探析大數(shù)據(jù)于電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

王昊旸 廉亞霖 王文帥 李怡豪 趙睿杰

摘要：伴隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，我國(guó)的電力行業(yè)取得了很大的成就，在促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中發(fā)揮了非常重要的作用。大數(shù)據(jù)技術(shù)在電力行業(yè)的使用改變了電力企業(yè)的工作流程，有利于電力企業(yè)的發(fā)展。本文將主要從大數(shù)據(jù)技術(shù)的含義、大數(shù)據(jù)技術(shù)對(duì)于目前電力系統(tǒng)的重要性、大數(shù)據(jù)在電力系統(tǒng)未來(lái)發(fā)展、大數(shù)據(jù)技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用策略以及大數(shù)據(jù)在電力系統(tǒng)中所面臨的挑戰(zhàn)來(lái)解釋大數(shù)據(jù)技術(shù)在電力領(lǐng)域應(yīng)用。

關(guān)鍵字：大數(shù)據(jù);電力系統(tǒng);技術(shù)融合

1 引言

作為我國(guó)民生發(fā)展最重要的基礎(chǔ)，電力系統(tǒng)隨著經(jīng)濟(jì)體系的逐步完善。各個(gè)行業(yè)對(duì)電力系統(tǒng)供應(yīng)質(zhì)量的要求越來(lái)越高。電力系統(tǒng)如果利用傳統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)方式，將會(huì)具有極大的壓力。從電力系統(tǒng)分布總體結(jié)構(gòu)來(lái)講，電力線路覆蓋范圍廣是電力系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)的主要特點(diǎn)，而構(gòu)建線路由于受到外界因素的影響，線路故障產(chǎn)生的幾率將會(huì)超出預(yù)估。供電系統(tǒng)任意一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題是，供電系統(tǒng)便無(wú)法保證能夠持續(xù)的供電，要出現(xiàn)某區(qū)域內(nèi)企業(yè)出現(xiàn)大規(guī)模的停電現(xiàn)象，會(huì)對(duì)各個(gè)企業(yè)造成一定的損失。隨著電力系統(tǒng)覆蓋范圍越來(lái)越廣，所需要處理的信息也越來(lái)越多，與此同時(shí)便要尋求有效的大數(shù)據(jù)處理技術(shù)，解決以上問(wèn)題的最便捷方式。大數(shù)據(jù)技術(shù)相比于傳統(tǒng)技術(shù)而言，能夠在一定時(shí)間內(nèi)完成獲取管理和處理數(shù)據(jù)收集，從海量的信息中獲得最有價(jià)值的信息的技術(shù)。

2 大數(shù)據(jù)含義及意義

大數(shù)據(jù)又稱巨型資料，來(lái)自許多渠道收集而來(lái)的龐大數(shù)據(jù)組，具有極強(qiáng)的實(shí)時(shí)性。大數(shù)據(jù)的應(yīng)用能夠提升智能化水平，目前已成為國(guó)家戰(zhàn)略技術(shù)。隨著大數(shù)據(jù)技術(shù)的愈發(fā)成熟，該技術(shù)也開(kāi)始為人們的生活進(jìn)行服務(wù)，為人類創(chuàng)造了更大的價(jià)值。近年來(lái)國(guó)家電網(wǎng)開(kāi)始對(duì)營(yíng)銷系統(tǒng)以及生產(chǎn)系統(tǒng)的信息加大建設(shè)，商業(yè)軟件以及供電企業(yè)內(nèi)部的不斷改革，使得數(shù)據(jù)化辦公得以快速發(fā)展。在國(guó)家十三五規(guī)劃中，國(guó)家要求在全球能源與經(jīng)濟(jì)一體化的趨勢(shì)以及所要面對(duì)的客戶多樣化的必然趨勢(shì)下，公司必須整合現(xiàn)有數(shù)據(jù)加以充分利用，優(yōu)化服務(wù)流程，提高電網(wǎng)公司服務(wù)意識(shí)，不斷的與社會(huì)與國(guó)際接軌，要通過(guò)不斷創(chuàng)新打破原有的思維定勢(shì)，通過(guò)對(duì)建立客戶價(jià)值的深度分析，在不同客戶的能力接受范圍內(nèi)提供不同層次的差異化的服務(wù)，來(lái)提高用電用戶的滿意程度，從根本上促進(jìn)國(guó)家電網(wǎng)公司服務(wù)建設(shè)與發(fā)展。

3 大數(shù)據(jù)應(yīng)用現(xiàn)狀

國(guó)家電網(wǎng)公司發(fā)布了《中國(guó)電力大數(shù)據(jù)發(fā)展白皮書(shū)》，闡述了大數(shù)據(jù)的發(fā)展方向，以及在未來(lái)可能遇到的挑戰(zhàn)，深入分析了大數(shù)據(jù)未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì)。

中國(guó)電力企業(yè)的發(fā)、輸、變、配、用等各環(huán)節(jié)全程由大數(shù)據(jù)覆蓋成為未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。通過(guò)大數(shù)據(jù)的整合與分析，利用智能電表終端進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，通過(guò)整個(gè)后臺(tái)系統(tǒng)的整合。大的方面來(lái)說(shuō)，可以用來(lái)進(jìn)行負(fù)荷預(yù)測(cè)，減少并網(wǎng)容量，達(dá)到節(jié)能減排的要求。往小的方面來(lái)說(shuō)，進(jìn)行微電網(wǎng)數(shù)據(jù)管理，用戶使用習(xí)慣進(jìn)行整合，對(duì)用戶的用電行為進(jìn)行分析，以便給用戶提供合適的服務(wù)。另一方面可以利用大數(shù)據(jù)對(duì)電流電壓功率的指標(biāo)進(jìn)行篩選分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)客戶電壓電流數(shù)據(jù)的自動(dòng)篩選。一旦電壓超過(guò)某一數(shù)值，將會(huì)形成報(bào)警數(shù)據(jù)，通過(guò)后續(xù)的整改，確保低電壓不再存在提高了供電的質(zhì)量以及服務(wù)水平。

4 電力系統(tǒng)中的主要數(shù)據(jù)類型

4.1基礎(chǔ)類型

基礎(chǔ)類數(shù)據(jù)是指與變壓器發(fā)電機(jī)的電力設(shè)備屬性有關(guān)的數(shù)據(jù)。電力系統(tǒng)需要結(jié)合自身實(shí)際情況，去規(guī)劃和管理類數(shù)據(jù)。并在建立系統(tǒng)中定期更新，以確保調(diào)度中心掌握最新的數(shù)據(jù)，并根據(jù)最新數(shù)據(jù)制定戰(zhàn)略決策。

4.2日常管理數(shù)據(jù)

日常管理數(shù)據(jù)是各部門統(tǒng)計(jì)電力系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的其他種類的數(shù)據(jù)，以及在處理完各種問(wèn)題后形成的數(shù)據(jù)信息。在電力系統(tǒng)中，日常管理數(shù)據(jù)會(huì)自動(dòng)生成，并在電力系統(tǒng)建立的共享平臺(tái)上進(jìn)行分享。通過(guò)對(duì)該數(shù)據(jù)的共享，可以反映出尖的設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，同時(shí)還便于電力系統(tǒng)各部門獲取所需要的信息，為部門工作的有序開(kāi)展提供可靠依據(jù)。

4.3實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)

實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)出現(xiàn)在電力系統(tǒng)運(yùn)行的全過(guò)程中，數(shù)據(jù)總量十分龐大，需要配備到存儲(chǔ)空間要充足。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)不僅可以反映電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀況還可以通過(guò)對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行糾錯(cuò)處理，進(jìn)一步提升數(shù)據(jù)的價(jià)值。

5電力系統(tǒng)中大數(shù)據(jù)的應(yīng)用

5.1發(fā)電環(huán)節(jié)

目前我國(guó)發(fā)電的主要方式還是火力發(fā)電，火力發(fā)電中煤炭的消耗率已高于世界用電水平，對(duì)于火電廠的消耗節(jié)能方面已經(jīng)達(dá)到了刻不容緩的地步，可持續(xù)健康發(fā)展的思想仍需要加強(qiáng)。利用大數(shù)據(jù)等先進(jìn)的技術(shù)，可以充分的發(fā)揮火電在多元互補(bǔ)和規(guī)模化新能源電力系統(tǒng)消納作用。通過(guò)大數(shù)據(jù)分析方法可以預(yù)測(cè)出在各種運(yùn)行工況下，機(jī)組供電煤耗量，對(duì)火電機(jī)組的節(jié)能發(fā)電具有很大幫助。

5.2輸電環(huán)節(jié)

大數(shù)據(jù)技術(shù)可以搜集輸電線路中各個(gè)地方的數(shù)據(jù)并進(jìn)行分析，保證輸電線路可以正常運(yùn)行，可以減少輸電線路損壞的幾率，降低由于電路問(wèn)題所引發(fā)的企業(yè)財(cái)產(chǎn)損失，有利于智能電網(wǎng)的形成。如果在輸電過(guò)程中出現(xiàn)了損壞，大數(shù)據(jù)技術(shù)可以很快的得到信息，并加以分析，判斷損壞可能的原因，并通知相關(guān)工作人員進(jìn)行處理，節(jié)省了事故處理的時(shí)間。

5.3用電環(huán)節(jié)

使用大數(shù)據(jù)技術(shù)來(lái)分類和分析大多數(shù)能源消費(fèi)者的用電需求，結(jié)合先進(jìn)的營(yíng)銷策略，宣傳社會(huì)節(jié)能耗電量的概念，這樣有利于電力產(chǎn)業(yè)的“密集”地發(fā)展。

5.4變電環(huán)節(jié)

電網(wǎng)的管理和調(diào)度由變電環(huán)節(jié)承擔(dān)。因此變電設(shè)備的可靠性便是中國(guó)供電可靠性的重點(diǎn)。當(dāng)前，檢修管理模式過(guò)于單一，“變電自動(dòng)化系統(tǒng)信息共享程度不高”是當(dāng)前變電環(huán)節(jié)遇到的障礙之一。對(duì)于以上的問(wèn)題，研究員提出可以應(yīng)用數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和處理技術(shù)來(lái)對(duì)變電設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)。同時(shí)，還可以通過(guò)數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，建立遠(yuǎn)程變電站，智能數(shù)據(jù)挖掘系統(tǒng)，對(duì)實(shí)際的變電環(huán)節(jié)具有切實(shí)幫助。

5.5調(diào)度環(huán)節(jié)

調(diào)度環(huán)節(jié)是通過(guò)對(duì)信息的獲取，傳輸和處理實(shí)現(xiàn)對(duì)電力系統(tǒng)的監(jiān)視分析控制，確保電能可以被順利的傳輸，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益最大化。因此調(diào)度環(huán)節(jié)也被稱為智能電網(wǎng)大腦。隨著大量新的語(yǔ)言被廣泛接入，利用電網(wǎng)調(diào)度環(huán)節(jié)中涉及的大量數(shù)據(jù)，可以構(gòu)建以數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的智能調(diào)度體系，提高電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)性安全性。

5.6管理環(huán)節(jié)

在電力系統(tǒng)建設(shè)管理方面，受到系統(tǒng)自身數(shù)據(jù)容量不足的影響，建設(shè)管理過(guò)程中只有少量的信息被存儲(chǔ)。在這種情況下，系統(tǒng)管理人員不能夠通過(guò)數(shù)據(jù)對(duì)電力設(shè)備進(jìn)行了解，同時(shí)電力系統(tǒng)缺失自動(dòng)化自我分析和決策功能，這不利于電力系統(tǒng)管理水平發(fā)展。我們一個(gè)不斷的提高電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)能力以及項(xiàng)目管理能力;不斷加大對(duì)電力系統(tǒng)信息收集力度;提高系統(tǒng)自身的信息存儲(chǔ)空間;讓其能夠處理大量非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。

結(jié)語(yǔ)

電力系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性不僅關(guān)系到社會(huì)穩(wěn)定，還與人們的日常生活掛鉤。隨著電力系統(tǒng)范圍不斷增加，其中所要處理的數(shù)據(jù)爆炸式增長(zhǎng)，如果想要通過(guò)對(duì)這些數(shù)據(jù)的合理，利用來(lái)提高系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性，就需要通過(guò)大數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)劃整合，并建設(shè)相關(guān)部門對(duì)大數(shù)據(jù)技術(shù)對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行改革創(chuàng)新。并且在未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)，電力系統(tǒng)中大數(shù)據(jù)技術(shù)必將會(huì)得到充分的利用，并來(lái)推動(dòng)我國(guó)電力系統(tǒng)的可持續(xù)健康發(fā)展。

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中北大學(xué) 山西太原 030051