智能配電網(wǎng)大數(shù)據(jù)應(yīng)用技術(shù)與前景分析

黃艦 蔡春榮 賴姝妍

摘要：隨著技術(shù)的日新月異，人們?cè)絹?lái)越注重智能配電網(wǎng)的應(yīng)用，而智能配電網(wǎng)的依托則是大數(shù)據(jù)技術(shù)，本文介紹大數(shù)據(jù)技術(shù)如何在其中應(yīng)用，以及將要朝什么方向發(fā)展。

關(guān)鍵詞：智能配電網(wǎng)；大數(shù)據(jù)技術(shù)；應(yīng)用

1.電力大數(shù)據(jù)技術(shù)

電力大數(shù)據(jù)的采集、分析以及應(yīng)用技術(shù)繁瑣，其過(guò)程分為：電力數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)預(yù)處理與分類，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理，數(shù)據(jù)挖掘與分析和數(shù)據(jù)應(yīng)用五個(gè)大步驟。這五大步驟構(gòu)成了電力大數(shù)據(jù)的技術(shù)體系。

電力數(shù)據(jù)采集是電力數(shù)據(jù)分析應(yīng)用的前提和基礎(chǔ)，數(shù)據(jù)整合端通過(guò)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、文件數(shù)據(jù)采集和離線數(shù)據(jù)抽取完成電力數(shù)據(jù)的采集任務(wù)。數(shù)據(jù)整合端的數(shù)據(jù)采集過(guò)程包括數(shù)據(jù)感應(yīng)與識(shí)別技術(shù)，數(shù)據(jù)壓縮與加密技術(shù)，以及數(shù)據(jù)傳輸與通信技術(shù)等。數(shù)據(jù)預(yù)處理與分類是將電力大數(shù)據(jù)進(jìn)行過(guò)濾篩選，去粗取精，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行辨識(shí)和整合分類處理，經(jīng)過(guò)預(yù)處理與分類后的數(shù)據(jù)更加清晰有條理，便于數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)。數(shù)據(jù)預(yù)處理的關(guān)鍵任務(wù)是將種類繁多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的電力大數(shù)據(jù)篩選并處理成類型單

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理主要是將采集分類后的數(shù)據(jù)及時(shí)存儲(chǔ)，建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)，便于數(shù)據(jù)分類管理與調(diào)取，解決了電力大數(shù)據(jù)量大、存儲(chǔ)難度大和調(diào)用困難的難題。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理涉及大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)、大數(shù)據(jù)管理技術(shù)、大數(shù)據(jù)融合技術(shù)、大數(shù)據(jù)檢索技術(shù)和大數(shù)據(jù)可視化技術(shù)等，它是多種類型的大數(shù)據(jù)處理技術(shù)的融合。

數(shù)據(jù)應(yīng)用一方面是將電力大數(shù)據(jù)的挖掘與分析結(jié)果應(yīng)用到電力行業(yè)的其他部門(mén)，優(yōu)化電力行業(yè)的資源配比，提升企業(yè)管理水平和經(jīng)濟(jì)效益，另一方面是將電力大數(shù)據(jù)的挖掘與分析結(jié)果與其他行業(yè)共享，二者相互促進(jìn)，共同輔助宏觀經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。電力大數(shù)據(jù)技術(shù)的五個(gè)步驟需要在電力大數(shù)據(jù)采集分析平臺(tái)上完成，電力大數(shù)據(jù)的平臺(tái)框架如圖2所示。電力大數(shù)據(jù)技術(shù)平臺(tái)包括數(shù)據(jù)整合、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)計(jì)算、數(shù)據(jù)分析、平臺(tái)服務(wù)、數(shù)據(jù)管理、配置管理和安全管理八大板塊，其中數(shù)據(jù)管理、配置管理以及安全管理貫穿始終，為其他板塊提供全程服務(wù)，也為電力大數(shù)據(jù)采集分析平臺(tái)的安全可靠運(yùn)行保駕護(hù)航。

電力大數(shù)據(jù)采集分析平臺(tái)充分融合軟件技術(shù)、硬件設(shè)備以及先進(jìn)的算法技術(shù)，為電力大數(shù)據(jù)的采集，預(yù)處理與分類，存儲(chǔ)與管理，挖掘與分析以及應(yīng)用提供了一個(gè)可靠的基礎(chǔ)。平臺(tái)采集的數(shù)據(jù)不僅僅局限于電力數(shù)據(jù)，還可以與電力數(shù)據(jù)相關(guān)的氣象數(shù)據(jù)、地理數(shù)據(jù)、用戶信息數(shù)據(jù)、社會(huì)環(huán)境以及經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)融會(huì)貫通，構(gòu)建一個(gè)結(jié)構(gòu)鮮明、種類繁多的電力大數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)，為電力行業(yè)各部門(mén)、生產(chǎn)行業(yè)、在線監(jiān)測(cè)行業(yè)和社會(huì)服務(wù)行業(yè)提供及時(shí)準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支撐服務(wù)。

2.大數(shù)據(jù)在智能配電網(wǎng)中的應(yīng)用

2.1分析配電網(wǎng)運(yùn)行情況

持續(xù)定期采集配電網(wǎng)工作的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，分析其正常的工作數(shù)據(jù)和異常的數(shù)據(jù)，并依照這些數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)配電網(wǎng)的運(yùn)行情況，是大數(shù)據(jù)技術(shù)在智能配電網(wǎng)中的明顯作用之一。這里利用了大數(shù)據(jù)技術(shù)的數(shù)據(jù)分析能力，采用概率化分析數(shù)據(jù)的方式，做到了不同數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)對(duì)比，同時(shí)記錄新的數(shù)據(jù)，與統(tǒng)計(jì)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，得到配電網(wǎng)運(yùn)行現(xiàn)狀的判斷。比如可以對(duì)配電網(wǎng)的供電能力進(jìn)行評(píng)價(jià)，如容載比、線路間負(fù)荷轉(zhuǎn)移能力等。當(dāng)供電能力不能滿足負(fù)荷需求時(shí)，根據(jù)負(fù)荷重要程度、產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益以及歷史電壓負(fù)荷情況，進(jìn)行甩負(fù)荷。還可以對(duì)配電網(wǎng)進(jìn)行安全性評(píng)價(jià)，如電力系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)電壓水平、主變和線路負(fù)載率等。

2.2采集并存儲(chǔ)用戶信息

大數(shù)據(jù)技術(shù)能準(zhǔn)確而全面地記錄每個(gè)用戶的用電情況，盡管當(dāng)前這種采集和記錄方式仍然不能保證絕對(duì)準(zhǔn)確，智能配電網(wǎng)的構(gòu)建和運(yùn)行還是離不開(kāi)這些數(shù)據(jù)信息。與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)單一式的數(shù)據(jù)采集方法相比，大數(shù)據(jù)信息收集技術(shù)有數(shù)據(jù)來(lái)源廣、收集速度快、節(jié)省人力物力、可信度高等優(yōu)勢(shì)。為避免數(shù)據(jù)因意外而丟失或者損壞，我們可以將這些信息上傳到網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)空間，或者在網(wǎng)絡(luò)空間中進(jìn)行備份，這種做法的優(yōu)點(diǎn)是有效避免了硬盤(pán)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的損壞風(fēng)險(xiǎn)，缺點(diǎn)是網(wǎng)絡(luò)云空間服務(wù)器一旦癱瘓數(shù)據(jù)將會(huì)丟失（可能性較?。?，并且網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)很有可能存在某些未知的漏洞，對(duì)于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的安全要求極高。

2.3數(shù)據(jù)處理

大數(shù)據(jù)技術(shù)的數(shù)據(jù)處理功能主要是通過(guò)對(duì)各種數(shù)據(jù)的研究分析，及時(shí)發(fā)現(xiàn)各數(shù)據(jù)間的聯(lián)系，并從中篩選出有價(jià)值的信息。采用探索的方式了解不同數(shù)據(jù)之間的關(guān)系，可以在眾多的數(shù)據(jù)中選擇有利的信息，因此可以避免無(wú)用信息的干擾，節(jié)約了更多分析數(shù)據(jù)的時(shí)間和人們的精力?？梢苑糯笥脩舻呐d趣點(diǎn)，排除掉無(wú)用信息，將廣大用戶所關(guān)注的信息挖掘出來(lái)。大數(shù)據(jù)智能配電網(wǎng)可以有效處理很多非結(jié)構(gòu)化的電力數(shù)據(jù)，而且具有擴(kuò)展性以及有用性，適合電力數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化以及非結(jié)構(gòu)化的混合處理。在實(shí)時(shí)性高的配電網(wǎng)中進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)、評(píng)估等內(nèi)容，一般使用的是流計(jì)算技術(shù)進(jìn)行處理，還有一種批處理，主要是將各種問(wèn)題分類，在采取相應(yīng)措施解決問(wèn)題。

3.智能配電網(wǎng)應(yīng)用大數(shù)據(jù)的發(fā)展趨勢(shì)

3.1智能供電，人性化訂制

智能配電網(wǎng)目前最理想的工作狀態(tài)就是根據(jù)不同用戶的不同用電需求，給予他們不同的配電，但是由于技術(shù)問(wèn)題，這種理想狀態(tài)現(xiàn)在并沒(méi)有實(shí)現(xiàn)。為了貫徹落實(shí)節(jié)能環(huán)保的要求，這種理想配電方式是未來(lái)務(wù)必實(shí)現(xiàn)的，因此可以預(yù)見(jiàn)大數(shù)據(jù)的處理分析功能將會(huì)繼續(xù)增強(qiáng)，達(dá)到可以根據(jù)分析現(xiàn)有的用戶用電數(shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)確精密分析進(jìn)而為用戶人性化量身打造配電計(jì)劃的效果。大數(shù)據(jù)技術(shù)還可以提高網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的關(guān)聯(lián)性、動(dòng)態(tài)性，解決傳統(tǒng)意義上網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的遲延、模糊化等弊端，并且根據(jù)不同用戶的不同需求規(guī)劃電網(wǎng)，為廣大用戶提供更優(yōu)質(zhì)的電力服務(wù)。制定科學(xué)完善的用電方案，堅(jiān)持客戶至上觀念，為了讓廣大用戶及時(shí)掌握電價(jià)變動(dòng)情況、用電情況，采用關(guān)聯(lián)分析法來(lái)分析相關(guān)數(shù)據(jù)，使數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確。

3.2數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間增大，高速處理

目前我國(guó)很多村鎮(zhèn)地區(qū)也有了明顯的城市化痕跡——住宅樓、消費(fèi)娛樂(lè)場(chǎng)所明顯增多，不僅僅在中國(guó)，在全球化進(jìn)程加快，很多發(fā)展中國(guó)家努力提升自己經(jīng)濟(jì)水平的今天，人類對(duì)于電能的需要和使用非常明顯地日益增加，要想繼續(xù)在智能配電網(wǎng)中應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)，就要保證大數(shù)據(jù)技術(shù)的存儲(chǔ)量和分析能力能滿足日益提高的要求。所以隨著用電人口和用電途徑的不斷增加，未來(lái)智能配電網(wǎng)中的大數(shù)據(jù)技術(shù)將會(huì)不斷增強(qiáng)自身的存儲(chǔ)能力，同時(shí)其記錄的準(zhǔn)確性和安全性不會(huì)因此降低。因?yàn)殡娏ο到y(tǒng)的電力供應(yīng)工作是隨時(shí)隨刻都在進(jìn)行的，因此需要智能配電網(wǎng)按照毫秒甚至微秒的時(shí)間間隔對(duì)電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析工作。科技研究的進(jìn)步必然會(huì)帶動(dòng)大數(shù)據(jù)技術(shù)更上一層樓，在充分發(fā)揮大數(shù)據(jù)的作用的情況下，其數(shù)據(jù)處理能力必然較現(xiàn)在有著更加明顯的進(jìn)步——處理速度更快，分析結(jié)果更加準(zhǔn)確，為全面實(shí)現(xiàn)智能供電提供保障。

4.結(jié)語(yǔ)

由于大數(shù)據(jù)本身屬于一個(gè)還在不斷發(fā)展完善的技術(shù)，供配電領(lǐng)域的需求量又十分巨大，因此，當(dāng)前這二者的結(jié)合仍存在較多的問(wèn)題，比如數(shù)據(jù)采集不準(zhǔn)確等。但是不可否認(rèn)二者結(jié)合的未來(lái)前景十分明朗，在各類“智能”蓬勃發(fā)展的今天，技術(shù)性問(wèn)題遲早都會(huì)被攻克，重要的是這種模式確定有效，而我們恰恰能看到大數(shù)據(jù)和配電網(wǎng)結(jié)合的生命力。

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（作者單位：國(guó)網(wǎng)四川省電力公司廣元供電公司）