大數(shù)據(jù)技術(shù)在主動配電網(wǎng)中的應(yīng)用

于 勝，白明月

（國網(wǎng)物資有限公司，北京 100120）

主動配電網(wǎng)內(nèi)部含有大量的靈活負(fù)載與電源，其結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，網(wǎng)絡(luò)規(guī)模大。因此在實際運(yùn)行時，會表現(xiàn)出多耦合、交互性強(qiáng)、隨機(jī)性高的特點(diǎn)。此外，主動配電網(wǎng)在運(yùn)行的時候會產(chǎn)生很多的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)具有規(guī)模大、類型多、密度低、變化快等明顯特征。其中，主要的數(shù)據(jù)包括電動汽車運(yùn)行信息、電源狀態(tài)監(jiān)測信息、區(qū)域氣象信息、設(shè)備檢測信息等。但是目前大數(shù)據(jù)技術(shù)還沒有被徹底地運(yùn)用到配電網(wǎng)數(shù)據(jù)處理過程，因此相關(guān)部門與人員要建立高效的數(shù)據(jù)處理平臺，以此實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的存儲與檢索，達(dá)到準(zhǔn)確預(yù)測與評估配電網(wǎng)的狀態(tài)。

1 主動配電網(wǎng)中大數(shù)據(jù)的特點(diǎn)

（1）數(shù)據(jù)規(guī)模巨大。目前，我國電網(wǎng)公司已經(jīng)在首都五個社區(qū)部署了353個智能化的信息采集點(diǎn)。主要涉及頻率、電壓、電流等12，000個參數(shù)，每15分鐘一次，一天可產(chǎn)生34GB的信息。

（2）數(shù)據(jù)種類繁多。在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)上，包含大量結(jié)構(gòu)化信息與非結(jié)構(gòu)信息；在數(shù)據(jù)類型上，主要包括了電壓、電流、電量等基本信息，可以用來預(yù)測天氣信息，還可以對電動汽車用戶的行為信息進(jìn)行有效記錄。

（3）價值密度低。我們以檢測狀態(tài)為例，對于連續(xù)分布式電壓、不間斷檢測信息來說，只有少量的數(shù)據(jù)可以反映出設(shè)備運(yùn)行的狀態(tài)是否出現(xiàn)異常。我們也只能從大量的用戶的充電信息、電量等海量數(shù)據(jù)中去發(fā)現(xiàn)其中能夠表現(xiàn)用戶行為特征的某一條。

（4）變化速度快。一般來說主動配電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)都不是恒定的，分布式發(fā)電的輸出并不是很穩(wěn)定，其中的運(yùn)行電量信息與數(shù)據(jù)隨時都在發(fā)生著變化，這就需要有關(guān)人員研究相關(guān)的策略去進(jìn)行有效地存儲和利用這種迅速變化的數(shù)據(jù)。

2 大數(shù)據(jù)技術(shù)在主動配電網(wǎng)中的具體應(yīng)用方向

2.1 大數(shù)據(jù)技術(shù)在能量優(yōu)化調(diào)度方面的實際應(yīng)用

數(shù)據(jù)分析的難度是由數(shù)據(jù)調(diào)度的來源決定的，因此為了能夠有效地提升數(shù)據(jù)的存貯量與效率，相關(guān)人員要積極地解決數(shù)據(jù)存在的復(fù)雜性與不兼容性。此外，我們都知道各個部門之間的數(shù)據(jù)也是不相同的，不管是對于共享性與結(jié)構(gòu)來說，其整合調(diào)整的難度都比較大。但是大數(shù)據(jù)技術(shù)的出現(xiàn)了以有效的對這些平臺與信息進(jìn)行整合，可以提升配電網(wǎng)的信息儲存量與有效性。在有源配電網(wǎng)的情況下，雙向潮流的能量調(diào)度使得優(yōu)化約束更加困難。傳統(tǒng)的挖掘數(shù)據(jù)的辦法無法解決電網(wǎng)在實際工作中遇到的問題，而大數(shù)據(jù)挖掘機(jī)算法可以很好地減少能源的調(diào)度，達(dá)到優(yōu)化主動配電網(wǎng)的目的。

2.2 大數(shù)據(jù)技術(shù)在主動配電網(wǎng)的狀態(tài)分析評估方法的應(yīng)用

主動配電網(wǎng)運(yùn)行中的關(guān)鍵信息采集包括電動汽車的特殊負(fù)荷時空分布特性、設(shè)備運(yùn)行檢測、短期負(fù)荷預(yù)測、分布式發(fā)電量預(yù)測等。其中，關(guān)聯(lián)規(guī)則聚類系統(tǒng)繼承了關(guān)聯(lián)分類和決策樹的挖掘方法，即可以對分布式發(fā)電輸出進(jìn)行分析，將各種氣象數(shù)據(jù)與周邊地區(qū)不同氣象站的特征進(jìn)行關(guān)聯(lián)分布式發(fā)電的輸出是不穩(wěn)定的，其概率隨分布式發(fā)電的輸出而變化。用戶智能電表向主動配電網(wǎng)傳輸大量的用電信息，數(shù)據(jù)流可以達(dá)到雙向作用隨機(jī)變化模式、數(shù)據(jù)波動模式和穩(wěn)定模式已成為當(dāng)前配電網(wǎng)用戶負(fù)荷分析的三種模式。采用聚類分析的方法對智能電表中的海量數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和提取利用關(guān)聯(lián)分析技術(shù)對負(fù)荷與日期、天氣的關(guān)聯(lián)進(jìn)行分類，利用規(guī)則挖掘智能預(yù)測系統(tǒng)提高短期負(fù)荷的檢測精度。

2.3 大數(shù)據(jù)技術(shù)在主動配電網(wǎng)保護(hù)控制方面的應(yīng)用

主動配電系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性需要得到保障。配電網(wǎng)中的數(shù)據(jù)具有隨機(jī)性與雙向流動性，其運(yùn)行的方式也比較靈活。配電網(wǎng)數(shù)據(jù)控制與保護(hù)的核心是數(shù)據(jù)測量的一致性。一般來說，數(shù)據(jù)不穩(wěn)定的原因是還因為數(shù)據(jù)基數(shù)太大，跨度太長導(dǎo)致的。如果出現(xiàn)不同采集分析任務(wù)，則需要保護(hù)數(shù)據(jù)的及時性與準(zhǔn)確性。配電網(wǎng)故障在不同情況下的故障特征是不一樣的，需要工作人員根據(jù)實際的情況進(jìn)行分析與辨別，深入地分析故障發(fā)生的原因，以此達(dá)到保護(hù)配電網(wǎng)的目的。

3 結(jié)束語

綜上所述，我國未來的主動配電網(wǎng)需要依靠大數(shù)據(jù)技術(shù)去實現(xiàn)智能化的配電網(wǎng)。隨著時間的推移，基本所有的平臺運(yùn)行都會產(chǎn)生大數(shù)據(jù)，在主動配電網(wǎng)中應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)將能夠?qū)崿F(xiàn)電力設(shè)備的主動控制、主動運(yùn)行與主動管理。大數(shù)據(jù)技術(shù)具有成本低、并行分析、可靠性高等優(yōu)勢，但與此同時其在數(shù)據(jù)一致性、隱私性與安全性方面還是面臨著一定的挑戰(zhàn)。大數(shù)據(jù)技術(shù)在電力方面的應(yīng)用還需要科研機(jī)構(gòu)與電力企業(yè)一起努力，才能使大數(shù)據(jù)技術(shù)在電力市場中能夠煥發(fā)出活力。