電力大數(shù)據(jù)技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用

楊鑫

摘要：隨著工業(yè)升級以及人民生活水平的不斷提高，人們對電力供應(yīng)的質(zhì)量與穩(wěn)定性有著越來越高的要求，傳統(tǒng)的電網(wǎng)建設(shè)與運(yùn)行模式將越來越不適應(yīng)時(shí)代發(fā)展要求，高度融合了傳感、測量、通信等技術(shù)的智能電網(wǎng)成為必然的發(fā)展趨勢。隨著各類智能設(shè)備在電網(wǎng)中的應(yīng)用，產(chǎn)生的電力運(yùn)行數(shù)據(jù)較之前將高出4個(gè)數(shù)量級。面對海量的數(shù)據(jù)，只有有效應(yīng)用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，才可對其進(jìn)行分析，并輸出有價(jià)值的信息，為智能電網(wǎng)的運(yùn)行與建設(shè)提供決策依據(jù)。

關(guān)鍵詞：電力;大數(shù)據(jù)技術(shù);智能電網(wǎng);應(yīng)用

一、智能電網(wǎng)與電力大數(shù)據(jù)分析技術(shù)的關(guān)系

簡單來講，大數(shù)據(jù)（Big-Data）是指無法在一定時(shí)間范圍內(nèi)引用常規(guī)軟件工具對其內(nèi)容實(shí)施抓取、管理及處理的數(shù)據(jù)集合，具有規(guī)模性、多樣性及高速性等特點(diǎn)。而電力系統(tǒng)屬于社會(huì)經(jīng)濟(jì)與人類生活的基礎(chǔ)內(nèi)容，也具有大數(shù)據(jù)的典型特征。由于電力系統(tǒng)屬于人造系統(tǒng)最為復(fù)雜的一種，不僅包含廣泛的地理區(qū)域，而且需要傳遞大量能源，若在運(yùn)行期間發(fā)生故障，短時(shí)間內(nèi)將會(huì)產(chǎn)生不可估計(jì)的影響。這些內(nèi)容都與大數(shù)據(jù)特征相符。尤其是在智能電網(wǎng)的全面推廣中，電力系統(tǒng)的智能化與信息化水平越來越高，促使系統(tǒng)內(nèi)部儲(chǔ)備信息數(shù)據(jù)越來越多，如安裝在家庭和企業(yè)終端的智能電表收集的數(shù)據(jù);電力設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)實(shí)時(shí)跟蹤調(diào)查發(fā)電機(jī)、變壓器及開關(guān)設(shè)備等內(nèi)容的運(yùn)行信息;對光伏與風(fēng)電功率實(shí)施預(yù)測，必須掌握的歷史數(shù)據(jù)、氣象信息等。由此可知，在新時(shí)代背景下，電網(wǎng)企業(yè)要突破以往數(shù)據(jù)處理技術(shù)的制約，在明確自身發(fā)展需求的基礎(chǔ)上，合理運(yùn)用電力大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，不僅能快速獲取所需信息，而且符合電網(wǎng)企業(yè)發(fā)展需求。

二、智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)關(guān)鍵技術(shù)

（一）多源異構(gòu)數(shù)據(jù)聚合管理技術(shù)

前文已經(jīng)提到過，智能電網(wǎng)是一種非常復(fù)雜的系統(tǒng)，其存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)量非常大，且種類較多，如果只是簡單地進(jìn)行數(shù)據(jù)處理工作的話，那么處理速度會(huì)非常之慢。正因如此，在智能電網(wǎng)的數(shù)據(jù)管理方面一定要做好以下幾項(xiàng)工作：首先是將數(shù)據(jù)整合，對其進(jìn)行排查，選出與此次工作內(nèi)容相關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，在剔除和修正之后就可以將其投入使用。當(dāng)然，在開始之前，要選擇合適的數(shù)據(jù)集成模型，現(xiàn)有的模型主要包括數(shù)據(jù)鏈板、基于中間體模型、數(shù)據(jù)倉庫等等。

數(shù)據(jù)倉庫技術(shù)又稱ETL（Extract-Transform-Load），很多企業(yè)都會(huì)使用這一數(shù)據(jù)集成模型作為集成數(shù)據(jù)的方式。其主要分為三個(gè)方面：首先是對數(shù)據(jù)的抽取，通過數(shù)據(jù)源的系統(tǒng)，抽取與工作內(nèi)容相關(guān)的數(shù)據(jù);其次是數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換，在數(shù)據(jù)抽取工作完成之后，按照相應(yīng)要求，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為另一種形式，如果數(shù)據(jù)出現(xiàn)了偏差等情況，也要對其進(jìn)行清理、加工等步驟;最后是數(shù)據(jù)的加載，完成數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換之后，要將這些數(shù)據(jù)加載至目標(biāo)數(shù)據(jù)源的系統(tǒng)當(dāng)中。就當(dāng)前的智能電網(wǎng)發(fā)展形勢而言，數(shù)據(jù)的集成是該技術(shù)中的關(guān)鍵步驟，它需要工作人員綜合考量多方面的因素，并依托多種技術(shù)完成集成。

（二）數(shù)據(jù)計(jì)算

智能電網(wǎng)數(shù)據(jù)分布范圍廣，在電網(wǎng)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)和硬件設(shè)備等計(jì)算資源有限的條件下，需采用分布式計(jì)算技術(shù)對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，具體來說則是需建立電力云計(jì)算平臺(tái)。通過電力云計(jì)算平臺(tái)整合數(shù)據(jù)資源和硬件資源，為產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)提供足夠的存儲(chǔ)空間，同時(shí)借助云計(jì)算技術(shù)提供超級計(jì)算能力，從而為實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)互聯(lián)和數(shù)據(jù)共享提供強(qiáng)大的技術(shù)支持和技術(shù)保障。

（三）ELT關(guān)鍵技術(shù)

關(guān)于智能電網(wǎng)中的電力大數(shù)據(jù)而言關(guān)鍵技術(shù)之一便是ELT技術(shù)（Extract-Load-Transform）?？梢哉f電網(wǎng)數(shù)據(jù)有著信息龐雜、分散的具體特征，針對這種情況便不斷地增加大數(shù)據(jù)處理的難度，然而應(yīng)用這種技術(shù)手段能夠有效地梳理流程，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化信息技術(shù)處理，進(jìn)一步通過數(shù)據(jù)集成、抽取、轉(zhuǎn)換、剔除、修正的過程實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的有效收集。目前，這種方法已經(jīng)被廣泛使用，為提高技術(shù)的優(yōu)化管理和升級要求，工作人員應(yīng)結(jié)合自身企業(yè)的發(fā)展情況，加強(qiáng)對多種技術(shù)手段的合理應(yīng)用，促使數(shù)據(jù)呈現(xiàn)出集成化的發(fā)展趨勢，不斷為電網(wǎng)企業(yè)發(fā)展提供新思路、新方法。

（四）數(shù)據(jù)處理技術(shù)

這項(xiàng)技術(shù)包含分庫、分區(qū)及分表處理三方面。其一，分庫處理是指研究多個(gè)數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)，并從中尋找應(yīng)用率較低的內(nèi)容，將其傳遞到系統(tǒng)平臺(tái)中;其二，分區(qū)處理是指科學(xué)劃分不同文件的類型，并依次記錄到通表中，以此控制大型表壓力影響，促使數(shù)據(jù)訪問操作更加流暢;其三，分表處理是指按照數(shù)據(jù)處理原則，分類構(gòu)成數(shù)據(jù)表，以此減少單表工作壓力。同時(shí)，這項(xiàng)技術(shù)還可以用來構(gòu)建縱列式和并行式數(shù)據(jù)庫，不僅能提升數(shù)據(jù)加載的效率與質(zhì)量，而且具備全天候查詢功能。

（五）展現(xiàn)技術(shù)

在我國智能電網(wǎng)建設(shè)的時(shí)候，電力大數(shù)據(jù)分析技術(shù)中有兩種技術(shù)得到了很好的應(yīng)用，分別是可視化數(shù)據(jù)處理技術(shù)和空間信息流的展現(xiàn)技術(shù)，在該兩種技術(shù)的合理應(yīng)用下，智能電網(wǎng)系統(tǒng)才可以得到更好的利用。例如在我國某智能變電站運(yùn)行管理的過程中，就充分的發(fā)揮出了電力大數(shù)據(jù)分析技術(shù)的優(yōu)勢。在MR增強(qiáng)型虛擬技術(shù)的應(yīng)用下，工作人員可以實(shí)時(shí)對電力數(shù)據(jù)流進(jìn)行查看，并且在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的支持下，可以對電網(wǎng)的運(yùn)行情況進(jìn)行數(shù)據(jù)的查看，有效的提高了電網(wǎng)工作人員的工作效率與安全性。

在數(shù)據(jù)展現(xiàn)技術(shù)和可視化技術(shù)的支持下，電網(wǎng)的工作人員則可以通過對電力系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)測，從而根據(jù)電力大數(shù)據(jù)分析給出的工作調(diào)整方案，更好地開展電網(wǎng)調(diào)度工作。我國基本國情具有特殊性，電力系統(tǒng)覆蓋的地區(qū)非常廣泛，為了更好地發(fā)揮智能電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行的質(zhì)量與安全。在電力大數(shù)據(jù)分析技術(shù)中的展現(xiàn)技術(shù)與可視化技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用的時(shí)候，為了確保智能電網(wǎng)運(yùn)行的整體效率，在實(shí)際應(yīng)用的過程中，可以借助GIS系統(tǒng)的技術(shù)支持，從而幫助電網(wǎng)工作人員，更好地調(diào)整電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行方案，確保清潔能源得到最大化的利用，不斷促進(jìn)我國智能電網(wǎng)建設(shè)與發(fā)展。

三、電力大數(shù)據(jù)關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用

（一）數(shù)據(jù)倉庫技術(shù)

因?yàn)橹悄茈娋W(wǎng)獲取信息的渠道非常多，數(shù)據(jù)分布范圍較廣，不同類型處理要求也有差異，所以在收集與管理中會(huì)受多種因素限制。通過在系統(tǒng)中運(yùn)用數(shù)據(jù)倉庫技術(shù)可以有效解決這一問題。通常情況下，智能電網(wǎng)處理數(shù)據(jù)會(huì)根據(jù)搜集、選擇、轉(zhuǎn)換等步驟進(jìn)行操作，因此運(yùn)用數(shù)據(jù)倉庫技術(shù)主要分為3點(diǎn)：第一，數(shù)據(jù)抽取技術(shù)，在源系統(tǒng)中獲取數(shù)據(jù)，再向其傳輸目的數(shù)據(jù);第二，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換技術(shù)，通過轉(zhuǎn)換獲取數(shù)據(jù)，改變具體形式，并處理其中存在的錯(cuò)誤數(shù)據(jù);第三，數(shù)據(jù)加載技術(shù)，加載轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)，并將其傳遞到源系統(tǒng)中有效儲(chǔ)存。由于數(shù)據(jù)倉庫技術(shù)是一項(xiàng)非常關(guān)鍵的數(shù)據(jù)集成技術(shù)，在智能電網(wǎng)數(shù)據(jù)搜集工作中占據(jù)重要地位，所以在企業(yè)創(chuàng)新發(fā)展中，必須要充分展現(xiàn)應(yīng)用技術(shù)的價(jià)值，只有這樣才能實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)企業(yè)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。

（二）應(yīng)用于電網(wǎng)運(yùn)行

電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行依賴于發(fā)電側(cè)出力與用戶側(cè)負(fù)荷的平衡，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)對電網(wǎng)運(yùn)行的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控和分析，可及時(shí)實(shí)現(xiàn)電廠出力及短期負(fù)荷的精準(zhǔn)預(yù)測，實(shí)現(xiàn)調(diào)度部門的精準(zhǔn)調(diào)控，保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。同時(shí)，在線路損耗計(jì)算、電網(wǎng)異常監(jiān)測等方面，大數(shù)據(jù)技術(shù)也有廣闊的應(yīng)用空間。

（三）數(shù)據(jù)安全

隨著時(shí)代的發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)成為人們生活中必不可少的一部分。在這樣的環(huán)境下，信息的安全也成為人們重點(diǎn)關(guān)注的內(nèi)容。因此，在大數(shù)據(jù)技術(shù)之下，做好數(shù)據(jù)安全工作也是非常必要的。通過大數(shù)據(jù)技術(shù)，對電網(wǎng)系統(tǒng)當(dāng)中損失的數(shù)據(jù)可以及時(shí)地恢復(fù)，并提高其防御風(fēng)險(xiǎn)的能力，保障信息和數(shù)據(jù)的安全性。

四、結(jié)論

綜上所述，要想實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)管理我國電力系統(tǒng)必須優(yōu)化完善信息的多樣性和復(fù)雜性，促使在優(yōu)化完備的研究過程中能夠有效收集數(shù)據(jù)形成數(shù)字化管理，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)創(chuàng)建、儲(chǔ)存、處理等各項(xiàng)功能的優(yōu)化，幫助我國電網(wǎng)企業(yè)高效的進(jìn)行用戶分類，促使電網(wǎng)企業(yè)本身提高更加完備的產(chǎn)品服務(wù)?？梢哉f這種利用數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的發(fā)展戰(zhàn)略，是提高企業(yè)核心競爭力的重要舉措，需要工作人員加強(qiáng)研究力度，進(jìn)一步推動(dòng)中國特色智能電網(wǎng)的發(fā)展。

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