基于智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)技術(shù)發(fā)展研究

劉偉 侯軻 姜蘇航 侯倩

摘 要隨著人類社會(huì)對(duì)電能需求的日益加大，電力供求矛盾日益突出，供電難度隨之提高，電網(wǎng)數(shù)據(jù)信息量越來越多，智能電網(wǎng)建設(shè)已成為必然趨勢(shì)。智能電網(wǎng)能有效提高供電穩(wěn)定和可靠性，降低故障率。但智能電網(wǎng)建設(shè)中傳統(tǒng)通信和數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)并不能滿足智能電網(wǎng)通信需求，而大數(shù)據(jù)技術(shù)的融入則大幅度提升了通信質(zhì)量和效率，為智能電網(wǎng)建設(shè)提供了技術(shù)支持。本文將針對(duì)智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)技術(shù)展開研究和分析。

【關(guān)鍵詞】智能電網(wǎng) 電力工程 大數(shù)據(jù)技術(shù)

近些年，隨著人口基數(shù)的增多，用電量不斷加大，供電環(huán)境發(fā)生變化，電網(wǎng)負(fù)荷快速增長，傳統(tǒng)電網(wǎng)缺陷開始逐漸暴露。相比之下，智能電網(wǎng)則能有效提高供電穩(wěn)定性，解決傳統(tǒng)電網(wǎng)中存在的問題。智能電網(wǎng)能提供高質(zhì)量供電服務(wù)，并且容許各種不同發(fā)電形式的接入，更具有自愈能力，能抵御攻擊，推廣智能電網(wǎng)具有重要意義。智能電網(wǎng)以集成的雙向或多項(xiàng)通信網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，進(jìn)行電力數(shù)據(jù)傳輸，對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)有著一定要求。而傳統(tǒng)通信技術(shù)效果差，易出現(xiàn)錯(cuò)誤，大數(shù)據(jù)技術(shù)則能大大提高通信效率與準(zhǔn)確性，智能電網(wǎng)建設(shè)中應(yīng)積極融入大數(shù)據(jù)技術(shù)，構(gòu)建新型電力通信動(dòng)態(tài)多網(wǎng)絡(luò)，從而解決智能電網(wǎng)通信問題。

1 智能電網(wǎng)與大數(shù)據(jù)技術(shù)的特點(diǎn)

不論智能電網(wǎng)，還是大數(shù)據(jù)技術(shù)都是近些年新興產(chǎn)物，是隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)字技術(shù)的普及而發(fā)展起來的高新技術(shù)。智能電網(wǎng)與大數(shù)據(jù)技術(shù)為經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步帶來了新機(jī)遇。下面通過幾點(diǎn)來分析智能電網(wǎng)與大數(shù)據(jù)技術(shù)的特點(diǎn)。

1.1 智能電網(wǎng)

智能電網(wǎng)是電網(wǎng)的智能化，指利用大量智能裝置接入電力系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)智能化、自動(dòng)化電網(wǎng)運(yùn)行，是二十一世紀(jì)的新興產(chǎn)物。在智能電網(wǎng)中，融入了傳感技術(shù)、決策支持系統(tǒng)技術(shù)、智能自動(dòng)化控制技術(shù)、測(cè)量技術(shù)，基于多項(xiàng)通信網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)。其核心系統(tǒng)構(gòu)成是：智能變電站、智能配電網(wǎng)、智能調(diào)度系統(tǒng)、智能電能表等。通過智能電網(wǎng)能降低電網(wǎng)運(yùn)行成本，提高電網(wǎng)堅(jiān)強(qiáng)度，減小電網(wǎng)損耗，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)、安全、可靠運(yùn)行。且智能電網(wǎng)容許多種發(fā)電形式的接入，為新能源利用提供了便利，并具有一定自愈功能和攻擊抵御能力，有效降低了電網(wǎng)故障率。智能電網(wǎng)最早出現(xiàn)于二零零五年，現(xiàn)如今智能電網(wǎng)已成為現(xiàn)代電網(wǎng)建設(shè)的主流方向，我國已投入五千億進(jìn)行智能電網(wǎng)建設(shè)。

1.2 大數(shù)據(jù)技術(shù)

二十一世紀(jì)人類社會(huì)已經(jīng)進(jìn)入信息時(shí)代，信息技術(shù)被融入到各個(gè)領(lǐng)域，社會(huì)活動(dòng)中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量越來越大。大數(shù)據(jù)最早由麥克錫提出，他認(rèn)為信息社會(huì)中工業(yè)經(jīng)濟(jì)正在逐步向知識(shí)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)變。在這一大背景下，誰能擁有信息資源，誰就擁有市場(chǎng)、擁有優(yōu)勢(shì)，大數(shù)據(jù)時(shí)代已經(jīng)到來，經(jīng)濟(jì)活動(dòng)、商務(wù)活動(dòng)以及其他領(lǐng)域的一切社會(huì)活動(dòng)都離不開數(shù)據(jù)信息。二零一二年后，大數(shù)據(jù)技術(shù)得到重視，被開始被應(yīng)用。大數(shù)據(jù)技術(shù)下的數(shù)據(jù)信息類型多，數(shù)據(jù)量大，傳輸速度快、實(shí)效高，信息來源廣，計(jì)量單位最少是P，信息傳播形式以雙向或多向傳播為主，數(shù)據(jù)類型即可是音頻、編碼、也可以是影像圖片，且可以實(shí)現(xiàn)異構(gòu)數(shù)據(jù)傳輸，數(shù)據(jù)受眾群體非常龐大，但信息價(jià)值密度會(huì)下降，需要進(jìn)行數(shù)據(jù)提純。

2 智能電網(wǎng)對(duì)數(shù)據(jù)傳輸及通信的需求

顯然智能電網(wǎng)與傳統(tǒng)電網(wǎng)工作模式不同，對(duì)數(shù)據(jù)通信技術(shù)要求較高，具有一定特殊性，若通信質(zhì)量不能得到保障，必然會(huì)給電網(wǎng)系統(tǒng)造成負(fù)面影響。智能電網(wǎng)的安全、高效運(yùn)行離不開通信網(wǎng)絡(luò)的支持。在電網(wǎng)運(yùn)行過程中需要對(duì)電能生產(chǎn)、輸送、調(diào)度、消費(fèi)等相關(guān)信息技術(shù)高效、及時(shí)的處理、控制、傳輸，所以要求通信網(wǎng)絡(luò)滿足穩(wěn)定性、高效性、實(shí)時(shí)性、雙向性，涉及數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和圖形業(yè)務(wù)及特殊業(yè)務(wù)三大類。根據(jù)傳輸速率及信息類型不同，具體可分為：骨干通信網(wǎng)絡(luò)和終端接入網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可能分為：樹型和線型。智能電網(wǎng)對(duì)通信質(zhì)量有著較高要求，通信編碼錯(cuò)誤，可能會(huì)引起系統(tǒng)誤動(dòng)、錯(cuò)誤操作等問題，造成電網(wǎng)波動(dòng)，甚至導(dǎo)致非計(jì)劃性停電，影響供電穩(wěn)定性與可靠性。電力通信數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)流量大，流向變化多，通信節(jié)點(diǎn)繁雜，業(yè)務(wù)量非常大，非常適合應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)。大數(shù)據(jù)技術(shù)的融入，增強(qiáng)了業(yè)務(wù)聯(lián)系性，降低了系統(tǒng)控制難度，提高了系統(tǒng)穩(wěn)定性與數(shù)據(jù)傳輸速率，很好的改善了網(wǎng)絡(luò)脆弱性問題，避免某一節(jié)點(diǎn)的故障引起通信故障。

3 基于智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)技術(shù)發(fā)展

通過前文對(duì)智能電網(wǎng)對(duì)數(shù)據(jù)傳輸及通信的需求，可以知道智能電網(wǎng)對(duì)通信和數(shù)據(jù)傳輸有著較高的要求，傳統(tǒng)數(shù)據(jù)技術(shù)顯然已不能滿足通信需求，其局限性越來越明顯。而大數(shù)據(jù)技術(shù)的融入，則增強(qiáng)了智能電網(wǎng)運(yùn)行安全性、穩(wěn)定性、可靠性，解決了智能電網(wǎng)通信問題。傳統(tǒng)數(shù)據(jù)通信技術(shù)下，智能電網(wǎng)通信由靜態(tài)路由算法，這種通信方式具有一定滯后性，網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)充時(shí)需要進(jìn)行更新，所以通信速度慢，多節(jié)點(diǎn)通信中路由表數(shù)據(jù)非常龐大，將直接影響尋址速度，造成通信速度下降。大數(shù)據(jù)技術(shù)則融入了動(dòng)態(tài)多徑路由算法，優(yōu)化了尋址方式，在大數(shù)據(jù)、多節(jié)點(diǎn)通信中，依然可以快速尋址，采用了混合驅(qū)動(dòng)尋址模式，降低了尋址延遲性。另一方面，由于智能電網(wǎng)涉及節(jié)點(diǎn)多，單一系統(tǒng)結(jié)構(gòu)易造成整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的故障。而大數(shù)據(jù)技術(shù)下，運(yùn)用多層技術(shù)，對(duì)轉(zhuǎn)接點(diǎn)、交換點(diǎn)、端節(jié)點(diǎn)進(jìn)行了數(shù)據(jù)整合，通過多層次數(shù)據(jù)整合來滿足電力信息交換任務(wù)要求，優(yōu)化主干線路和節(jié)點(diǎn)。另一方面，大數(shù)據(jù)技術(shù)下，尋址策略發(fā)生了變化，融入了極坐標(biāo)尋址技術(shù)。尋址策略影響著尋址速度和數(shù)據(jù)交換速度，電力數(shù)據(jù)傳輸中大節(jié)點(diǎn)設(shè)置非常復(fù)雜，設(shè)計(jì)到編址和編碼。大數(shù)據(jù)技術(shù)中利用物理尋址作為尋址依據(jù)，大大降低了尋址難度，減小冗余節(jié)點(diǎn)數(shù)量，有效解決了電力通信中擁堵問題。毫無疑問，大數(shù)據(jù)技術(shù)為電力工業(yè)發(fā)展提供了新技術(shù)支持，非常值得推廣和應(yīng)用。

4 結(jié)束語

智能電網(wǎng)是現(xiàn)代電力發(fā)展的主流，而傳統(tǒng)通信與數(shù)據(jù)交換技術(shù)并不能滿足智能電網(wǎng)發(fā)展的需求，應(yīng)積極融入大數(shù)據(jù)技術(shù)。利用大數(shù)據(jù)技術(shù)來提高通信質(zhì)量、數(shù)據(jù)交換速度，增強(qiáng)路由尋址能力，保障智能電網(wǎng)的高速、高效運(yùn)行，解決傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)脆弱性問題。

參考文獻(xiàn)

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作者單位

1.大連理工大學(xué) 遼寧省大連市 116620

2.浙江大學(xué) 浙江省杭州市 310058