電力企業(yè)大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用與前景

謝黎　朱江

摘要 電力企業(yè)在信息化建設(shè)的進(jìn)程中積累了大量的歷史數(shù)據(jù)，對(duì)結(jié)構(gòu)化、非架構(gòu)化數(shù)據(jù)的綜合治理成為了評(píng)價(jià)企業(yè)信息化程度的基本指標(biāo)。文章主要介紹了大數(shù)據(jù)及其數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的基本概念和體系結(jié)構(gòu)，同時(shí)分析了電力企業(yè)如何應(yīng)用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，并且結(jié)合電力企業(yè)的特點(diǎn)，探討了將大數(shù)據(jù)技術(shù)引入到電力系統(tǒng)中，為了獲得有價(jià)值的信息，可以對(duì)海量實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、管理并且不斷挖掘，最終形成一種全新的指導(dǎo)電力營(yíng)銷(xiāo)、生產(chǎn)、服務(wù)決策的電力企業(yè)運(yùn)營(yíng)模式。

關(guān)鍵詞 大數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)挖掘；元數(shù)據(jù)；大規(guī)模并行處理

中圖分類(lèi)號(hào) TP3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A 文章編號(hào)2095—6363（2016）04—0014—02

隨著智能電網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展和電力企業(yè)信息化的不斷建設(shè)，在電力營(yíng)銷(xiāo)、生產(chǎn)、服務(wù)過(guò)程中，每天都會(huì)生成大量的信息數(shù)據(jù)，各個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)都積累了大量的歷史業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。企業(yè)付出了大量的精力和時(shí)間對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)維、分析和管理。然而面對(duì)如此龐大的數(shù)據(jù)，其分析和處理結(jié)果對(duì)企業(yè)生產(chǎn)、決策的支撐卻頻頻表現(xiàn)出不足和乏力，其主要來(lái)源于2個(gè)方面的原因。一方面，采用傳統(tǒng)方法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理，已不能實(shí)現(xiàn)更高效、更深層的提煉和應(yīng)用。倘若從中提取部分有效數(shù)據(jù)或有用信息，企業(yè)的管理、決策水平又得不到全面性、根本性的提高；另一方面，當(dāng)前停留在只注重業(yè)務(wù)流程處理環(huán)節(jié)的管理信息系統(tǒng)，已無(wú)法滿(mǎn)足企業(yè)生產(chǎn)、營(yíng)銷(xiāo)決策對(duì)大數(shù)據(jù)分析的依賴(lài)。為此，需要借助大數(shù)據(jù)技術(shù)來(lái)解決電力企業(yè)在發(fā)展過(guò)程中各種業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的增長(zhǎng)所帶來(lái)的潛在性問(wèn)題。

1大數(shù)據(jù)概述與特點(diǎn)

大數(shù)據(jù)（Big Data），作為最近炒的火熱的IT行業(yè)詞匯，在不同領(lǐng)域、多意義層面上有著多重的理解和解釋?？茖W(xué)技術(shù)的不斷的進(jìn)步，尤其是信息通信技術(shù)的發(fā)展，加快了信息系統(tǒng)在各行業(yè)、各領(lǐng)域的快速拓展。因此，一種在不可容忍的時(shí)間內(nèi)用信息技術(shù)和軟硬件控制技術(shù)對(duì)應(yīng)用層進(jìn)行感知、獲取、管理、處理和服務(wù)的數(shù)據(jù)集合——大數(shù)據(jù)應(yīng)運(yùn)而生。因此，“大數(shù)據(jù)”是在一種新處理模式完成得具有更強(qiáng)的決策力、洞察發(fā)現(xiàn)力和流程優(yōu)化能力的海量、高增長(zhǎng)率和多樣化的信息資產(chǎn)。大數(shù)據(jù)是繼云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)之后IT產(chǎn)業(yè)又一次顛覆性的技術(shù)變革，Volume（大量性）、Variety（多樣性）、Value（價(jià)值性）、Velocity（高速性）是其主要的4個(gè)重要特征。

2大數(shù)據(jù)技術(shù)現(xiàn)狀

大數(shù)據(jù)的技術(shù)包括分布式計(jì)算框架、分布式資源調(diào)度管理、分布式文件系統(tǒng)、大規(guī)模并行處理數(shù)據(jù)庫(kù)和可擴(kuò)展的分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)及數(shù)據(jù)分析、挖掘能力。大數(shù)據(jù)技術(shù)是數(shù)據(jù)挖掘、分析、計(jì)算全過(guò)程的前沿技術(shù)。簡(jiǎn)而言之，大數(shù)據(jù)技術(shù)就是對(duì)各式各樣類(lèi)型的數(shù)據(jù)中進(jìn)行挖掘、分析和計(jì)算，快速獲得有價(jià)值信息的能力。如果把大數(shù)據(jù)比作一種產(chǎn)業(yè)，其增值點(diǎn)就是對(duì)數(shù)據(jù)的“加工”，“加工”的過(guò)程，正是對(duì)數(shù)據(jù)挖掘、分析、計(jì)算的全過(guò)程。

目前電力企業(yè)在數(shù)據(jù)大集中之后所面臨的尷尬和困境主要是海量數(shù)據(jù)、信息枯竭，原因主要體現(xiàn)在2個(gè)方面：1）具有數(shù)據(jù)量大、查詢(xún)分析復(fù)雜等特點(diǎn)；2）大多數(shù)系統(tǒng)采用關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)解決方案。因此，目前的數(shù)據(jù)管理僅僅實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)錄入、查詢(xún)和統(tǒng)計(jì)等較低層的應(yīng)用，不能挖掘數(shù)據(jù)中存在的有用信息，更不能通過(guò)數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)更高的信息價(jià)值。通過(guò)數(shù)據(jù)的大量有效收集和分析，探尋其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及特征，發(fā)現(xiàn)某個(gè)用戶(hù)、群體或組織的興趣和行為規(guī)律，企業(yè)將可以預(yù)測(cè)到未來(lái)可能發(fā)生的變化趨勢(shì)。從而提高企業(yè)的核心價(jià)值及其競(jìng)爭(zhēng)力。同時(shí)，如果能夠借助高性能的機(jī)器和強(qiáng)健的算法更加迅速、及時(shí)地對(duì)每個(gè)數(shù)據(jù)源獲取的元數(shù)據(jù)進(jìn)行定時(shí)、定量的分析，從海量數(shù)據(jù)中尋找其規(guī)律、關(guān)聯(lián)、繼承關(guān)系，構(gòu)建企業(yè)數(shù)據(jù)的價(jià)值鏈，充分應(yīng)用于企業(yè)生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)、決策中，最終實(shí)現(xiàn)企業(yè)運(yùn)營(yíng)模式的根本性轉(zhuǎn)變。

3電力企業(yè)大數(shù)據(jù)需求及應(yīng)用

對(duì)于電力企業(yè)而言，大數(shù)據(jù)的構(gòu)成主要來(lái)源于電力生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)、服務(wù)各個(gè)業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)。業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)大致可分為3類(lèi)：一是電力企業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)，電網(wǎng)運(yùn)行中所涉及的設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、電網(wǎng)運(yùn)行參數(shù)等實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)和繼電保護(hù)系統(tǒng)所采集的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)以及配送電量電壓穩(wěn)定性等方面的數(shù)據(jù)；二是電力企業(yè)運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)；三是電力企業(yè)管理數(shù)據(jù)。根據(jù)電力企業(yè)的特征，電力企業(yè)大數(shù)據(jù)主要來(lái)源于電力生產(chǎn)、管理運(yùn)營(yíng)、智能電網(wǎng)三大部分。

這三大數(shù)據(jù)來(lái)源共同構(gòu)成了電力企業(yè)大數(shù)據(jù)。如果能夠充分利用這些數(shù)據(jù)，對(duì)其進(jìn)行深入分析，便可以挖掘出具有價(jià)值的信息，以此提供信息的增值服務(wù)。有效的增值服務(wù)將有利于電網(wǎng)安全檢測(cè)與控制，比如說(shuō)大災(zāi)難預(yù)警與處理、供電與電力調(diào)度決策支持和更準(zhǔn)確的用電量預(yù)測(cè)等。面對(duì)如此海量的數(shù)據(jù)，如何更好的挖掘、分析、利用，成為大數(shù)據(jù)應(yīng)用極為迫切的需求。

電力企業(yè)大數(shù)據(jù)應(yīng)用的需求，主要產(chǎn)生于電力生產(chǎn)、管理、營(yíng)銷(xiāo)3個(gè)環(huán)節(jié)：1）電力生產(chǎn)環(huán)節(jié)。風(fēng)能、太陽(yáng)能等新能源技術(shù)的大量運(yùn)用，使得電力生產(chǎn)在計(jì)量和管理方面變得日趨復(fù)雜；2）在服務(wù)管理環(huán)節(jié)。電能的不可儲(chǔ)存性使得電力企業(yè)面臨著極其復(fù)雜的安全生產(chǎn)管理形勢(shì)，電能的光傳輸特性決定了瞬間的電網(wǎng)失衡而造成無(wú)法挽回的價(jià)值損失。單靠人工、傳統(tǒng)生產(chǎn)管理模式已無(wú)法保證企業(yè)的高效運(yùn)轉(zhuǎn)。再次，在電力經(jīng)營(yíng)環(huán)節(jié)，在高度靈活的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)下，新的動(dòng)態(tài)、敏捷的電力供應(yīng)鏈將逐步取代傳統(tǒng)、靜止的電力供應(yīng)鏈。其中，智能電網(wǎng)也是大數(shù)據(jù)技術(shù)在電力行業(yè)中的應(yīng)用，通過(guò)獲取更多關(guān)于用戶(hù)如何用電、怎樣用電的用電習(xí)慣等信息，對(duì)其進(jìn)行分析處理，以此來(lái)優(yōu)化電能的生產(chǎn)、分配以及消耗，同時(shí)對(duì)電網(wǎng)規(guī)劃、建設(shè)、服務(wù)等提供更可靠的依據(jù)。

實(shí)際上，電力企業(yè)信息技術(shù)平臺(tái)和業(yè)務(wù)應(yīng)用的升級(jí)改造均是利用大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、整合、計(jì)算、應(yīng)用四類(lèi)核心技術(shù)，電力企業(yè)將不斷擴(kuò)展填補(bǔ)在非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)分析與利用、海量數(shù)據(jù)挖掘等領(lǐng)域的空白，不斷提升電網(wǎng)對(duì)數(shù)據(jù)的傳輸、容納和處理能力，不斷提升電力企業(yè)在數(shù)據(jù)資源價(jià)值挖掘的整體水平，促進(jìn)業(yè)務(wù)管理向精細(xì)、協(xié)同、敏捷、高效的方向發(fā)展。

4評(píng)價(jià)和展望

隨著大數(shù)據(jù)技術(shù)在電力企業(yè)的融合與發(fā)展，大數(shù)據(jù)將綜合電力企業(yè)的生產(chǎn)、營(yíng)銷(xiāo)、運(yùn)行、管理等業(yè)務(wù)歸口數(shù)據(jù)，并在電力企業(yè)的發(fā)展中將著重于對(duì)數(shù)據(jù)的采集、傳輸、存儲(chǔ)、分析，并最終指導(dǎo)生產(chǎn)，服務(wù)終端用戶(hù)。電力企業(yè)從數(shù)據(jù)運(yùn)維監(jiān)控角度實(shí)現(xiàn)信息、知識(shí)、價(jià)值發(fā)掘的基礎(chǔ)和條件，將能夠在數(shù)據(jù)運(yùn)監(jiān)的領(lǐng)域創(chuàng)造出數(shù)據(jù)的增值價(jià)值空間，提供全新的交付式服務(wù)與用戶(hù)消費(fèi)形態(tài)。通過(guò)在智能電網(wǎng)中引入信息流概念，研究如何利用電網(wǎng)將電能流和信息流有效的分離和融合，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)在傳輸能源的同時(shí)還能滿(mǎn)足信息數(shù)據(jù)采集和傳輸?shù)男枰?。利用?yōu)化算法和模型對(duì)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行深度挖掘和分析，預(yù)測(cè)電能流的情況，最終一定能夠?qū)崿F(xiàn)清潔發(fā)電、高效輸電、動(dòng)態(tài)配電、合理用電，這一智能電網(wǎng)的建設(shè)目標(biāo)。