摘要:電網(wǎng)作為大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用和發(fā)展的重要領(lǐng)域之一,大數(shù)據(jù)在電網(wǎng)中的應(yīng)用眾多,涉及電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行、節(jié)能經(jīng)濟調(diào)度、供電可靠性、經(jīng)濟社會發(fā)展分析等諸多方面。但是目前對電力領(lǐng)域的數(shù)據(jù)價值挖掘都僅僅限于電網(wǎng)內(nèi)部和電源端,用戶側(cè)的用電數(shù)據(jù)沒有得到很好利用,而用戶側(cè)的電力數(shù)據(jù)龐大、所含信息量豐富,蘊含豐富的商業(yè)價值。因此用戶側(cè)電力數(shù)據(jù)價值的挖掘已迫在眉睫。
關(guān)鍵詞:大數(shù)據(jù);電力系統(tǒng);用電數(shù)據(jù)
一、用戶側(cè)大數(shù)據(jù)運用的基本特征
1.1數(shù)據(jù)量規(guī)模龐大
隨著電力系統(tǒng)智能化深度的不斷增加,運行環(huán)境復雜程度加深,對電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行的要求愈發(fā)嚴格。因此,電力企業(yè)在運營過程中,通常會在用戶側(cè)及電能輸送過程中設(shè)置數(shù)以萬計的數(shù)據(jù)采集點,而每一個數(shù)據(jù)采集點所采集的數(shù)據(jù)量非常龐大,除此之外,電力企業(yè)還保存著用戶側(cè)用電行為的歷史數(shù)據(jù)。用戶側(cè)的電力數(shù)據(jù)龐大、所含信息量非常豐富,蘊含著大量的商業(yè)價值。
1.2數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)類型多
目前工業(yè)企業(yè)的自動化生產(chǎn)運營不斷向前推進,與此同時需要各類型的傳感器采集相關(guān)數(shù)據(jù)以此來保證生產(chǎn)正常運行。在運行的各個環(huán)節(jié)都存在著大量有用的信息數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)在采集、傳輸、存儲和處理的過程中形成了多源異構(gòu)數(shù)據(jù)。
1.3數(shù)據(jù)的交互性
能源互聯(lián)與智能電網(wǎng)不僅僅是各用戶側(cè)物理互聯(lián),其重要的特征在于資源共享,數(shù)據(jù)交互。各用戶側(cè)用電行為數(shù)據(jù)交互,各數(shù)據(jù)資源相互共享。若將這些交互性數(shù)據(jù)進行深度融合分析,挖掘其中的數(shù)據(jù)價值,必定可以加快推進工業(yè)企業(yè)“互聯(lián)網(wǎng)+”方向發(fā)展。
二、用戶側(cè)大數(shù)據(jù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用
2.1節(jié)能降耗智能用電
工業(yè)企業(yè)用電量約占全社會用電量近八成,且工業(yè)企業(yè)中的高耗能行業(yè)的比例仍然比較高[4]。工業(yè)企業(yè)在追求效率的同時忽視了用電設(shè)備的損耗,節(jié)能裝置設(shè)備投入較少且由于極少維護存在可靠性差等問題,造成了工業(yè)企業(yè)消耗大量不必要的電能。通過利用大數(shù)據(jù)技術(shù)對工業(yè)企業(yè)用電行為進行分析,研究力圖指導企業(yè)在兼顧經(jīng)濟性和安全性的前提下選擇科學的電費標準并制定最優(yōu)的用電策略,是實現(xiàn)工業(yè)企業(yè)用電節(jié)能,提高電能的利用率,從而實現(xiàn)節(jié)能減排的重要途徑。用電需求預測是工業(yè)企業(yè)實現(xiàn)優(yōu)化調(diào)度與經(jīng)濟運行的前提,但工業(yè)企業(yè)的用電需求預測與電網(wǎng)的傳統(tǒng)負荷預測不同。以往電力系統(tǒng)的負荷預測僅從電網(wǎng)角度,預測區(qū)域范圍內(nèi)未來用電量,以期安排發(fā)電廠的生產(chǎn)計劃,導致用戶用電行為的隨機和無序等負面效應(yīng)??蓮钠髽I(yè)用戶角度出發(fā),基于大數(shù)據(jù)分析下的工業(yè)企業(yè)用電需求預測技術(shù),進一步建立需求側(cè)響應(yīng)體系,實現(xiàn)用戶與電力系統(tǒng)雙向互動,最終達到削減尖峰負荷、引導企業(yè)經(jīng)濟智慧用電及緩解電力供需矛盾的效果,而且能實現(xiàn)我國智能用電,加快建設(shè)數(shù)字中國,更好地服務(wù)我國經(jīng)濟社會發(fā)展。
2.2防患未然安全用電
工業(yè)企業(yè)用電設(shè)備繁多、額定功率大、持續(xù)時間長,并且對用電情況缺乏監(jiān)測,對配電設(shè)備和線路的過載、過流、過熱情況無法及時了解。只有當設(shè)備損壞或造成安全事故時才后知后覺。電網(wǎng)的電壓、頻率的不穩(wěn)定以及波形的畸變將會對負荷側(cè)的用電設(shè)備運行產(chǎn)生不良影響:根據(jù)不完全統(tǒng)計,在數(shù)據(jù)化領(lǐng)域46%的終端出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失和85%的服務(wù)器出現(xiàn)宕機均和電壓的跌落有直接的關(guān)系??衫么髷?shù)據(jù)和現(xiàn)代智能通信技術(shù),線下安裝多回路采集模塊實現(xiàn)企業(yè)的總體用電情況及重點用電分路的監(jiān)測。在不影響工業(yè)企業(yè)正常運行的情況下,采集用電設(shè)備的有功功率、無功功率等相關(guān)電能參數(shù)。利用局域網(wǎng)將各個區(qū)域的監(jiān)測點數(shù)據(jù)傳輸?shù)街悄芫W(wǎng)關(guān),智能網(wǎng)關(guān)整合數(shù)據(jù)后上傳至平臺,平臺接收各項實時數(shù)據(jù),實現(xiàn)工業(yè)企業(yè)用電的實時在線分類和分項,便于管理部門進行有效的監(jiān)控與管理。所監(jiān)測的參數(shù)超過系統(tǒng)設(shè)置的閾值時發(fā)出告警信息,實現(xiàn)對已有故障的實時分級告警,對告警信息的監(jiān)測分析可有效杜絕事故隱患,降低事故發(fā)生率,減少企業(yè)損失;并對諸如變壓器過載、電壓越限、電流越限、三相電壓電流不平衡越限等非故障卻有潛在危險情形提前預警,且提示故障位置和故障類型,以便企業(yè)采取及時有效的應(yīng)對措施,從而保證正常的生產(chǎn)活動,延長設(shè)備的使用壽命。
2.3雙向互動緩解矛盾
智能電網(wǎng)時代,鼓勵工業(yè)企業(yè)和電網(wǎng)之間進行數(shù)據(jù)共享、智能互動,積極參與到電網(wǎng)的運行和建設(shè)當中。智能電表所代表的儀表監(jiān)控雖然能在一定程度上監(jiān)測和反映當時的用電情況,但對實現(xiàn)企業(yè)用電數(shù)據(jù)的規(guī)?;鎯Α⒎诸?、整合、分析尚有不足,使得企業(yè)難以深入到精細化用電管理的層面。采用大數(shù)據(jù)分析,基于每日、每月尖峰平谷四時段用電量占比,評估尖、峰時段用電量占比是否過高,提供節(jié)能技術(shù)改造方案,使得企業(yè)在日常生產(chǎn)中能科學地調(diào)控大功率負荷啟動時間及順序以降低企業(yè)用電成本;并基于每月統(tǒng)計的功率因數(shù)分析其是否達到合格的門限值,并對功率因數(shù)不合格情況進行改善以降低電能損耗;對用戶用電結(jié)構(gòu)進行分析計算以制定企業(yè)用電的改造方案。通過電力需求側(cè)的有效管理,可以降低城市尖峰負荷,在發(fā)電端不增加出力的情況下通過負荷端調(diào)節(jié)電網(wǎng)負荷高峰期的供需矛盾,提高電網(wǎng)穩(wěn)定性。因此可借助數(shù)據(jù)挖掘算法刻畫工企用電行為,構(gòu)建企業(yè)用電需求預測模型;建立需求側(cè)響應(yīng)體系,實現(xiàn)用戶與電力系統(tǒng)雙向互動,根據(jù)企業(yè)負荷曲線指導用戶削峰填谷、錯峰運行,助推電力系統(tǒng)穩(wěn)定。
三、 結(jié)束語
在能源互聯(lián),智能電網(wǎng)的發(fā)展過程中,實現(xiàn)精細、實時、快捷、豐富的用電服務(wù)和管理成為大勢所趨。研發(fā)集物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算于一體的電力數(shù)據(jù)平臺,實現(xiàn)供電智能化、網(wǎng)絡(luò)化、互動化和節(jié)能減排,是用電服務(wù)管理的發(fā)展方向。能助力工業(yè)企業(yè)長遠發(fā)展、有效促進智能電網(wǎng)深度發(fā)展,具有廣闊的實際應(yīng)用前景,能夠產(chǎn)生巨大的社會經(jīng)濟效應(yīng)。本文對用戶側(cè)電力大數(shù)據(jù)在電力系統(tǒng)中的運用進行分析,力圖對工業(yè)企業(yè)的用電行為進行優(yōu)化以實現(xiàn)智能用電,加快建設(shè)數(shù)字中國,更好地服務(wù)我國經(jīng)濟社會發(fā)展。
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(作者單位:包頭供電局石拐供電分局)
作者簡介:白雪茹(1993.04.20);女;內(nèi)蒙古包頭市;蒙;大學本科;助理工程師;職務(wù):用電檢查員;研究方向:用戶側(cè)用電管理。