電力大數(shù)據(jù)監(jiān)控信息處理探討

陳晶晶 王秋平

摘 要：我國科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展使得計算機(jī)技術(shù)水平也在發(fā)展，目前我國已進(jìn)入大數(shù)據(jù)時代。在大數(shù)據(jù)時代的影響下，數(shù)據(jù)處理已成為所有行業(yè)和企業(yè)的重要資源基礎(chǔ)，數(shù)據(jù)處理能力在電力企業(yè)的發(fā)展和運(yùn)營中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。運(yùn)行監(jiān)控管理系統(tǒng)的完善也為電力大數(shù)據(jù)高效處理奠定了基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：電網(wǎng);電力大數(shù)據(jù);監(jiān)控數(shù)據(jù)處理

1電力大數(shù)據(jù)技術(shù)

1.1大數(shù)據(jù)的定義

麥肯錫全球研究將大數(shù)據(jù)定義為一組大到足以獲取、存儲、管理和分析的數(shù)據(jù)，超出傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫軟件工具的功能，具有四個特征：數(shù)據(jù)量大、數(shù)據(jù)流快、數(shù)據(jù)類型多樣化、值密度低。大數(shù)據(jù)技術(shù)可以預(yù)測為未來的基礎(chǔ)。對于電力企業(yè)來說，大數(shù)據(jù)的戰(zhàn)略意義不是掌握大量的數(shù)據(jù)信息，而是要使所收集的大量數(shù)據(jù)信息專業(yè)化。以電力企業(yè)為例，如果將大數(shù)據(jù)比作公司，盈利的關(guān)鍵在于大量數(shù)據(jù)信息的"加工能力"，數(shù)據(jù)信息的價值是通過處理分析實(shí)現(xiàn)的。

1.2電力大數(shù)據(jù)概述

近年來，通過電力大數(shù)據(jù)管理的實(shí)際應(yīng)用，電力企業(yè)的利潤和控制水平實(shí)現(xiàn)了與以前相比的質(zhì)的飛躍。因此，業(yè)內(nèi)有一種普遍的認(rèn)為，即每當(dāng)數(shù)據(jù)利用率達(dá)到1%時，電網(wǎng)公司的利潤就會增加1.5%—5%。電力大數(shù)據(jù)主要是從生產(chǎn)到傳輸?shù)接脩羰褂脭?shù)據(jù)信息全過程的電源，涉及發(fā)電、傳輸、調(diào)度、分配和營銷五大部分。電力大數(shù)據(jù)分析是一個跨學(xué)科、跨企業(yè)的綜合業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)收集、分析和挖掘過程，產(chǎn)生數(shù)據(jù)可視化，為管理層提供決策依據(jù)。

電力大數(shù)據(jù)功能滿足維克托？邁爾-舍恩伯格在《大數(shù)據(jù)時代》提出大數(shù)據(jù)的5V特征：體積、高速、多樣性、低值密度、真實(shí)性，如下所示。

（1）中國擁有一大批電力人口最大、工業(yè)用電需求巨大的國家，電表數(shù)量有數(shù)十億，還有大量的電壓級變電站、換流站、各類變壓器、數(shù)據(jù)量是其他行業(yè)無法達(dá)到的。

（2）高速和大量的功率數(shù)據(jù)對數(shù)據(jù)的傳輸和處理提出了更高的要求，這必然與傳輸方法和云計算密切相關(guān)。在國網(wǎng)公司中，光纖通信仍然是主流的傳輸模式，但隨著從大的變電站點(diǎn)到線路交換機(jī)、斷路器等線路端的數(shù)據(jù)收集，無線傳輸逐漸相當(dāng)可用，高速數(shù)據(jù)采集能力和數(shù)據(jù)分析處理能力已成為大數(shù)據(jù)發(fā)展的基石。

（3）不同的時間，功率數(shù)據(jù)可分為實(shí)時數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù);根據(jù)表達(dá)形式，可分為文本數(shù)據(jù)、多媒體數(shù)據(jù);根據(jù)結(jié)構(gòu)，可分為結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)、半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。各種表現(xiàn)是大數(shù)據(jù)動力的一個重要特征。

（4）低價值密度的大量功率大數(shù)據(jù)，真正有用的信息為電力企業(yè)的規(guī)劃和開發(fā)占了很小的一部分。如何挖掘海量數(shù)據(jù)是有用的。信息為企業(yè)資源配置、營銷戰(zhàn)略調(diào)整提供決策依據(jù)是大數(shù)據(jù)應(yīng)用的基本核心，低價值密度數(shù)據(jù)集中形成高價值數(shù)據(jù)是未來大數(shù)據(jù)力量的永恒命題。

（5）真實(shí)性大數(shù)據(jù)的真實(shí)性是大數(shù)據(jù)發(fā)展的本質(zhì)，不能保證這種大數(shù)據(jù)的力量會失去存在的意義。

2監(jiān)控及數(shù)據(jù)采集的功能

在電力系統(tǒng)中，監(jiān)控及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)有如下功能：1.數(shù)據(jù)采集;2.信息顯示;3.監(jiān)控;4.報警處理;5.信息的存貯及報告戮6.事件順序的采集;7.數(shù)據(jù)計算。

2.1數(shù)據(jù)采集

定期從RTU收集數(shù)據(jù)是它的基本功能。電力系統(tǒng)中的大多數(shù)系統(tǒng)都通過查詢收集數(shù)據(jù)，即RTU僅在收到主站的請求后才將數(shù)據(jù)傳輸?shù)街髡尽Ｋ袃煞N替代的RTU響應(yīng)方法：第一種方法是發(fā)送所需點(diǎn)或點(diǎn)集的實(shí)際值或狀態(tài)。另一種方法是僅發(fā)送自上一個查詢請求以來狀態(tài)已更改或數(shù)據(jù)值超過預(yù)定義的增量更改范圍的點(diǎn)或點(diǎn)集。后者稱為異常事件報告方式。

此方法的主要優(yōu)點(diǎn)是減少了在主處理過程中花費(fèi)的時間。通信線路的平均負(fù)載也小于第一種方式。但是，通信線路必須有足夠的帶寬容量，以適應(yīng)最壞的情況，即數(shù)據(jù)在電力系統(tǒng)發(fā)生重大干擾時在大量點(diǎn)快速變化，此時調(diào)度員最需要及時和準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)采集過程可視為一組專門且高度相關(guān)的子過程的過程集。

這些子過程為：1.對RTU內(nèi)部數(shù)據(jù)庫的查詢及快速修改;2.主站周期性地對RTu進(jìn)行查詢;3.把主站所需的RTU數(shù)據(jù)傳送給主站：4.校核因傳送所引起的數(shù)據(jù)錯誤;5.把數(shù)據(jù)換算為工程單位;.6通過寫入來覆蓋數(shù)據(jù)庫中的原有狀態(tài)或數(shù)值。

2.2信息顯示

信息顯示是選擇性地從數(shù)據(jù)庫中檢索固定和實(shí)時數(shù)據(jù)并組合數(shù)據(jù)以向操作員提供的過程。它通常顯示在有限的圖形CRT彩色屏幕上。固定數(shù)據(jù)包括有關(guān)發(fā)電廠的信息、變電站接線圖和其他隨Ied變化的可顯示信息?？勺償?shù)據(jù)包括兩種或三狀態(tài)設(shè)備的狀態(tài)和數(shù)量的變化，并且可能是具有符號的模擬量

由名稱或標(biāo)識符表示的設(shè)備名稱和點(diǎn)的標(biāo)志通常被視為固定值，并附加到變量。顯示通常選擇分層的樹結(jié)構(gòu)窗體。在此結(jié)構(gòu)中，索引頁允許操作員使用光標(biāo)定位技術(shù)（鍵盤、鼠標(biāo)、跟蹤球或屏幕接觸定位）選擇各種信息的顯示。在同一系統(tǒng)中，通常有多個顯示選項可用。

2.3監(jiān)控

監(jiān)控是指操作遠(yuǎn)程設(shè)備的能力。此過程包括選擇發(fā)電廠或變電站、選擇帶電的設(shè)備等（如斷開或關(guān)閉）。正確電力選擇和設(shè)備操作是人身安全和電力系統(tǒng)安全的關(guān)鍵。因此，需要選擇確認(rèn)操作的順序（稱為操作前檢查）。必須避免使用未選擇設(shè)備或在沒有指令的情況下進(jìn)行錯誤操作，這是監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中的重要設(shè)計環(huán)節(jié)。

2.4報警處理

通知運(yùn)行人員發(fā)生了電力異常事件并發(fā)出時間、站號、設(shè)備和事件的實(shí)質(zhì)，一般稱為報警處理。它有多種報警處理及表示方式，處理方法的細(xì)節(jié)大都被納入監(jiān)控及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中的一個功能模塊中。最常用的報警處理輸出是按時間先后排列，顯示在CRT報警表中、打印機(jī)硬復(fù)制輸出和語音報警。運(yùn)行人員確認(rèn)報警之后，立即把運(yùn)行狀態(tài)直接轉(zhuǎn)到與其相關(guān)的運(yùn)行位置，進(jìn)行人工直接干預(yù)。

2.5信息存貯及報告

記錄和保存運(yùn)行中的狀態(tài)和數(shù)據(jù)是電力系統(tǒng)運(yùn)行中的一項重要任務(wù)。通過準(zhǔn)確記錄以滿足統(tǒng)計要求并預(yù)測系統(tǒng)的未來運(yùn)行和電源規(guī)劃，記錄保存的一般實(shí)現(xiàn)是定期獲取預(yù)先選擇的數(shù)據(jù)集，并將它們保存在滾動文件中。存儲周期通常設(shè)定為1小時，但一些特殊的電力系統(tǒng)需要發(fā)揮更頻繁的訪問和保存信息，監(jiān)控和數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)的歷史文件的各種報告，報告提供了一個有效的數(shù)據(jù)，狀態(tài)信息源?？梢栽诒４鏆v史數(shù)據(jù)文件的基礎(chǔ)上設(shè)置各種報表格式，如每日、月度、年度報告等，以便供管理人員查詢。

結(jié)語

電力監(jiān)控及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)不僅適用電力系統(tǒng)，同樣也適用于供水、煤氣、工礦企業(yè)的能源管理、污水計量等分散目標(biāo)的集中管理及控制。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，計算機(jī)速度及存貯容量的不斷提高，將會出現(xiàn)功能更加齊全的監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。

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