大數(shù)據(jù)背景下用戶側(cè)用電數(shù)據(jù)在電力系統(tǒng)的應(yīng)用

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(yùn)行、節(jié)能經(jīng)濟(jì)調(diào)度、供電可靠性、經(jīng)濟(jì)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(yùn)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(yùn)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(yùn)行環(huán)境復(fù)雜程度加深，對電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的要求愈發(fā)嚴(yán)格。因此，電力企業(yè)在運(yùn)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(diǎn)，而每一個數(shù)據(jù)采集點(diǎn)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(yùn)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(yùn)營不斷向前推進(jìn)，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(yùn)行。在運(yùn)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(jìn)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(jìn)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(hù)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(jìn)行分析，研究力圖指導(dǎo)企業(yè)在兼顧經(jīng)濟(jì)性和安全性的前提下選擇科學(xué)的電費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)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(yù)測是工業(yè)企業(yè)實現(xiàn)優(yōu)化調(diào)度與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的前提，但工業(yè)企業(yè)的用電需求預(yù)測與電網(wǎng)的傳統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測不同。以往電力系統(tǒng)的負(fù)荷預(yù)測僅從電網(wǎng)角度，預(yù)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(dǎo)致用戶用電行為的隨機(jī)和無序等負(fù)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(yù)測技術(shù)，進(jìn)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(dá)到削減尖峰負(fù)荷、引導(dǎo)企業(yè)經(jīng)濟(jì)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(jì)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(dāng)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(fù)荷側(cè)的用電設(shè)備運(yùn)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(jī)均和電壓的跌落有直接的關(guān)系。可利用大數(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(diǎn)用電分路的監(jiān)測。在不影響工業(yè)企業(yè)正常運(yùn)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(diǎn)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(jìn)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(yù)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(jìn)行數(shù)據(jù)共享、智能互動，積極參與到電網(wǎng)的運(yùn)行和建設(shè)當(dāng)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(dāng)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(xì)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(xué)地調(diào)控大功率負(fù)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(dá)到合格的門限值，并對功率因數(shù)不合格情況進(jìn)行改善以降低電能損耗;對用戶用電結(jié)構(gòu)進(jìn)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(fù)荷，在發(fā)電端不增加出力的情況下通過負(fù)荷端調(diào)節(jié)電網(wǎng)負(fù)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(yù)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(fù)荷曲線指導(dǎo)用戶削峰填谷、錯峰運(yùn)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(xì)、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(yuǎn)發(fā)展、有效促進(jìn)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(jì)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(yùn)用進(jìn)行分析，力圖對工業(yè)企業(yè)的用電行為進(jìn)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(jì)社會發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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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(xué)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。