大數(shù)據(jù)技術(shù)在主動(dòng)配電網(wǎng)中的應(yīng)用研究進(jìn)展

王交通

[摘? ? 要]近年來(lái)，我國(guó)的配電網(wǎng)系統(tǒng)得到了較快的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了智能化的應(yīng)用。本文研究大數(shù)據(jù)技術(shù)在主動(dòng)配電網(wǎng)中的應(yīng)用，分析主動(dòng)配電網(wǎng)中的大數(shù)據(jù)和特點(diǎn)，明確其應(yīng)用價(jià)值，從能量?jī)?yōu)化調(diào)度、狀態(tài)分析評(píng)估方法、保護(hù)控制方面概述其具體應(yīng)用，旨在為同行提供參考。

[關(guān)鍵詞]大數(shù)據(jù)技術(shù);主動(dòng)配電網(wǎng);應(yīng)用

[中圖分類號(hào)]TM732 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A [文章編號(hào)]2095–6487（2020）03–00–03

[Abstract]In recent years， my country's distribution network system has developed rapidly， and intelligent applications have been realized. This paper studies the application of big data technology in active distribution networks， analyzes the big data and characteristics of active distribution networks， clarifies its application value， and outlines its specific applications from energy optimization dispatching， state analysis and evaluation methods， and protection control. In providing reference for colleagues.

[Keywords]big data technology; active distribution network; application

配電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，其特點(diǎn)表現(xiàn)為互動(dòng)性強(qiáng)、隨機(jī)性高。主動(dòng)配電網(wǎng)中，電源與柔性負(fù)荷還具有分布式規(guī)律特點(diǎn)，對(duì)電網(wǎng)管控提出了更高的技術(shù)要求。隨著電網(wǎng)數(shù)據(jù)量加大，數(shù)據(jù)系統(tǒng)更加復(fù)雜，數(shù)據(jù)模型變化迅速，時(shí)間和空間尺度較廣，都提高了主動(dòng)配電網(wǎng)的管理難度。對(duì)配電網(wǎng)進(jìn)行調(diào)控，從預(yù)測(cè)分析數(shù)據(jù)出發(fā)，進(jìn)行運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，確保電網(wǎng)的優(yōu)化運(yùn)轉(zhuǎn)。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，在主動(dòng)配電網(wǎng)管理中融入大數(shù)據(jù)技術(shù)符合時(shí)代發(fā)展需求。大數(shù)據(jù)技術(shù)能夠有效的儲(chǔ)存和整合電網(wǎng)數(shù)據(jù)信息，通過(guò)計(jì)算機(jī)的運(yùn)算，提高電網(wǎng)工作效率。隨著大數(shù)據(jù)技術(shù)的深入應(yīng)用，主動(dòng)配電網(wǎng)規(guī)劃需要?dú)w納總結(jié)，基于自身發(fā)展需求，對(duì)技術(shù)發(fā)展方向作出推測(cè)，解剖大數(shù)據(jù)技術(shù)特征，充分發(fā)揮出大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值。

1 大數(shù)據(jù)技術(shù)概述

大數(shù)據(jù)技術(shù)包括內(nèi)存計(jì)算技術(shù)、分布式計(jì)算技術(shù)等數(shù)據(jù)處理技術(shù)。隨著云計(jì)算等計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用面得以擴(kuò)大。從電力行業(yè)出發(fā)，掌握電力數(shù)據(jù)中心資源，發(fā)揮出大數(shù)據(jù)處理技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值。近年來(lái)，用電量激增，電力數(shù)據(jù)不斷增長(zhǎng)，這就要求電力行業(yè)及時(shí)更新數(shù)據(jù)處理技術(shù)、完善設(shè)施設(shè)備、促使技術(shù)要求滿足現(xiàn)實(shí)發(fā)展。大數(shù)據(jù)技術(shù)具有數(shù)量大和分布式的特點(diǎn)，能夠有效解決傳統(tǒng)技術(shù)無(wú)法處理的問(wèn)題，儲(chǔ)存空間較大，分析整合功能同步升級(jí)，具有良好的處理效果。在智能技術(shù)中數(shù)據(jù)挖掘、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、人工智能等都屬于數(shù)據(jù)分析技術(shù)，技術(shù)的全面應(yīng)用有利于達(dá)到安全分析的要求，但在具體運(yùn)用過(guò)程中，還存在一定缺陷。從電力系統(tǒng)的運(yùn)行角度出發(fā)，電力數(shù)據(jù)相對(duì)繁瑣，傳統(tǒng)的技術(shù)無(wú)法有效將數(shù)據(jù)篩選出來(lái)，增加了工作人員的工作量。應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)，其超強(qiáng)的運(yùn)算能力解決了原有訓(xùn)練模型導(dǎo)致的問(wèn)題，得出的計(jì)算結(jié)果更加精準(zhǔn)，為電力工作者的決策提供科學(xué)性的參考。隨著電力行業(yè)的不斷發(fā)展，對(duì)大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用更加完善，主動(dòng)配電網(wǎng)中，大數(shù)據(jù)技術(shù)實(shí)現(xiàn)工作時(shí)間不間斷檢測(cè)，將收集的信息優(yōu)化整合，簡(jiǎn)化了工作流程，降低了后期工作者的難度，最大化提高了主動(dòng)配電網(wǎng)的運(yùn)行效率。

2 主動(dòng)配電網(wǎng)中的大數(shù)據(jù)和特點(diǎn)概述

2.1 主動(dòng)配電網(wǎng)中的大數(shù)據(jù)

主動(dòng)配電網(wǎng)診斷充放電狀態(tài)，需要使用高頻采樣信息，其頻率可達(dá)到200kHz。為提高采集信息的準(zhǔn)確率，需要使用特殊設(shè)備，這就對(duì)主動(dòng)配電網(wǎng)中的設(shè)備提出了更高的要求。隨著數(shù)據(jù)量提高，采樣率也隨之提高，操作人員的工作量也隨之加大。近年來(lái)，分布式電源增多，例如電動(dòng)汽車充電設(shè)備逐年增加。常規(guī)使用的系統(tǒng)化函數(shù)采集點(diǎn)較少，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集技術(shù)已經(jīng)無(wú)法滿足要求，分布式電源產(chǎn)生的用電數(shù)據(jù)激增，監(jiān)測(cè)設(shè)備轉(zhuǎn)換信息難度加大，主動(dòng)配電網(wǎng)中的大數(shù)據(jù)增多。實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)供電區(qū)域，將監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)信息傳輸至數(shù)據(jù)中心，通過(guò)與電網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，確保配電網(wǎng)的自動(dòng)運(yùn)行。主動(dòng)配電網(wǎng)中的風(fēng)能、光伏等分布式電源會(huì)產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)，此類數(shù)據(jù)對(duì)電源的優(yōu)化控制具有一定的參考價(jià)值。由于數(shù)據(jù)分布廣，信息來(lái)源較多，配電網(wǎng)進(jìn)行預(yù)測(cè)和數(shù)據(jù)挖掘工程量相對(duì)較大，只有進(jìn)行周期性學(xué)習(xí)才能確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。由于分布式能源的特殊性，進(jìn)行選址需要做好的精確分析，調(diào)查其地理位置和天氣情況。主動(dòng)配電網(wǎng)對(duì)數(shù)據(jù)的要求較高，所需的數(shù)據(jù)量也非常大，只有獲得精確的數(shù)據(jù)才能滿足后續(xù)的統(tǒng)計(jì)和分析需要。

2.2 主動(dòng)配電網(wǎng)中大數(shù)據(jù)特點(diǎn)

主動(dòng)配電網(wǎng)中大數(shù)據(jù)具有規(guī)模巨大的特點(diǎn)。據(jù)調(diào)查可知，我國(guó)電網(wǎng)公司部署了上百個(gè)智能化的信息采集點(diǎn)，獲取電壓、電流等相關(guān)參數(shù)，每天產(chǎn)生的信息量巨大。由于電網(wǎng)數(shù)據(jù)種類較多，其結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化信息很多，不同的數(shù)據(jù)類型提供的功能也不相同。例如，通過(guò)分析電壓、電流等數(shù)據(jù)，可以預(yù)測(cè)天氣情況，為用戶提供參考，還可以對(duì)汽車移動(dòng)電源的使用情況做出有效記錄。主動(dòng)配電網(wǎng)中大數(shù)據(jù)具有價(jià)值密度低的特點(diǎn)，針對(duì)連續(xù)分布式電壓、電流的檢測(cè)情況從檢測(cè)狀態(tài)角度出發(fā)，進(jìn)行不間斷信息檢測(cè)，只有少量數(shù)據(jù)能夠體現(xiàn)設(shè)施設(shè)備的運(yùn)行情況，無(wú)法全面判斷設(shè)備是否出現(xiàn)狀況。主動(dòng)配電網(wǎng)中大數(shù)據(jù)存在變化速度快的特點(diǎn)，由于配電網(wǎng)的工作狀態(tài)是變化的，其產(chǎn)生的數(shù)據(jù)也隨之變化，分布式發(fā)電輸出的數(shù)據(jù)不穩(wěn)定，都對(duì)相關(guān)人員展開(kāi)研究造成了影響。只有找出數(shù)據(jù)變化規(guī)律，進(jìn)行有效的存儲(chǔ)，才能提高數(shù)據(jù)的利用價(jià)值。

3 大數(shù)據(jù)技術(shù)在主動(dòng)配電網(wǎng)中的應(yīng)用價(jià)值探析

由于人們對(duì)用電量的需求越來(lái)越大，主動(dòng)配電網(wǎng)運(yùn)行的壓力也隨之增大。只有協(xié)調(diào)規(guī)劃主動(dòng)配電網(wǎng)的運(yùn)行管理，才能提高其適用性，更好的為人們提供服務(wù)。明確大數(shù)據(jù)技術(shù)在主動(dòng)配電網(wǎng)中的應(yīng)用價(jià)值，基于現(xiàn)實(shí)發(fā)展需要，合理的選擇技術(shù)加以應(yīng)用，提高主動(dòng)配電網(wǎng)運(yùn)行的實(shí)效性，為主動(dòng)配電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行提供強(qiáng)有力的支持。基于對(duì)主動(dòng)配電網(wǎng)的科學(xué)規(guī)劃，了解其規(guī)劃含義，總結(jié)現(xiàn)實(shí)存在的矛盾，采取具有針對(duì)性的策略予以解決。從主動(dòng)配電網(wǎng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性出發(fā)，基于可靠運(yùn)行的基本原則，尋求最佳的平衡點(diǎn)。通過(guò)應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)，整合分析主動(dòng)配電網(wǎng)產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)，提高數(shù)據(jù)的可靠性，在滿足數(shù)據(jù)所需要求的前提下，降低經(jīng)濟(jì)成本的投入，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)運(yùn)行可靠性和經(jīng)濟(jì)性的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。對(duì)主動(dòng)配電網(wǎng)進(jìn)行協(xié)調(diào)管理，重點(diǎn)關(guān)注其運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的負(fù)荷變化，對(duì)供電區(qū)域的用電情況進(jìn)行全面調(diào)查，提出針對(duì)性的功能服務(wù)。眾所周知，配電網(wǎng)運(yùn)行管理難度較大，只有全面應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)，深入分析復(fù)雜繁瑣的數(shù)據(jù)，準(zhǔn)確了解不同區(qū)域、不同時(shí)段的用電需求，找出用電變化規(guī)律，有效的對(duì)主動(dòng)配電網(wǎng)運(yùn)行管理工作進(jìn)行指導(dǎo)，強(qiáng)化其應(yīng)用價(jià)值。如圖1所示。

4 大數(shù)據(jù)技術(shù)在主動(dòng)配電網(wǎng)中的實(shí)際應(yīng)用

4.1 能量?jī)?yōu)化調(diào)度方面

從能量?jī)?yōu)化調(diào)度方面著手，明確數(shù)據(jù)分析的難度來(lái)源于能量?jī)?yōu)化調(diào)度。應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)，提高用電數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)量，技術(shù)人員全面解決數(shù)據(jù)存儲(chǔ)產(chǎn)生的不兼容性。由于主動(dòng)配電網(wǎng)數(shù)據(jù)在運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)不相同，各個(gè)部門的數(shù)據(jù)存在不兼容，多項(xiàng)數(shù)據(jù)無(wú)法實(shí)現(xiàn)共享，提高了整合和調(diào)度的難度。大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用，有效的緩解了此類矛盾，提升了不同部門產(chǎn)生數(shù)據(jù)的兼容性，通過(guò)有效地整合，實(shí)現(xiàn)資源共享，達(dá)到能量?jī)?yōu)化調(diào)度的最高要求。在主動(dòng)配電網(wǎng)中，雙向潮流的能量調(diào)度優(yōu)化更加困難，大數(shù)據(jù)技術(shù)中的挖掘算法，有效的減少能源調(diào)度問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)主動(dòng)配電網(wǎng)的優(yōu)化升級(jí)。如圖2所示。

4.2 狀態(tài)分析評(píng)估方法方面

在主動(dòng)配電網(wǎng)中的狀態(tài)分析評(píng)估中應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)。針對(duì)主動(dòng)配電網(wǎng)運(yùn)行關(guān)鍵數(shù)據(jù)的采集工作，具有重要的應(yīng)用價(jià)值。例如，電動(dòng)汽車的移動(dòng)儲(chǔ)能系統(tǒng)，大數(shù)據(jù)技術(shù)對(duì)其設(shè)備運(yùn)行、分布式發(fā)電等情況進(jìn)行預(yù)測(cè)，為后續(xù)有效使用提供數(shù)據(jù)支持。大數(shù)據(jù)技術(shù)中的關(guān)聯(lián)規(guī)則聚類系統(tǒng)，對(duì)分布式發(fā)電數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，為不同時(shí)空分布的電力需求提供數(shù)據(jù)。針對(duì)不同地區(qū)氣象數(shù)據(jù)的不穩(wěn)定，應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)，找出分布式發(fā)電數(shù)據(jù)輸出概率，更好的為主動(dòng)配電網(wǎng)提供服務(wù)。主動(dòng)配電網(wǎng)用戶負(fù)荷分析主要有三種模式，提取海量的數(shù)據(jù)進(jìn)行智能分析并分類，做好智能預(yù)測(cè)工作，提高短期負(fù)荷的檢測(cè)精度。如圖3所示。

4.3 保護(hù)控制方面

從保護(hù)控制方面出發(fā)，明確將大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用于主動(dòng)配電網(wǎng)中，有利于提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。由于主動(dòng)配電網(wǎng)中的數(shù)據(jù)具有雙向流動(dòng)性特點(diǎn)，運(yùn)行方式相對(duì)靈活，控制難度較大。提高主動(dòng)配電網(wǎng)數(shù)據(jù)控制與保護(hù)核心數(shù)據(jù)的一致性是關(guān)鍵。主動(dòng)配電網(wǎng)內(nèi)數(shù)據(jù)基數(shù)大、跨度長(zhǎng)，導(dǎo)致數(shù)據(jù)不穩(wěn)定。應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析采集，及時(shí)地獲取需要保護(hù)的數(shù)據(jù)。當(dāng)主動(dòng)配電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)，需要工作人員及時(shí)辨別，找出故障發(fā)生原因，應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)能夠有效的保護(hù)配電網(wǎng)。

5 結(jié)語(yǔ)

將大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用于主動(dòng)配電網(wǎng)中，為電力行業(yè)的發(fā)展提供了便利。其全面收集、整合、分析主動(dòng)配電網(wǎng)涉及的繁雜數(shù)據(jù)，主動(dòng)為配電網(wǎng)的正常工作提供數(shù)據(jù)保障，應(yīng)用大數(shù)據(jù)還能優(yōu)化電網(wǎng)的用電結(jié)構(gòu)，強(qiáng)化電網(wǎng)管理，為人民的生產(chǎn)生活帶來(lái)便捷。

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