有關(guān)大數(shù)據(jù)的電力信息通信預(yù)警技術(shù)分析

◆江 浩 鄧 翔 黃 斌 劉澤宇

有關(guān)大數(shù)據(jù)的電力信息通信預(yù)警技術(shù)分析

◆江 浩 鄧 翔 黃 斌 劉澤宇

（國網(wǎng)荊州供電公司 湖北 434000）

近些年來伴隨著信息技術(shù)的高速發(fā)展，信息技術(shù)的成果也開始廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)，包括電力行業(yè)。在這樣的背景下，電力信息通信技術(shù)的重要性開始愈發(fā)重要。因此，在發(fā)展過程中，應(yīng)該保證大數(shù)據(jù)分析技術(shù)同電網(wǎng)安全自身的預(yù)警需求之間有機(jī)的結(jié)合，從而進(jìn)一步保證電網(wǎng)調(diào)度的穩(wěn)定，成為重中之重。正是在這樣的情況下，研究與分析電網(wǎng)大數(shù)據(jù)的特點(diǎn)并詳細(xì)了解我國預(yù)警系統(tǒng)的相關(guān)管理要求，成為促進(jìn)我國電網(wǎng)預(yù)警技術(shù)不斷發(fā)展的一條切實(shí)可行的路徑。

電力系統(tǒng)；大數(shù)據(jù)；電力信息通信預(yù)警技術(shù)；分析

最近幾年的時(shí)間里，我國在經(jīng)濟(jì)與科學(xué)技術(shù)的發(fā)展上，取得了舉世矚目的成績，而經(jīng)濟(jì)與科學(xué)兩個(gè)方面的齊頭并進(jìn)，很大程度上也推動(dòng)了我國電網(wǎng)的建設(shè)。但在這樣高速的發(fā)展背景之下，相關(guān)電網(wǎng)設(shè)備同時(shí)也很容易受到自然環(huán)境等諸多因素的影響，從而影響整個(gè)電網(wǎng)運(yùn)行的安全系數(shù)。因此，將電網(wǎng)預(yù)警系統(tǒng)同大數(shù)據(jù)技術(shù)進(jìn)行更好融合，繼而有效提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性以及預(yù)警能力，對(duì)于我國信息通信技術(shù)作用于電力行業(yè)來說有著極其現(xiàn)實(shí)的意義。

1 電力信息通信預(yù)警技術(shù)的前景

大數(shù)據(jù)技術(shù)作為當(dāng)今時(shí)代信息技術(shù)突飛猛進(jìn)的一個(gè)產(chǎn)物，其在電力行業(yè)的應(yīng)用成為未來發(fā)展的一個(gè)前景。近些年來電力行業(yè)的發(fā)展也印證了這一點(diǎn)，電網(wǎng)信息系統(tǒng)之中的數(shù)據(jù)量大規(guī)模的增加，而這些增加的數(shù)據(jù)則完全符合大數(shù)據(jù)的特點(diǎn)。因此，通過大數(shù)據(jù)技術(shù)，構(gòu)建分析模型，并以此為基礎(chǔ)來形成相應(yīng)的預(yù)警機(jī)制成為了未來發(fā)展的必然趨勢(shì)[1]。

在這中間大數(shù)據(jù)技術(shù)構(gòu)架下的信息通信預(yù)警系統(tǒng)，往往能夠方便工作人員迅速獲取相關(guān)信息。從而使其能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在的危險(xiǎn)，并做到快速發(fā)現(xiàn)問題，快速解決問題，全面提高電力運(yùn)行的穩(wěn)定性。由此可見，就電力信息通信預(yù)警技術(shù)的前景來看，其在日后將得到較為廣泛的應(yīng)用，從而為我國電力行業(yè)的發(fā)展保駕護(hù)航。

2 大數(shù)據(jù)背景下電力信息通信風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警的架構(gòu)研究

電網(wǎng)在運(yùn)行的情況下最為主要的特點(diǎn)，就是類型多且信息量大并且數(shù)據(jù)還貫穿了整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)。目前，電網(wǎng)數(shù)據(jù)的類型主要分為三種類型，即非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)、半結(jié)構(gòu)以及結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。而在這些數(shù)據(jù)類型之中，結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)所包括的主要是人力資源、財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)等等，這些數(shù)據(jù)大多存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫之中。半結(jié)構(gòu)化類型的數(shù)據(jù)，所指的則是電網(wǎng)運(yùn)行的相關(guān)數(shù)據(jù)。而相對(duì)于前兩者來說，非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)則更好理解一些，非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)通常所代表的則是包括一些圖片、音頻這一類的數(shù)據(jù)[2]。

將以上三大數(shù)據(jù)類型代入到大數(shù)據(jù)之中進(jìn)行必要的分析，所分析的主要是其中眾多數(shù)據(jù)中較有用的數(shù)據(jù)。當(dāng)然，這個(gè)分析不僅只是局限于單個(gè)數(shù)據(jù)這一個(gè)維度，在分析過程中同時(shí)還應(yīng)該側(cè)重于分析數(shù)據(jù)之間存在著的如關(guān)聯(lián)、因果性的關(guān)系。而后在將這些采集好的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算以及存儲(chǔ)，全方位的守護(hù)電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性與安全性，并對(duì)可能發(fā)生的問題進(jìn)行預(yù)警，從而使得我國的電網(wǎng)預(yù)警系統(tǒng)能夠追趕上我國對(duì)電網(wǎng)預(yù)警這一管理層面的需要。

（1）大數(shù)據(jù)為根本的電力通信風(fēng)險(xiǎn)剖析以及預(yù)警架構(gòu)

以大數(shù)據(jù)分析為根本的自動(dòng)預(yù)警系統(tǒng)，相較于過去的預(yù)警系統(tǒng)來說有著很大的優(yōu)勢(shì)。這個(gè)優(yōu)勢(shì)就是基于大數(shù)據(jù)的預(yù)警系統(tǒng)，總是能夠?qū)^為復(fù)雜的數(shù)據(jù)進(jìn)行必要的分析，并能根據(jù)預(yù)警的問題以及問題的等級(jí)對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行合理的預(yù)警，繼而在做到大數(shù)據(jù)與其有效結(jié)合的同時(shí)，提高電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。

電網(wǎng)的預(yù)警系統(tǒng)在運(yùn)行的時(shí)候，其主要涉及的運(yùn)行方式就是對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、采集，并且根據(jù)數(shù)據(jù)的特征進(jìn)行結(jié)論驗(yàn)證。這樣的情況下，能夠在最大程度上使得電力系統(tǒng)的相關(guān)管理人員，在第一時(shí)間做到對(duì)問題的把控。同時(shí)，預(yù)警系統(tǒng)提供的牢靠數(shù)據(jù)，還有助于在發(fā)生突發(fā)情況的時(shí)候，幫助管理人員在第一時(shí)間迅速做出反應(yīng)以及決策，從而使得預(yù)警系統(tǒng)能夠更好切合電網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行的預(yù)警需要。

一直以來，大數(shù)據(jù)最為主要的開源平臺(tái)就是Spark與Hadoop，同時(shí)隨著電力行業(yè)的高速發(fā)展，大數(shù)據(jù)處理背景下的預(yù)警系統(tǒng)也開始呈現(xiàn)出了多元化的相關(guān)應(yīng)用以及問題解決方案。在這兩個(gè)開源解決平臺(tái)之中，Hadoop通常的情況下負(fù)責(zé)的是集群操控的任務(wù)，而Hadoop在操作過程中，最大的優(yōu)勢(shì)就是可以在集群操控的基礎(chǔ)上面，增加上千個(gè)節(jié)點(diǎn)的精準(zhǔn)計(jì)算。并且，Hadoop系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)計(jì)算速度也并不是一成不變的，多數(shù)時(shí)候其能夠隨著集群數(shù)量的變化，而發(fā)生運(yùn)算速度上變化。通俗來說就是，集群的數(shù)量如果減少了的話，計(jì)算的速度也就會(huì)隨之提升。

在講述這個(gè)構(gòu)架的時(shí)候，有這樣一點(diǎn)需要單獨(dú)指出。那就是Hadoop這個(gè)開源平臺(tái)雖然在集控運(yùn)行上擁有著巨大的優(yōu)勢(shì)，但這個(gè)平臺(tái)卻并不具備相應(yīng)的實(shí)時(shí)應(yīng)用處理能力。因此，這個(gè)時(shí)候在構(gòu)架層面同Hadoop較為接近的Spark平臺(tái)，可以當(dāng)作前者的一個(gè)加強(qiáng)部分，從而彌補(bǔ)其在實(shí)時(shí)應(yīng)用操控方面的空白，從而為電網(wǎng)預(yù)警系統(tǒng)奠定一個(gè)好基礎(chǔ)。

（2）基于大數(shù)據(jù)的相關(guān)數(shù)據(jù)處理

以大數(shù)據(jù)分析為基礎(chǔ)的總體功能架構(gòu)，在技術(shù)層面來看，可以更好地應(yīng)用SOA的架構(gòu)模板，在服務(wù)的端口方面則可將Java技術(shù)當(dāng)做首選，而在客戶端的開發(fā)上，B/S技術(shù)則可以為預(yù)警系統(tǒng)提供必要的支撐。在功能的劃分上，預(yù)警系統(tǒng)應(yīng)該五大模塊構(gòu)成，即由接口模塊、采集模塊、數(shù)據(jù)挖掘、分析模塊、預(yù)警生成模塊五大模塊構(gòu)成。

以這五大模塊作為有效支撐，能夠更好有助于信息預(yù)警系統(tǒng)在每一個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行精準(zhǔn)的工作。并且，完備的功能模塊還能夠更好的盤點(diǎn)梳理電力運(yùn)行設(shè)備的資產(chǎn)以及地理情況，幫助預(yù)警管理人員能夠切實(shí)地了解電力的各類信息，從而使得管理人員能夠以此為基礎(chǔ)做好相關(guān)數(shù)據(jù)、設(shè)備的統(tǒng)計(jì)工作。并且，五大功能模塊的完善還有助于管理人員能夠在電網(wǎng)出現(xiàn)問題的第一時(shí)間做出判斷，并根據(jù)判斷做出預(yù)警信息的發(fā)布。

最后就是硬件層面的布置，以電力系統(tǒng)的二次安全防護(hù)為根本出發(fā)點(diǎn)，大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)下的電力信息通信預(yù)警技術(shù)，必須要遵循電力系統(tǒng)運(yùn)行的基本原則。因此，在硬件層面應(yīng)該對(duì)預(yù)警系統(tǒng)安裝必要的防護(hù)隔離裝置來提升其的安全系數(shù)。這里需單獨(dú)指出的是，預(yù)警系統(tǒng)在運(yùn)行的過程中，還應(yīng)該遵循相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，從而避免操作失誤所導(dǎo)致的意外損失。只有在這樣的基礎(chǔ)上，才能使得預(yù)警系統(tǒng)能夠以穩(wěn)定的狀態(tài)，繼而保證數(shù)據(jù)的采集、挖掘以及預(yù)警等相關(guān)工作。

（3）大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)下電力信息的通信趨勢(shì)預(yù)測(cè)

不同于絕大多數(shù)的算法，Holt-Winters的平滑模型，能夠更好地體現(xiàn)出具有趨勢(shì)性質(zhì)的信息，同時(shí)其還能夠更好地對(duì)季節(jié)性的時(shí)間序列進(jìn)行預(yù)測(cè)。一直以來，趨勢(shì)這一層面的預(yù)測(cè)，往往需要耗費(fèi)大量的人力、物力。但當(dāng)預(yù)警系統(tǒng)完善之后，對(duì)于總的趨勢(shì)預(yù)測(cè)就可以做到相對(duì)來說更好把控。并且，其還能夠更好將數(shù)據(jù)本身的變化情況、規(guī)律等進(jìn)行深入的剖析?？梢?，大數(shù)據(jù)背景下的預(yù)警系統(tǒng)的搭建，對(duì)于電力行業(yè)來說有著不可估量的影響。

當(dāng)然，就目前的情況來看，電力系統(tǒng)所包含的信息通信系統(tǒng)還存在這容量不確定這一問題。因此，相關(guān)預(yù)測(cè)工作的進(jìn)行應(yīng)該建立在穩(wěn)固的運(yùn)行環(huán)境上面。只有這樣才能夠好的保證運(yùn)行的實(shí)時(shí)性以及準(zhǔn)確性，從而避免有過大的誤差出現(xiàn)。通常情況下來說，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析并預(yù)測(cè)共四個(gè)步驟，這四個(gè)步驟分別是數(shù)據(jù)的平穩(wěn)化處理、模型的識(shí)別、參數(shù)預(yù)測(cè)、參數(shù)估算四大步驟。只要相關(guān)工作人員掌握好這四大步驟，便能對(duì)通信趨勢(shì)的預(yù)測(cè)做到最大程度上的把控。

3 結(jié)束語

總而言之，我國目前依然走在電力系統(tǒng)變革的道路上。而伴隨著改革的逐漸深入，電力行業(yè)在發(fā)展過程中對(duì)于信息通信系統(tǒng)的依賴性也開始呈倍數(shù)增長。所以，未來電力行業(yè)的發(fā)展同信息服務(wù)能力之間的聯(lián)系已經(jīng)到了難以進(jìn)行剝離的地步。因此，基于大數(shù)據(jù)背景著重發(fā)展電力信息通信預(yù)警技術(shù)，對(duì)于促進(jìn)我國電網(wǎng)持續(xù)安全穩(wěn)定的運(yùn)行來說有著巨大的推動(dòng)作用。

[1]王江亭，靳丹，俞俊，等.基于大數(shù)據(jù)的電力信息通信預(yù)警技術(shù)研究[J].電力信息與通信技術(shù)，2017（9）：64-69.

[2]胡聰，劉翠玲，吳尚，等.基于大數(shù)據(jù)日志的預(yù)警技術(shù)分析[J].電氣技術(shù)，2017，18（6）：95-98.