智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)技術(shù)發(fā)展探索

陳曄

摘 要：隨著科技的不斷進步，我國的智能電網(wǎng)技術(shù)取得了飛快的發(fā)展，成為大數(shù)據(jù)最重要的應(yīng)用領(lǐng)域之一。智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)技術(shù)對電力行業(yè)的影響非常巨大，對其可持續(xù)發(fā)展有重要的意義。該文主要闡述智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)的特征與應(yīng)用，智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)研究包括分析架構(gòu)、關(guān)鍵技術(shù)、智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展策略。智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展策略主要有大數(shù)據(jù)傳輸和存儲技術(shù)，實時數(shù)據(jù)的處理技術(shù)和異構(gòu)多數(shù)據(jù)源處理技術(shù)。

關(guān)鍵詞：智能電網(wǎng) 大數(shù)據(jù) 關(guān)鍵技術(shù) 分析架構(gòu) 發(fā)展策略

中圖分類號：TM76 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）10（b）-0002-02

智能電網(wǎng)通過對信息通信技術(shù)、計算機技術(shù)、控制技術(shù)，以及其他先進技術(shù)的應(yīng)用滿足電力市場各方面的需求，優(yōu)化電力市場利益方的功能，從而達到對電力市場的促進。通過科學(xué)技術(shù)手段的應(yīng)用，能夠有效提升電力系統(tǒng)的運行效率、降低其成本支出，減少電力系統(tǒng)對環(huán)境的污染和影響。尤其智能電網(wǎng)的大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用已經(jīng)成為電力系統(tǒng)發(fā)展的重要趨勢。因此，相關(guān)人員要積極探索相應(yīng)的措施和手段，優(yōu)化智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用，提高系統(tǒng)的可靠性，讓電能更好地為人們服務(wù)。

1 智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)的特征

智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)是指開始投入使用電力信息化下的智能電表、智能變電站、電力實時監(jiān)測系統(tǒng)等數(shù)據(jù)類型的系統(tǒng)。根據(jù)規(guī)模不斷擴展，智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)可以分為內(nèi)部和外部兩種數(shù)據(jù)。智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)的特征有：大規(guī)模、高速性、多樣性。大規(guī)模是指智能電網(wǎng)中的數(shù)據(jù)量越來越大，從而使電網(wǎng)的負荷增加而表現(xiàn)出的一種特質(zhì)。高速性是指對電網(wǎng)運行時的變化能夠高速應(yīng)對，因為電網(wǎng)負荷運動是隨機的，當出現(xiàn)問題時，為了保證其正常穩(wěn)定運行，必須在最短時間內(nèi)進行處理。多樣性是指電網(wǎng)大數(shù)據(jù)具有多樣性，而且還包括網(wǎng)外數(shù)據(jù)?？傊悄茈娋W(wǎng)大數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)特征可歸結(jié)為：數(shù)據(jù)來自分散放置分布管理的數(shù)據(jù)源，數(shù)據(jù)量大、維度多、數(shù)據(jù)種類多，對公司、用戶和社會經(jīng)濟均有巨大的價值。隨著電網(wǎng)數(shù)據(jù)積累量越來越多，來源更為廣泛、類型更加多樣、結(jié)構(gòu)趨向于復(fù)雜化，所以還需對大數(shù)據(jù)技術(shù)加大研究力度，對我國而言更應(yīng)該對其核心技術(shù)進行專題探索。

2 智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)關(guān)鍵技術(shù)

2.1 分析架構(gòu)

目前智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)廣泛采用3層分析架構(gòu)，最外層挖掘復(fù)雜和動態(tài)數(shù)據(jù)，本地學(xué)習和模型融合，挖掘稀疏、非確定、不完整數(shù)據(jù)；最內(nèi)層作為大數(shù)據(jù)挖掘平臺；第二層為信息共享和數(shù)據(jù)隱私，大數(shù)據(jù)應(yīng)用與知識。大數(shù)據(jù)挖掘平臺具有核心數(shù)據(jù)訪問和計算功能，隨著數(shù)據(jù)的增加，分部進行存儲數(shù)據(jù)是必經(jīng)之路，而高效的數(shù)據(jù)挖掘平臺擔當了執(zhí)行者的身份，將數(shù)據(jù)分析及處理任務(wù)分割成很多的子任務(wù)，并通過并行的程序在大量的計算節(jié)點上執(zhí)行。在3層架構(gòu)模式的最外層框架內(nèi)對稀疏、非確定、不完整數(shù)據(jù)進行預(yù)先處理，然后獲得具有普適性的智能電網(wǎng)全局知識，根據(jù)反饋調(diào)整模型參數(shù)。而第二層在分析架構(gòu)中起到一個聯(lián)系的作用，對數(shù)據(jù)起到一個隱私保護、信息共享的作用。信息共享能夠保證每個階段都順利進行，也是數(shù)據(jù)分析的目的所在。

2.2 關(guān)鍵技術(shù)

大數(shù)據(jù)在智能電網(wǎng)中的關(guān)鍵技術(shù)可以概括為大數(shù)據(jù)存儲、處理平臺和數(shù)據(jù)解析。大數(shù)據(jù)處理平臺對待流處理和批處理有不同的處理方案，也適用于不同的數(shù)據(jù)要求。流處理一般都直接進行處理，特點是速度快、實時性強，這種處理模式適用于電網(wǎng)規(guī)劃等對于實時性要求高的業(yè)務(wù)。批處理是另一種處理方式，它主要特點是先存儲后處理，這種處理方式對時間的實時性不能保證，其主要處理思路就是將問題分開解決。這種處理方式適合數(shù)據(jù)量非常龐大繁雜，而且對實時性要求不高的業(yè)務(wù)。

大數(shù)據(jù)解析包括數(shù)據(jù)分析和解讀兩個方面，大數(shù)據(jù)分析可以得到大量數(shù)據(jù)中所隱藏的未知關(guān)系和潛在規(guī)律。由于分析出的數(shù)據(jù)不易理解，所以需要對分析結(jié)果進行通俗化地解讀，大數(shù)據(jù)解讀也算是對數(shù)據(jù)的深層次挖掘，對分析結(jié)果的精加工。所以大數(shù)據(jù)解讀也可以看成是大數(shù)據(jù)的一種特殊分析方法。人們通常了解的大數(shù)據(jù)解析技術(shù)包括：第一，數(shù)據(jù)挖掘與融合。提取有用的信息整合為唯一的、準確的、可以理解的信息過程稱之為數(shù)據(jù)挖掘與融合。數(shù)據(jù)挖掘和融合可以使整體電網(wǎng)的實時性得到精確提升，電網(wǎng)中產(chǎn)生的各種數(shù)據(jù)并不是無用的，只要將其融合再利用都具有潛在的價值。第二，領(lǐng)域普適知識挖掘。領(lǐng)域普適知識挖掘是指通過螺旋式漸進地探索大數(shù)據(jù)的規(guī)律，發(fā)現(xiàn)一定的普遍性和不變性的知識與規(guī)律。第三，過程挖掘。過程挖掘幫助模型和事件之間建立一定的聯(lián)系，并將時間數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為有價值的東西。過程挖掘可以引導(dǎo)用戶合理地使用電力，還可以為用戶提供最合理的節(jié)能用電方案，以提升企業(yè)對電網(wǎng)的管理水平。

3 智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展策略

3.1 大數(shù)據(jù)傳輸和存儲技術(shù)

進行大數(shù)據(jù)的傳輸和存儲技術(shù)研究的目的，就是為電力系統(tǒng)產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)找到一個存儲場所，減小監(jiān)控的負擔，盡量不影響電力系統(tǒng)智能化的正常使用。因此，針對這些問題提出了大數(shù)據(jù)傳輸和存儲技術(shù)。首先，傳輸可以采用數(shù)據(jù)壓縮，使用網(wǎng)絡(luò)進行數(shù)據(jù)傳輸。其次，對于數(shù)據(jù)存儲可以采用分布式的文件處理系統(tǒng)，但是其犧牲了電力系統(tǒng)的實時性。此時采用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)可以彌補實時性的缺陷，對于實時性要求較高的數(shù)據(jù)可以采用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)予以處理。由于我國的大數(shù)據(jù)存儲技術(shù)還是無法滿足實時性的要求，可以在云平臺無法響應(yīng)時暫時地進行數(shù)據(jù)存儲。智能電網(wǎng)格式相對于傳統(tǒng)的商業(yè)數(shù)據(jù)在自身特點上有很大的優(yōu)勢，為了幫助數(shù)據(jù)分析和計算就需要對智能電網(wǎng)的具體存儲格式加大研究力度。

3.2 實時數(shù)據(jù)的處理技術(shù)

實時數(shù)據(jù)的處理是通過內(nèi)存技術(shù)對數(shù)據(jù)進行直接操作，其速度非?？?，可以提高應(yīng)用的性能。面對當前的數(shù)據(jù)處理壓力，可以采用內(nèi)存數(shù)據(jù)庫取代磁盤數(shù)據(jù)庫，實時性得到保證的同時還不會對數(shù)據(jù)造成其他任何影響。目前由于綠色能源的大力推廣，電網(wǎng)總會在引入新能源時會產(chǎn)生波動，這種波動具有不確定性，是一種不可預(yù)知的行為，所以對電網(wǎng)的狀態(tài)監(jiān)測就變得尤為重要，但是狀態(tài)監(jiān)測對數(shù)據(jù)的存儲和處理平臺有較高的要求，所以需要進一步提升云平臺對于海量數(shù)據(jù)的處理能力，這樣才能滿足對實時性的要求。

3.3 異構(gòu)多數(shù)據(jù)源處理技術(shù)

將多源異構(gòu)信息進行大規(guī)模的整合，有助于使電網(wǎng)的發(fā)電、輸電和用電等各個環(huán)節(jié)暢通無阻地進行貫通，還能使信息的采集更加全面，傳輸更加流暢，最主要的還是能夠高效地處理數(shù)據(jù)信息，該技術(shù)將是大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用的重要途徑。未來電網(wǎng)將更多地進行大規(guī)模整合，降低運營中心的成本，通過科學(xué)有效的措施來管理數(shù)量龐大的、分布地點不同的基礎(chǔ)設(shè)施，既能夠提高自身的運營利潤，也能夠為人們提供更好的電力能源。

4 結(jié)語

依照當前的情況來看，我國對于智能電網(wǎng)，大數(shù)據(jù)技術(shù)的研究，處于探索的初級階段，還有很大的提升空間。因此，相關(guān)人員要積極探索相應(yīng)的措施和手段，不斷提升大數(shù)據(jù)信息系統(tǒng)的操控能力，做好數(shù)據(jù)的搜集和實時監(jiān)控，不斷完善大數(shù)據(jù)技術(shù)的相關(guān)內(nèi)容，從而讓智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)技術(shù)得到更好的應(yīng)用，讓其成為電網(wǎng)發(fā)展的重要支撐。

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