智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)處理技術(shù)現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)

(上海電力大學(xué)經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院，上海 200090)

1 智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)特征分析

在信息化技術(shù)快速發(fā)展的今天，信息技術(shù)也在電網(wǎng)運行和設(shè)備管理中滲透。舉例而言，傳統(tǒng)的變電站中，電網(wǎng)設(shè)備的信息、電網(wǎng)運行狀態(tài)的監(jiān)測信息信息量少，但是對于智能變電站而言，電網(wǎng)設(shè)備的信息更新頻率加快，電網(wǎng)在線監(jiān)測的信息數(shù)據(jù)在不停的更新，這就形成了智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)的一個部分。相關(guān)的專家學(xué)者通過研究，將智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)分為兩類：第一類稱之為內(nèi)部數(shù)據(jù)；第二類為外部數(shù)據(jù)。前者是由財務(wù)管理環(huán)節(jié)、客服服務(wù)環(huán)節(jié)、生產(chǎn)管理環(huán)節(jié)、在線監(jiān)測環(huán)節(jié)等構(gòu)成；后者是由外部信息數(shù)據(jù)構(gòu)成。內(nèi)部數(shù)據(jù)和外部主要由不同的部門管理著，分布在智能電網(wǎng)中的各個地方。分布放置、分布管理是其最為明顯的特征，內(nèi)部數(shù)據(jù)和外部數(shù)據(jù)是相輔相成的，缺一不可的，同時二者之間的關(guān)系較為復(fù)雜。如，在氣象條件和社會經(jīng)濟(jì)形勢下用戶用電會受到相應(yīng)的影響，用戶用電數(shù)據(jù)和電力市場交易情況有著非常密切的聯(lián)系等，眾所周知，電力市場數(shù)據(jù)是電力企業(yè)服務(wù)部門的科學(xué)的決策依據(jù)，研究發(fā)現(xiàn)電力企業(yè)在制定GIS數(shù)據(jù)時主要將政府規(guī)劃數(shù)據(jù)當(dāng)做規(guī)劃的依據(jù)。但受多種因素的影響，這些海量的數(shù)據(jù)種類繁多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，同時包含了傳統(tǒng)、半結(jié)構(gòu)化、非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，波形據(jù)、圖像、服務(wù)系統(tǒng)語音數(shù)據(jù)這些數(shù)據(jù)都是我們在巡檢過程中最常見的，這些數(shù)據(jù)具有不相同采樣頻率和生命周期。

2 現(xiàn)階段智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)處理技術(shù)現(xiàn)狀分析

2.1 智能電網(wǎng)中的大數(shù)據(jù)

結(jié)合大量的信息數(shù)據(jù)的查詢可以得知，智能電網(wǎng)技術(shù)在運行過程中所產(chǎn)生的大數(shù)據(jù)包括三個部分：第一個部分是電網(wǎng)智能監(jiān)測數(shù)據(jù)；第二個部分是相關(guān)企業(yè)信息的管理數(shù)據(jù)；第三個部分是電網(wǎng)企業(yè)在營銷的過程中產(chǎn)生的信息數(shù)據(jù)。上述的三個部分不能被獨立的來看，它們是一個重要的整體，這樣一來數(shù)據(jù)處理專家更傾向與從數(shù)據(jù)的內(nèi)部來劃分，此時可以劃分成兩大類。第一大類是結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)；第二大類是非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。其中，前者更多的是存在于關(guān)系數(shù)據(jù)庫當(dāng)中，與此同時這也是電網(wǎng)系統(tǒng)中主要的信息數(shù)據(jù)；后者是那些不容易顯示的數(shù)據(jù)信息。如果說站在運行智能電網(wǎng)系統(tǒng)的角度來分析，后者在數(shù)據(jù)處理中占據(jù)十分重要的比重，因此，我們更多的是重視后者的數(shù)據(jù)處理過程。

2.2 大數(shù)據(jù)處理技術(shù)具有一定復(fù)雜性

大數(shù)據(jù)技術(shù)無論是在互聯(lián)網(wǎng)信息領(lǐng)域、裝備制造領(lǐng)域還是在能源領(lǐng)域都備受關(guān)注?；ヂ?lián)網(wǎng)信息領(lǐng)域中阿里巴巴集團(tuán)、百度集團(tuán)、騰訊公司、谷歌科技等行業(yè)巨頭都紛紛投入巨資進(jìn)行數(shù)據(jù)處理技術(shù)的研究與改善，從而推動了互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展。同樣的，在新形勢之下，能源信息領(lǐng)域特別是智能電網(wǎng)中大數(shù)據(jù)十分的普遍。當(dāng)前，我們所研發(fā)和使用的智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)處理技術(shù)處在一個令人喜憂參半的狀態(tài)下，喜主要體現(xiàn)在最近幾年，社會各界不斷增加資金投入，大數(shù)據(jù)處理技術(shù)也得到了有效發(fā)展，前所未有的改善和提升智能聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)處理技術(shù)。由于智能電網(wǎng)自身存在的復(fù)雜性在某些方面發(fā)展還存在一定的不足之處。研究發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)階段全球范圍內(nèi)數(shù)據(jù)處理能力，已經(jīng)無法切實滿足數(shù)據(jù)海量的增長，通過對上述的分析，不難發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)是非常大的，為進(jìn)一步處理好這些海量的數(shù)據(jù)，淘寶在大數(shù)據(jù)處理方面投入了大量的資金，但也獲得巨額的回報，大數(shù)據(jù)在智能電網(wǎng)方面的運用同大數(shù)據(jù)在商業(yè)方面的使用相比較，更加具有復(fù)雜性。即便計算平臺存在儲存量大、成本低等優(yōu)勢，但有待進(jìn)一步加強(qiáng)實時性。在數(shù)據(jù)規(guī)模日益擴(kuò)大的當(dāng)下，由于數(shù)據(jù)量較大，因此其多樣性也在不斷加強(qiáng)，這樣一來，就讓智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)處理技術(shù)的現(xiàn)狀日益復(fù)雜化。

3 智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)處理技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)

3.1 智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)傳輸和存儲技術(shù)

電力系統(tǒng)以及電力設(shè)備設(shè)檢測中的各種數(shù)據(jù)都記錄在智能電網(wǎng)中，時代在不斷發(fā)展，自然會產(chǎn)生海量的數(shù)據(jù)，因此，會在很大程度上為監(jiān)控設(shè)備和電網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸帶來前所未有的壓力，也在某種程度上制約了智能電網(wǎng)監(jiān)健康穩(wěn)健發(fā)展。在此形勢下，我們必須要選擇一個科學(xué)合理的壓縮數(shù)據(jù)方法，通過這些方法，最大化的減低數(shù)據(jù)傳輸量，節(jié)省數(shù)據(jù)存儲空間，但受多種客觀因素的影響，系統(tǒng)中心也會因為數(shù)據(jù)的解壓和壓縮造成資源的浪費。再此情況下，我們必須要采取科學(xué)的手段，設(shè)置相應(yīng)的平臺，防止資源的浪費。在智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)存儲方面，主要是采用分布式方式來存儲數(shù)據(jù)，盡管在某種程度上可以解決存儲問題，但也會在某種程度上影響到電力系統(tǒng)是實時性的數(shù)據(jù)處理。故而，這就要求我們必須認(rèn)真分析并分類存儲系統(tǒng)當(dāng)中的大數(shù)據(jù)。非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)在智能電網(wǎng)中，占據(jù)了很大的比重。因此，需要我們在具體的處理中，需采取有效措施，將非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)切實有效地轉(zhuǎn)化為結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，相關(guān)技術(shù)人員在對數(shù)據(jù)再來進(jìn)行存儲，同時這也是現(xiàn)階段智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)處理技術(shù)中存在的重要問題。

3.2 智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)實時數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)處理從時間上來分析，必須要做到實時，這主要是因為智能電網(wǎng)在輸變電、發(fā)出電量等環(huán)節(jié)都必須要實時抓出數(shù)據(jù)。實際過程中，智能電網(wǎng)所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)一直都有的，在過去環(huán)境下分析數(shù)據(jù)的大概需要一個周期，極大地耗費人力和物力，實時監(jiān)控有效地解決了該問題，讓智能電網(wǎng)數(shù)據(jù)處理又快又精準(zhǔn)。但是受多種因素的影響，這種周密數(shù)據(jù)也存在諸多的缺陷，非常有可能讓網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)癱瘓現(xiàn)象，導(dǎo)致服務(wù)器出現(xiàn)故障，這樣一來，就無法從時間上保證快速和精準(zhǔn)，想要改善這種情況是當(dāng)前的一個極大挑戰(zhàn)。

3.3 智能電網(wǎng)異構(gòu)多數(shù)據(jù)源處理技術(shù)

時代在發(fā)展，未來智能電網(wǎng)要求貫通發(fā)電、變電、配電、輸電、調(diào)度。用電等諸多個環(huán)節(jié)，實現(xiàn)信息的優(yōu)化配置，統(tǒng)籌信息全面采集、信息科學(xué)處理、信息傳輸系統(tǒng)和經(jīng)營管理中的業(yè)務(wù)信息流程。所以，實現(xiàn)各信息資源之間的數(shù)據(jù)整合，促進(jìn)智能電網(wǎng)集約化的數(shù)據(jù)處理中心，面對海量異構(gòu)數(shù)據(jù)，如何科學(xué)的構(gòu)建一個模型來對異構(gòu)數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)范表達(dá)，怎樣在模型數(shù)據(jù)上最大化實現(xiàn)數(shù)據(jù)融合，對相關(guān)處理進(jìn)行高效查詢和有效存儲，是當(dāng)前亟待解決的重要問題。實質(zhì)上電網(wǎng)各信息系統(tǒng)主要是基于本部門和本業(yè)務(wù)的構(gòu)成，存在不同的數(shù)據(jù)格式，應(yīng)用系統(tǒng)以及平臺，導(dǎo)致信息與資源分散，橫向不能共享，異構(gòu)性嚴(yán)重 ，上下級間縱向貫通困難。如：電力系統(tǒng)當(dāng)中存在的配電管理、市場運營、能量管理、監(jiān)控管等各類系統(tǒng)，他們是相互獨立，無法實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的共享。但是我們借助云平臺進(jìn)一步實現(xiàn)個獨立系統(tǒng)的集成，同時還可以讓這些分散且獨立系統(tǒng)。由于智能電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)備數(shù)量多、規(guī)模較為龐大，分布在不同的地點。如：國家電網(wǎng)公司的信息化平臺在總部，或者是各個網(wǎng)省公司建立了二級數(shù)據(jù)中心，這樣一來，就實現(xiàn)總部，省級以及地市縣公司的三層應(yīng)用。

4 結(jié)束語

總結(jié)全文，隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，智能電網(wǎng)中大數(shù)據(jù)處理的水平也在穩(wěn)步提升，這對我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展與電網(wǎng)的再發(fā)展起到推動作用。當(dāng)前來說，智能電網(wǎng)的發(fā)數(shù)據(jù)主要是來自電網(wǎng)設(shè)備的狀態(tài)信息數(shù)據(jù)、電網(wǎng)運行潮流分析數(shù)據(jù)等，這些數(shù)據(jù)都十分的復(fù)雜。大數(shù)據(jù)技術(shù)將上述的數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化分析、數(shù)據(jù)存儲與傳輸?shù)冗M(jìn)行及時高效的處理，取得了良好的效果。但是對未來而言，結(jié)合云計算以及人工智能等領(lǐng)域的信息科技，不斷的完善大數(shù)據(jù)處理技術(shù)，這樣才會更好的為電網(wǎng)服務(wù)、為社會服務(wù)。