大數(shù)據(jù)分析技術(shù)下能源互聯(lián)網(wǎng)及綜合智慧能源應(yīng)用分析

摘 要：電力系統(tǒng)涵蓋發(fā)電、輸電、變電及配電等功能，電力運行過程中會產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)信息，單單依靠傳統(tǒng)的信息采集與儲存技術(shù)是無法實現(xiàn)對電網(wǎng)全面性的管理的，隨著能源互聯(lián)網(wǎng)及綜合智慧能源的興起，我國提倡建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會，在這一前提下，電力系統(tǒng)的建設(shè)必須遵循節(jié)能環(huán)保的管理理念，利用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)可有效的帶動電網(wǎng)與整個能源行業(yè)信息數(shù)據(jù)的共享，充分的運用到了互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，極大的促進(jìn)了我國電力事業(yè)的發(fā)展。本文將針對大數(shù)據(jù)分析技術(shù)在能源互聯(lián)網(wǎng)及綜合智慧能源中的應(yīng)用進(jìn)行分析，以期為我國互聯(lián)網(wǎng)的安全、可靠運行提供重要依據(jù)。

關(guān)鍵詞：能源互聯(lián)網(wǎng);綜合智慧能源;大數(shù)據(jù)分析技術(shù);信息系統(tǒng)

中圖分類號：TP315? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?DOI：10.12296/j.2096-3475.2021.05.085

前言：大數(shù)據(jù)分析是指分析大規(guī)模數(shù)據(jù)的過程。其特點可以用四個V來概括，即數(shù)據(jù)量大、類型多樣、速度快、值密度低。大數(shù)據(jù)是目前最流行的IT代詞之一。僅僅依靠它，就發(fā)展了附屬行業(yè)，包括數(shù)據(jù)倉庫、數(shù)據(jù)安全、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)挖掘等，實現(xiàn)大數(shù)據(jù)分析的系統(tǒng)化和精確化，為互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展創(chuàng)造條件。

一、大數(shù)據(jù)分析的具體過程

1.大數(shù)據(jù)采集

大數(shù)據(jù)采集依托物聯(lián)網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，是指以特定的方式對大數(shù)據(jù)載體的信息進(jìn)行驗證和存儲的過程。大數(shù)據(jù)采集主要采用標(biāo)記識別、傳感和數(shù)據(jù)集中技術(shù)，包括RFID、條形碼、虹膜、指紋等生物特征識別技術(shù)。傳感器功能是指基于嵌入式傳感器形成傳感器網(wǎng)絡(luò)，采集處于運行狀態(tài)的物品等數(shù)據(jù)。常用的采集方法有電量、狀態(tài)量、SCADA、WAMS等。而數(shù)據(jù)集中處理可以使采集工作盡可能在本地進(jìn)行，不僅減少了通信的消耗，還使本地信息有效集中，減少了信息的雜項，提高了網(wǎng)絡(luò)帶寬利用率的頻率。

2.大數(shù)據(jù)導(dǎo)入

這一步是指將收集的信息數(shù)據(jù)導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫，使格式和標(biāo)準(zhǔn)與數(shù)據(jù)操作相匹配的過程。大數(shù)據(jù)具有數(shù)量大、種類多的特點，而且在天氣和物理環(huán)境的影響下，設(shè)備極易老化或失效，因此在采集過程中不可避免地會出現(xiàn)誤差，因此必須對數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，恢復(fù)因環(huán)境惡劣而造成的信息丟失，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行降噪處理，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)清理。

二、能源互聯(lián)網(wǎng)及綜合智慧能源大數(shù)據(jù)分析技術(shù)

1.大數(shù)據(jù)處理平臺

云計算是一種基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的計算方法，可以很好地實現(xiàn)大規(guī)模數(shù)據(jù)的處理、傳輸和存儲。云計算平臺可以對計算資源和物理資源進(jìn)行虛擬化。在此基礎(chǔ)上，對資源進(jìn)行動態(tài)分配和調(diào)用，最大限度地提高了計算能力，運行成本低，安全性能高，近年來在互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)行業(yè)非常流行。大數(shù)據(jù)處理平臺還設(shè)置了數(shù)據(jù)可視化功能。通過將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為圖像，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)處理的可視化突破，完成了向計算機輔助設(shè)計、圖像處理等多個領(lǐng)域的延伸。反過來，它又成為研究數(shù)據(jù)處理、決策分析等一系列問題的綜合技術(shù)。常見的數(shù)據(jù)可視化技術(shù)包括GIS技術(shù)、GPS技術(shù)等。

2.大數(shù)據(jù)分析算法

分布式聚類算法是一種針對處于故障狀態(tài)的數(shù)據(jù)庫的算法。通過對故障設(shè)備的狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行聚類，將正常狀態(tài)和故障狀態(tài)的數(shù)據(jù)分離并劃分為不同的聚類。聚類是基于樣本之間的相似性，通過曼哈頓距離、歐氏距離等不同的距離計算方法來計算數(shù)據(jù)。這種計算方法實現(xiàn)了分布式計算和迭代計算的結(jié)合，大大節(jié)省了計算時間。大數(shù)據(jù)挖掘多采用并行化的思想，如關(guān)聯(lián)分析與FP-growth算法相結(jié)合，這是針對Apriori算法固有缺陷而提出的一種升級算法。通過兩種技術(shù)的并行化，可以更好地發(fā)揮挖掘技術(shù)的作用。

三、能源互聯(lián)網(wǎng)及綜合智慧能源大數(shù)據(jù)分析技術(shù)的應(yīng)用

1.負(fù)荷建模

在傳統(tǒng)電網(wǎng)中，負(fù)荷的識別是一個很大的問題。電網(wǎng)系統(tǒng)缺乏有效的檢測設(shè)備，導(dǎo)致采集的數(shù)據(jù)可靠性低。一旦負(fù)荷問題得不到解決，很可能會影響電力設(shè)備的連續(xù)運行，降低系統(tǒng)的運行效率。負(fù)荷建模是電力系統(tǒng)的負(fù)荷數(shù)據(jù)分析模塊。隨著大數(shù)據(jù)和云平臺的結(jié)合，負(fù)載建模的應(yīng)用性能得到了顯著提高。它可以實現(xiàn)負(fù)載參數(shù)的準(zhǔn)確估計，提高數(shù)據(jù)質(zhì)量，加快采樣頻率。負(fù)荷建模是能源互聯(lián)網(wǎng)和綜合智能能源大數(shù)據(jù)分析的重要應(yīng)用。它可用于電力調(diào)度、故障定位和負(fù)荷測量。

2.狀態(tài)評估

狀態(tài)評估主要是對狀態(tài)進(jìn)行分類確定，對系統(tǒng)過程的穩(wěn)定性進(jìn)行檢測，它是電力系統(tǒng)正常運行的重要保證，在電網(wǎng)輸送過程中，每次監(jiān)測分析，都需要進(jìn)行相應(yīng)的時間序列分析、運行分析等。而且節(jié)點越多，采集頻率越高，計算任務(wù)越重，因此需要借助大數(shù)據(jù)分析技術(shù)。電力系統(tǒng)的評估主要圍繞電能質(zhì)量、故障恢復(fù)和安全性能進(jìn)行。通過對不同運輸條件下電力系統(tǒng)的分析，了解電力系統(tǒng)內(nèi)部存在的問題，找出安全隱患，改進(jìn)相應(yīng)的自愈控制技術(shù)，進(jìn)一步加強電網(wǎng)的穩(wěn)定性。

3.質(zhì)量檢測

電能的質(zhì)量決定了用戶的體驗滿意度，這對電網(wǎng)系統(tǒng)的未來發(fā)展至關(guān)重要。因此，加強電力系統(tǒng)質(zhì)量監(jiān)測與檢測是電網(wǎng)發(fā)展的重中之重。電網(wǎng)的傳輸質(zhì)量是由電力單位來衡量的，如有功、無功、諧波、頻率等。隨著電力設(shè)備的不斷完善，越來越多的分布式電源接入配電網(wǎng)，實質(zhì)上給電力輸送帶來了質(zhì)量問題。為了解決傳統(tǒng)電網(wǎng)的計算精度不足的問題，有必要增加收集點的數(shù)量和收集數(shù)據(jù)的頻率，密切關(guān)注這一趨勢的電力運輸、及時處理問題，如電壓凹陷，并實現(xiàn)準(zhǔn)確計算大數(shù)據(jù)來滿足用戶的需求。

四、結(jié)語

大數(shù)據(jù)技術(shù)逐漸滲透到電網(wǎng)系統(tǒng)中，取代傳統(tǒng)的信息管理方法，改造電網(wǎng)的能源結(jié)構(gòu)，我國電力行業(yè)出現(xiàn)新的增長，但由于大數(shù)據(jù)技術(shù)還處于發(fā)展過程中，自身存在很多問題，如數(shù)據(jù)采集和處理工作量大，計算比較復(fù)雜等等，因此必須加強對大數(shù)據(jù)分析技術(shù)的研究和改進(jìn)力度，使其更適合于互聯(lián)網(wǎng)能源和綜合智能能源，從而促進(jìn)我國能源結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步優(yōu)化，為我國電網(wǎng)的發(fā)展提供有力的機遇。

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作者簡介：李浩（1991-），男，漢族，河北省滄州市人，職務(wù)：國家電投-吉電股份-北京吉能新能源科技有限公司項目管理，職稱：助理工程師，學(xué)歷：大學(xué)本科，研究方向為新能源、綜合智慧能源、能源互聯(lián)網(wǎng)方向。

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