大數(shù)據(jù)技術(shù)在電網(wǎng)運(yùn)營管理中的應(yīng)用研究

趙瑩 代飛

摘 要 電網(wǎng)運(yùn)營管理中涉及多源、異構(gòu)、海量、多類型的數(shù)據(jù)，將電網(wǎng)運(yùn)營數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為知識是智能電網(wǎng)發(fā)展的必然趨勢。本文從數(shù)據(jù)來源和數(shù)據(jù)特點(diǎn)兩個(gè)方面分析了電網(wǎng)運(yùn)營管理中的數(shù)據(jù)，結(jié)合電網(wǎng)運(yùn)營管理的實(shí)際需求，從6個(gè)方面，分析了大數(shù)據(jù)技術(shù)在電網(wǎng)運(yùn)營管理領(lǐng)域的潛在應(yīng)用場景，將為電網(wǎng)運(yùn)行管理的分析和決策提供數(shù)據(jù)支撐。

【關(guān)鍵詞】電網(wǎng)運(yùn)營管理 大數(shù)據(jù) 智能電網(wǎng) 海量數(shù)據(jù)

1 引言

智能電網(wǎng)的理念是通過獲取更多電能信息，來優(yōu)化電的生產(chǎn)、傳輸、調(diào)度、分配以及消費(fèi)。未來智能電網(wǎng)將承載電力流、信息流、業(yè)務(wù)流，在傳輸能源的同時(shí)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集、深度挖掘和分析，最終實(shí)現(xiàn)清潔發(fā)電、高效輸電、動態(tài)配電、合理用電的智慧電力的目標(biāo)。在本質(zhì)上，智能電網(wǎng)是大數(shù)據(jù)在電力上的應(yīng)用。

隨著堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的建設(shè)，電力行業(yè)產(chǎn)生了一大批面向電力各個(gè)領(lǐng)域的信息采集與管理系統(tǒng)，包括：用電信息采集系統(tǒng)、營銷系統(tǒng)、電網(wǎng)運(yùn)營管理系統(tǒng)等。這些系統(tǒng)構(gòu)成了電力大數(shù)據(jù)的來源，使得電力行業(yè)已邁入了大數(shù)據(jù)時(shí)代。面對數(shù)據(jù)量的迅速增長、數(shù)據(jù)類型的多樣化和數(shù)據(jù)時(shí)效性不斷提高，電力行業(yè)不僅需要關(guān)注如何采集、存儲和檢索數(shù)據(jù)，更需要考慮如何分析和利用這些數(shù)據(jù)并提供有價(jià)值的信息，為企業(yè)管理和戰(zhàn)略決策提供數(shù)據(jù)支撐。

在此背景下，本文著重討論大數(shù)據(jù)技術(shù)在電網(wǎng)運(yùn)營管理中的應(yīng)用研究。

2 電網(wǎng)運(yùn)營管理中的大數(shù)據(jù)

2.1 數(shù)據(jù)來源

電網(wǎng)運(yùn)營管理中的數(shù)據(jù)主要可以分為以下四類：

2.1.1 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

描述電力設(shè)備固有屬性及相關(guān)參數(shù)的數(shù)據(jù)。

2.1.2 運(yùn)營數(shù)據(jù)

描述交易電價(jià)、售電量、用電量及客戶信息等方面的數(shù)據(jù)。

2.1.3 管理數(shù)據(jù)

描述協(xié)同辦公、ERP、一體化平臺等方面的管理數(shù)據(jù)。

2.1.4 外部數(shù)據(jù)

這些數(shù)據(jù)存在于電力系統(tǒng)之外，包括氣象、人口、地理、國民經(jīng)濟(jì)、法律法規(guī)等方面的數(shù)據(jù)信息。

2.2 數(shù)據(jù)特點(diǎn)

（1）數(shù)據(jù)量大：據(jù)估算，電力行業(yè)的生產(chǎn)、運(yùn)行、管理等方面數(shù)據(jù)已達(dá)到20PB，這個(gè)數(shù)字相當(dāng)于1000個(gè)中國國家圖書館的數(shù)據(jù)量。

（2）實(shí)時(shí)性：數(shù)據(jù)采集監(jiān)控系統(tǒng)SCADA（Supervisory Control And Data Acquisition）通常都是按秒為單位對數(shù)據(jù)進(jìn)行采集。

（3）數(shù)據(jù)類型以結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)為主，兼有半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)主要存儲在數(shù)據(jù)庫中；半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)大多出現(xiàn)在日志文件、視頻文件和音頻文件中。

（4）數(shù)據(jù)類型多。運(yùn)營管理的大數(shù)據(jù)中涉及多種類型的數(shù)據(jù)，例如：用電量、售電量、95598工單數(shù)據(jù)、報(bào)表數(shù)據(jù)、音頻數(shù)據(jù)、視頻數(shù)據(jù)等。

3 電網(wǎng)運(yùn)營管理中的大數(shù)據(jù)應(yīng)用場景

3.1 客戶用電行為分析

電力企業(yè)的客戶有著多元化需求，如何通過對客戶的行為分析，準(zhǔn)確了解客戶的差異化與個(gè)性化需求，進(jìn)而制定差異化服務(wù)策略，對智能電網(wǎng)的建設(shè)具有重要意義。通過對客戶用電量和負(fù)荷、用電政策、用戶基礎(chǔ)信息、用戶投訴、用戶繳費(fèi)、用戶報(bào)裝等數(shù)據(jù)分析和挖掘，全面了解用戶的用戶行為、報(bào)裝行為、繳費(fèi)行為、投訴行為，準(zhǔn)確掌握用戶的用電特點(diǎn)與潛在需求，快速制定滿足用戶個(gè)性化需求的服務(wù)，從而有效提升用戶的用電體驗(yàn)與用電滿意度。

3.2 用戶信用度分析

電力客戶巨額欠費(fèi)使得電力公司每年都需要投入大量人力和物力進(jìn)行電費(fèi)催繳工作。如何準(zhǔn)確掌握電力客戶的信用狀態(tài)，對有欠費(fèi)跡象或即將出現(xiàn)欠費(fèi)的電力客戶事先及時(shí)采取措施，就能大大減少電力公司的經(jīng)營風(fēng)險(xiǎn)和經(jīng)濟(jì)損失。通過對客戶的用電量、滯后次數(shù)、滯后金額、滯后時(shí)長、欠費(fèi)次數(shù)、欠費(fèi)金額、欠費(fèi)時(shí)長、違章和竊電等數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和挖掘，聚類用戶的信用種類，設(shè)計(jì)能準(zhǔn)確區(qū)分不同信用狀況的客戶信用評價(jià)模型，從而使得對電力客戶的信用評價(jià)更具有客觀性和科學(xué)性。

3.3 用電量預(yù)測

用電量預(yù)測是指在滿足一定精度要求下，通過建立過去電量與未來電量間的關(guān)系，以估算未來某時(shí)刻的電量數(shù)值。對電量進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)測，可以保證人民生活和生產(chǎn)有序，有效降低電力企業(yè)的運(yùn)行成本，保證電網(wǎng)高效運(yùn)行，提高社會和經(jīng)濟(jì)消息。電量預(yù)測的核心假設(shè)是用電量是關(guān)于時(shí)間的周期性函數(shù)，但影響電量的因數(shù)較多，如職業(yè)、地區(qū)、政策、經(jīng)濟(jì)、氣候等，這些隱私中有確定性的，也有隨機(jī)性的。這些不確定性的隱私在一定程度上無疑加大了電量預(yù)測的難度。

3.4 客戶意圖分析

隨著電力體制改革的逐步深化，電力銷售市場競爭加劇，迫切需要供電企業(yè)迅速改變傳統(tǒng)的思維方式和工作模式，進(jìn)一步增強(qiáng)市場化服務(wù)意識，創(chuàng)新商業(yè)化服務(wù)模式，提升定制化、個(gè)性化服務(wù)水平，贏得客戶的信任，確保市場份額。及時(shí)準(zhǔn)確了解客戶意圖，并快速應(yīng)對，是提升客戶滿意度、市場競爭力、市場占有率的必要手段。95598系統(tǒng)記錄了海量的結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。目前針對系統(tǒng)中的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，相關(guān)業(yè)務(wù)部門常態(tài)開展了統(tǒng)計(jì)分析，但僅限于時(shí)間、區(qū)域等維度，精細(xì)化程度不夠；對95598系統(tǒng)的工單文本數(shù)據(jù)只是單純地進(jìn)行了存儲，未加以利用。對95598系統(tǒng)各類工單的文本信息進(jìn)行分析和挖掘，可以實(shí)現(xiàn)更加精準(zhǔn)的根因分析，及時(shí)了解客戶意圖，進(jìn)而提供更人性更個(gè)性化的服務(wù)、更好地指導(dǎo)和提升客服人員工作質(zhì)量，具有很高的價(jià)值。

3.5 電力設(shè)備狀態(tài)評估

電力設(shè)備評估的結(jié)果可用于電網(wǎng)設(shè)備規(guī)劃設(shè)計(jì)、物資采購、退役報(bào)廢等資產(chǎn)生命周期環(huán)節(jié)的各項(xiàng)管理工作，以及故障預(yù)測、故障判斷以及故障處理等環(huán)節(jié)。因此，電力設(shè)備評估可為電力設(shè)備的穩(wěn)定、安全運(yùn)行提供重要的技術(shù)保障。通過定期（以天為單位）對電力設(shè)備的運(yùn)行記錄數(shù)據(jù)、巡視記錄參數(shù)、帶電檢測參數(shù)、在線監(jiān)測冊數(shù)、檢修試驗(yàn)參數(shù)、缺陷/故障參數(shù)、溫度、風(fēng)力、降水等多元多維度的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和挖掘，得到不同設(shè)備在不同的操作模式下正常運(yùn)行的各種參數(shù)指標(biāo)值，并對基于各種故障與缺陷狀態(tài)的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析，構(gòu)建設(shè)備中監(jiān)測參與設(shè)備土工監(jiān)控狀態(tài)之間的對應(yīng)關(guān)系。

3.6 停電影響分析

停電事故發(fā)生后盡快恢復(fù)供電，減小因供電中斷對用戶造成的危害，對造成停電事故產(chǎn)生的影響進(jìn)行分析，并根據(jù)分析結(jié)果實(shí)施恰當(dāng)?shù)默F(xiàn)場處理方案就顯得尤為重要。通過對調(diào)度信息、用電信息采集洗洗腦、GIS信息、95598信息、配電信息進(jìn)行分析和挖掘，從停電范圍、停電用戶、停電時(shí)間和停電損失四個(gè)方面，建立停電影響評價(jià)指標(biāo)體系，準(zhǔn)確快速地計(jì)算得到停電影響，為電網(wǎng)公司了解和確定停電嚴(yán)重程度，采取合適的處理措施防止停電影響擴(kuò)大化，具有重要的意義。

4 結(jié)束

隨著電網(wǎng)信息化水平的不斷提高，電網(wǎng)企業(yè)的各類信息采集系統(tǒng)與管理系統(tǒng)中積累了大量的電力大數(shù)據(jù)。針對電網(wǎng)運(yùn)營管理中的數(shù)據(jù)，本文從數(shù)據(jù)來源和數(shù)據(jù)特點(diǎn)，分析了電網(wǎng)運(yùn)營管理中的產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，并結(jié)合實(shí)際需求，從客戶用電行為分析、用戶信用度分析、用電量預(yù)測、客戶意圖分析和電力設(shè)備狀態(tài)評估等5個(gè)方面，分析了大數(shù)據(jù)技術(shù)在電網(wǎng)運(yùn)營管理中的應(yīng)用場景。

（通訊作者：代飛）

參考文獻(xiàn)

[1]孫柏林.“大數(shù)據(jù)”技術(shù)及其在電力行業(yè)中的應(yīng)用[J].電氣時(shí)代，2013（08）：18-23.

[2]趙云山，劉煥煥.大數(shù)據(jù)技術(shù)在電力行業(yè)的應(yīng)用研究[J].電信科學(xué)，2014，30（01）：57-62.

[3]林嘉暉.基于數(shù)據(jù)挖掘的電網(wǎng)用戶行為分析系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].中山大學(xué)，2013.

[4]羅書葵.電費(fèi)回收困難的成因與對策[J]. 華北電業(yè)，1998（07）：18-20.

[5]王成山，楊軍.灰色系統(tǒng)理論在城市年用電量預(yù)測中的應(yīng)用--不同預(yù)測方法的分析比較[J].電網(wǎng)技術(shù)，1999，23（02）：15-18.

[6]原春亮.國網(wǎng)烏魯木齊供電公司客戶投訴管理研究[D].北京：華北電力大學(xué)，2016.

[7]宮宇，呂金壯.大數(shù)據(jù)挖掘分析在電力設(shè)備狀態(tài)評估中的應(yīng)用[J].南方電網(wǎng)技術(shù)，2014，8（06）：74-77.

[8]周孝信，鄭健超，沈國榮等.從美加?xùn)|北部電網(wǎng)大面積停電事故中吸取教訓(xùn)[J].電網(wǎng)技術(shù)，2003，27（09）：1.

作者簡介

趙瑩（1983-），女，云南省昆明市人。高級工程師，從事電力調(diào)度自動化與信息化研究工作。

代飛（1982-），男，四川省樂山市人。博士。副教授，從事大數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)過程管理的研究。

作者單位

1.云南電網(wǎng)電力調(diào)度中心 云南省昆明市 650000

2.西南林業(yè)大學(xué)大數(shù)據(jù)與智能工程學(xué)院 云南省昆明市 650224