電力系統(tǒng)大數(shù)據(jù)在配電網(wǎng)管理中的應用研究

王雪濤WANG Xue-tao

（陜西省地方電力（集團）有限公司佛坪縣供電分公司，漢中723000）

0 引言

近年來配電網(wǎng)建設過程中已經(jīng)開始應用了各種智能化數(shù)據(jù)采集設備，需要對各種數(shù)據(jù)進行采集和分析，進而尋找到電網(wǎng)運行的重要平衡點。大數(shù)據(jù)技術則為這一項工作的開展提供了重要的數(shù)據(jù)支持，能夠?qū)崿F(xiàn)多種業(yè)務系統(tǒng)數(shù)據(jù)的集成化管理。電力企業(yè)中的各項數(shù)據(jù)具有極高的價值，其中包括眾多用戶的用電數(shù)據(jù)以及電力企業(yè)管理數(shù)據(jù)，對于后續(xù)供電計劃的調(diào)整提供重要的數(shù)據(jù)基礎，同時還包括各項設備的運行數(shù)據(jù)，可以提升配電網(wǎng)的工作效率，促使管理工作向著科學化的方向發(fā)展。因此作為電力企業(yè)必須要合理的應用大數(shù)據(jù)技術，對電力系統(tǒng)大數(shù)據(jù)進行有效的分析和處理，使得各個部門之間可以共享數(shù)據(jù)，進而深入挖掘數(shù)據(jù)中應當包含的價值。

1 大數(shù)據(jù)的概念和特點分析

1.1 大數(shù)據(jù)的概念分析

大數(shù)據(jù)是在信息時代下所產(chǎn)生的一個新的概念，具體是指無法在一定時間內(nèi)利用常規(guī)化的軟件或者工具進行分析和處理的數(shù)據(jù)集合，屬于新型、具有多樣化特點的信息資產(chǎn)。要想發(fā)揮大數(shù)據(jù)所具備的價值和優(yōu)勢，必須要對信息資產(chǎn)實施有效處理，為決策工作的開展提供重要的數(shù)據(jù)基礎。在國外大數(shù)據(jù)研究過程中將大數(shù)據(jù)認定為是一種規(guī)模極大的數(shù)據(jù)集合，和傳統(tǒng)軟件相比在信息獲取、存儲、管理以及分析方便具有獨特的優(yōu)勢。大數(shù)據(jù)中通常包括以下三種類型數(shù)據(jù)，分別為結(jié)構化數(shù)據(jù)、非結(jié)構化數(shù)據(jù)以及半結(jié)構化數(shù)據(jù)，其中非結(jié)構數(shù)據(jù)在大數(shù)據(jù)中占比最高，可以達到80%左右。大數(shù)據(jù)的意義不單單是對大量數(shù)據(jù)進行存儲，同時還可以對這些數(shù)據(jù)實施處理和合理應用，為企業(yè)創(chuàng)造良好的經(jīng)濟效益。

1.2 大數(shù)據(jù)的特點分析

大數(shù)據(jù)的特點可以被歸納為五點：①具備大量的特點，數(shù)據(jù)數(shù)量和數(shù)據(jù)價值之間具有緊密的關系，數(shù)據(jù)量越大所包括的信息越多，能夠產(chǎn)生的價值也會相應提高，當前在進行大數(shù)據(jù)統(tǒng)計工作中通常會使用TB 以及PB 兩個單位。②具備高速的特點，大數(shù)據(jù)技術的使用可以讓人們在極短的時間內(nèi)即可獲取到數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)搜集速度有所提升，在一定程度上可以推動工作效率的提高。③具備多樣的特點，多樣是指數(shù)據(jù)類型多樣化、數(shù)據(jù)信息多樣化，可以確保為人們提供多樣化、全面化的數(shù)據(jù)。④具備價值性的特點，應用大數(shù)據(jù)的成本較少，可以利用低成本實現(xiàn)高效益的目標，提升大數(shù)據(jù)的原有價值[1]。⑤具備真實性特點，大數(shù)據(jù)可以提供最真實的數(shù)據(jù)，將產(chǎn)生的各類數(shù)據(jù)如實展示給人們。

2 配電網(wǎng)管理工作中存在的問題

第一，電力系統(tǒng)大數(shù)據(jù)存在多變的現(xiàn)象。信息技術在配電網(wǎng)建設過程中有著較為廣泛的應用，電力企業(yè)已經(jīng)針對配電網(wǎng)建設構建了完善的信息化系統(tǒng)，例如生產(chǎn)管理、能量管理以及地理信息系統(tǒng)等。然而因信息技術引進時間較短，導致配電網(wǎng)管理工作仍然存在著效率低下的問題。且較多的信息數(shù)據(jù)均會受到人為因素的影響，使得管理人員無法及時獲取這些變化的信息，無法對配電網(wǎng)實施精細化管理。

第二，電力系統(tǒng)大數(shù)據(jù)類型過多，無法發(fā)揮應用的價值。電力系統(tǒng)大數(shù)據(jù)中包括多種不同類型的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)結(jié)構形式存在較大的差異，在數(shù)據(jù)處理過程中缺乏有效的手段，進而影響到數(shù)據(jù)的應用，不能優(yōu)化后續(xù)配電網(wǎng)管理工作。因為人們電力需求的不斷提升，電力系統(tǒng)所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量也有所增加，然而由于傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫容量有限，數(shù)據(jù)存儲有限，為了搭建數(shù)據(jù)庫集群擴充數(shù)據(jù)容量需要增加較多的成本和資金，也提升了配電網(wǎng)管理成本。

3 電力系統(tǒng)大數(shù)據(jù)在配電網(wǎng)管理工作中的具體應用

3.1 對電力系統(tǒng)大數(shù)據(jù)進行分析和價值挖掘

3.1.1 挖掘電力系統(tǒng)大數(shù)據(jù)內(nèi)在含義

數(shù)據(jù)挖掘在有關領域內(nèi)又被稱之為知識發(fā)現(xiàn)，是常見的分析方法，是從大量隨機、模糊的數(shù)據(jù)中快速提取出有價值的信息和數(shù)據(jù)，研究如何提升數(shù)據(jù)的應用效果和數(shù)據(jù)質(zhì)量。數(shù)據(jù)挖掘形成的基礎包括人工智能技術、機器學習技術以及統(tǒng)計學理論，能夠?qū)υ写鎯Φ臄?shù)據(jù)實施自動化歸納和推理，從數(shù)據(jù)中挖掘更深層次的價值。數(shù)據(jù)挖掘共分為數(shù)據(jù)規(guī)律尋找、數(shù)據(jù)規(guī)律表示以及數(shù)據(jù)準備三個不同的階段，按照三個階段進行數(shù)據(jù)挖掘能分析出數(shù)據(jù)中的內(nèi)在價值。數(shù)據(jù)規(guī)律尋找具體是指使用一種有效的手段能夠?qū)ふ业诫娏ο到y(tǒng)大數(shù)據(jù)中存在的規(guī)律；數(shù)據(jù)規(guī)律表示是指利用用戶能夠理解的手段尋找并將數(shù)據(jù)的規(guī)律完全表示出來；數(shù)據(jù)準備是指在數(shù)據(jù)存儲中心中選擇擁有一定價值的數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進行整合，整合完畢后開展數(shù)據(jù)挖掘工作[2]。

3.1.2 挖掘電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)新型方法

信息技術的快速發(fā)展使得信息量呈飛速的狀態(tài)發(fā)展，人們可以獲取的數(shù)據(jù)量持續(xù)上升，為此也出現(xiàn)了新型的高效信息處理方式，信息處理方法開始呈現(xiàn)出分布式和集成化的發(fā)展趨勢。以往的數(shù)據(jù)挖掘方法均是集中式和孤立狀態(tài)，新型數(shù)據(jù)挖掘方法則打破了傳統(tǒng)挖掘技術存在的問題。數(shù)據(jù)挖掘技術方法類型較多，最具代表性的技術方法為神經(jīng)網(wǎng)絡方法，擁有并行處理和分布存儲的優(yōu)勢，自適應性較高，并且具有高度的容錯率，在數(shù)據(jù)挖掘過程中有著較為廣泛的應用。數(shù)據(jù)挖掘和其他的系統(tǒng)存在一定差異，應用數(shù)據(jù)挖掘首先需要具備數(shù)據(jù)倉庫，數(shù)據(jù)倉庫并不是簡單的存儲大量數(shù)據(jù)的空間，而是一種擁有明確主題、與時間聯(lián)系密切、無法修改的集成數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)倉庫能夠為數(shù)據(jù)挖掘提供重要的數(shù)據(jù)來源，除此之外，支撐數(shù)據(jù)挖掘的技術還包括人工智能技術以及概率統(tǒng)計理論，通過這些支柱才能夠讓數(shù)據(jù)挖掘得以有效應用。

3.2 配電網(wǎng)管理過程中的具體應用

3.2.1 對配電網(wǎng)進行有序規(guī)劃

配電網(wǎng)規(guī)劃是影響配電網(wǎng)管理工作開展的關鍵因素，應當對規(guī)劃方案進行持續(xù)性的滾動校正才能夠確保規(guī)劃工作的有序性，提升配電網(wǎng)規(guī)劃的時效性。通過對生產(chǎn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)和營銷系統(tǒng)數(shù)據(jù)進行挖掘，能夠獲取更多有價值的數(shù)據(jù)，為后續(xù)配電網(wǎng)規(guī)劃的開展提供數(shù)據(jù)基礎。預測負荷是配電網(wǎng)規(guī)劃的重點內(nèi)容，能夠加強負荷預測的準確性，對預測數(shù)據(jù)實施有效的校正，促使配電網(wǎng)規(guī)劃準確性的提升。電力系統(tǒng)大數(shù)據(jù)合理應用可以隨時采集各種電力系統(tǒng)運行質(zhì)量指標，例如功率、電壓頻率以及瞬時電壓等，從而根據(jù)不同的時段繪制相應的變化曲線，可以提升后續(xù)指標計算的合格率。同時電力系統(tǒng)大數(shù)據(jù)的分析和應用還可以為后續(xù)配電網(wǎng)的智能化調(diào)度提供數(shù)據(jù)基礎，分析電力系統(tǒng)運行故障。

3.2.2 在側(cè)管理中應用電力系統(tǒng)大數(shù)據(jù)

當前我國開始不斷地對能源戰(zhàn)略進行改進，開始重視電力需求側(cè)管理的意義和作用。電力企業(yè)也開始積極落實國家提出的能源發(fā)展戰(zhàn)略要求，重點分析能夠解決用電緊張問題以及用電高峰安全隱患的有效措施，以此來達到減少能源浪費、和諧發(fā)展經(jīng)濟的重要目標。通過應用電力系統(tǒng)大數(shù)據(jù)可以對每一個用電用戶的用電情況進行分析和采集，讓電力企業(yè)通過數(shù)據(jù)評估出用戶用電高峰期、用電需求以及電力系統(tǒng)負荷情況。通過對數(shù)據(jù)進行收集，能夠合理應用大數(shù)據(jù)技術探討其中所具有的用電規(guī)律，根據(jù)供電工作存在的問題采取針對性干預措施，進而防止電能浪費問題的出現(xiàn)，提升預測負荷工作的準確程度。

3.2.3 在線損管理中應用電力系統(tǒng)大數(shù)據(jù)

在電力系統(tǒng)運行的過程中，線損率是判斷電網(wǎng)運行是否穩(wěn)定的重要指標，對供電公司來講意義重大。電力的運輸需要經(jīng)過多個不同的環(huán)節(jié)，從發(fā)電廠開始，需要經(jīng)過輸電環(huán)節(jié)、變電環(huán)節(jié)、配電環(huán)節(jié)以及最終的營銷環(huán)節(jié)。線損所指的則是在完整的用電過程中，電力在傳輸過程中所產(chǎn)生的能量損耗。對線損的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計，能夠準確找到電能損耗量最多的環(huán)節(jié)，并針對線損嚴重的環(huán)節(jié)進行調(diào)整，降低電能損耗，深入貫徹可持續(xù)發(fā)展的社會發(fā)展理念。因此通過對線損情況實施有效管理和分析，能夠評估供電企業(yè)管理水平和收入水平，對于后續(xù)供電企業(yè)的發(fā)展有著重要的促進作用。電力企業(yè)應當將多種系統(tǒng)進行整合，加強線損管理有效性，如營銷業(yè)務系統(tǒng)、GIS 信總系統(tǒng)、SCADA 系統(tǒng)、信息采集系統(tǒng)及變電站采集系統(tǒng)等。在完成數(shù)據(jù)整合之后利用電力系統(tǒng)大數(shù)據(jù)對數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)化、萃取和加載，利用計算機模型和計算機算法分析目前線損管理工作中管理策略的有效性，進而對管理策略進行改進。同時，應用電力系統(tǒng)大數(shù)據(jù)還可以對不同地區(qū)的線損情況進行統(tǒng)計，能夠?qū)Ψ锤`電工作的開展提供數(shù)據(jù)便利，還可以及時發(fā)現(xiàn)引起線損的主要原因，為線損達標治理工作開展提供數(shù)據(jù)支持[3]。

4 結(jié)束語

隨著我國配電網(wǎng)在線監(jiān)測工作的持續(xù)開展，大數(shù)據(jù)技術將會對各項管理工作實施管理，對影響配電網(wǎng)運行的因素實施有效評估和定位，分析其中存在的各種問題，進而提升電力系統(tǒng)運行的安全性和穩(wěn)定性，能夠打破存在的信息孤島問題。大數(shù)據(jù)技術中采集終端設備的應用能夠?qū)﹄娏ο到y(tǒng)整體的運行數(shù)據(jù)進行收集和處理，進而達到對電網(wǎng)進行實時監(jiān)控的效果，同時根據(jù)大數(shù)據(jù)技術和電力系統(tǒng)模型能夠?qū)ε潆娋W(wǎng)的運行故障實施有效診斷，進而為后期配電網(wǎng)規(guī)劃工作的開展提供重要基礎和指導，充分發(fā)揮配電網(wǎng)數(shù)據(jù)的應用價值，為新型配電網(wǎng)的建設提供有效的數(shù)據(jù)支持。