng)電網(wǎng)的工程建設(shè)）、信息通道的可管理性（點(diǎn)到點(diǎn)的有線傳輸）、企業(yè)營(yíng)利模式的單一性，使得未來(lái)國(guó)家智能電網(wǎng)工程的影響力，堪比智能手機(jī)時(shí)代的社會(huì)效應(yīng)。信息大數(shù)據(jù)時(shí)代，大數(shù)據(jù)系統(tǒng)將為智能電網(wǎng)社會(huì)服務(wù)。

參考文獻(xiàn)

[1]范承工，周寶曜，劉偉.大數(shù)據(jù)：戰(zhàn)略·技術(shù)·實(shí)踐[M].北京：電子工業(yè)出版社，2013-05-01.

[2]趙剛.大數(shù)據(jù)：技術(shù)與應(yīng)用實(shí)踐指南[M].北京：電子工業(yè)出版社2013-10-01.

[3]智能電網(wǎng)與大數(shù)據(jù)有千絲萬(wàn)縷的關(guān)系[J/OL].http：//www.qianjia.com/html/2014-05/23_231119.html，2014-5-23.

作者單位

清遠(yuǎn)供電局 廣東省清遠(yuǎn)市 511500endprint