基于大數(shù)據(jù)時代電力信息技術(shù)應(yīng)用與發(fā)展思考

顧廣宇 易慶 史偉豪

1.國網(wǎng)安徽省電力有限公司電力科學(xué)研究院；2.國網(wǎng)安徽省電力有限公司培訓(xùn)中心

科學(xué)技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展加快了大數(shù)據(jù)時代的到來，與此同時，電力行業(yè)也開始朝著信息化和智能化的發(fā)展方向不斷前進，隨著電力技術(shù)與信息技術(shù)的不斷融合發(fā)展，智能化的電力系統(tǒng)逐漸在我國普及，其與大數(shù)據(jù)技術(shù)之間的聯(lián)系也越來越密切。本文將對大數(shù)據(jù)作簡單介紹，圍繞基于大數(shù)據(jù)時代背景下的電力信息技術(shù)的具體應(yīng)用和發(fā)展展開討論，希望可以為電力行業(yè)的相關(guān)研究提供參考價值。

電力能源是我國能源領(lǐng)域的核心部分，是我國社會經(jīng)濟發(fā)展和人們?nèi)粘Ｉ畈豢苫蛉钡幕A(chǔ)能源。隨著科技的進步和互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，人們迎來了新的時代——大數(shù)據(jù)時代。在此背景下，為了維持電力系統(tǒng)的持續(xù)穩(wěn)定運行，勢必要通過大數(shù)據(jù)技術(shù)對既有電力信息系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進行全面升級與優(yōu)化，充分發(fā)揮電力信息技術(shù)的價值與作用，從而保證電力系統(tǒng)的安全運行，為社會經(jīng)濟發(fā)展和人們?nèi)粘Ｉ钐峁┗A(chǔ)保障。

1 大數(shù)據(jù)的基本概念

從廣義上說，大數(shù)據(jù)是利用特定的數(shù)據(jù)處理技術(shù)，對數(shù)量龐大且種類多樣化的數(shù)據(jù)進行高效處理，并深入分析各數(shù)據(jù)的性質(zhì)和相關(guān)數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系，從而為相關(guān)人員提供參考依據(jù)，便于其做出科學(xué)的決策[1]。簡單來說，大數(shù)據(jù)就是一種可以處理大量數(shù)據(jù)的技術(shù)，具有信息量龐大、信息多樣化、信息處理速度快、價值密度低以及信息高度共享等特點。大數(shù)據(jù)不僅可以分析處理字符類的信息，而且還能夠?qū)崿F(xiàn)圖像和音頻類信息的分析與處理?；ヂ?lián)網(wǎng)的產(chǎn)生和發(fā)展，給各個領(lǐng)域帶來了大量的數(shù)據(jù)，而大數(shù)據(jù)能夠?qū)崿F(xiàn)海量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確高效處理，充分滿足各行各業(yè)的數(shù)據(jù)處理需求。除此之外，大數(shù)據(jù)還能夠?qū)μ幚砗蟮臄?shù)據(jù)進行深層次分析，進而發(fā)現(xiàn)各行各業(yè)在當(dāng)前階段的發(fā)展中存在的問題以及未來發(fā)展趨勢，在推動行業(yè)持續(xù)性發(fā)展方面有著至關(guān)重要的作用[2]。

2 大數(shù)據(jù)對電力信息技術(shù)發(fā)展的影響

大數(shù)據(jù)利用其自身特點與優(yōu)勢，在電力系統(tǒng)的應(yīng)用中能夠采集和處理每家每戶的用電信息，包括用戶的用電途徑、用電量以及用電時間，從而幫助電力單位全面了解用戶的用電需求，進而對不同用戶實施針對性供電，可以有效提高供電系統(tǒng)的工作效率，減少在電力輸送過程中造成的電力能源損耗。與此同時，通過采集用戶的用電信息能夠精準(zhǔn)統(tǒng)計出用戶的用電總量，實現(xiàn)抄表工作的自動化和智能化。在節(jié)省人力成本的同時，還可以有效避免因人工抄表操作失誤而給電力單位帶來的經(jīng)濟損失，在相當(dāng)程度上提高了電力單位的整體經(jīng)濟效益。除此之外，在大數(shù)據(jù)背景下，電力信息技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)用戶電費繳納清單的自動化處理，通過特定的算法對用戶的用電量進行相應(yīng)的運算，從而算出用戶需繳納的電費，不僅能夠提高電力單位的工作效率，而且還可以有效減少電力單位的額外開支，實現(xiàn)電力單位的效益最大化?；诖髷?shù)據(jù)背景下的電力信息技術(shù)還能夠利用計算機技術(shù)對所采集的數(shù)據(jù)進行準(zhǔn)確的分析和處理，通過對比用戶線路的電流運行狀態(tài)，能夠及時發(fā)現(xiàn)異常電流，繼而根據(jù)實際情況采取針對性的處理措施，能夠有效降低用戶竊電行為的發(fā)生概率，對用戶的日常用電行為起到一定的規(guī)范作用，進而減少電力單位的經(jīng)濟損失[3]。由此可見，大數(shù)據(jù)對降低電力單位的經(jīng)濟損失、提升電力單位的整體經(jīng)濟效益、推動電力信息技術(shù)在電力系統(tǒng)中的穩(wěn)定發(fā)展有一定的促進作用。

3 電力信息技術(shù)在大數(shù)據(jù)時代的具體應(yīng)用

3.1 電力信息技術(shù)在電網(wǎng)監(jiān)測方面的應(yīng)用

電網(wǎng)的安全運行是實現(xiàn)各行各業(yè)正常生產(chǎn)經(jīng)營的前提條件，而對電網(wǎng)的運行狀態(tài)進行實時監(jiān)測是保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行的基礎(chǔ)。通過對電網(wǎng)運行過程中產(chǎn)生的各項數(shù)據(jù)進行動態(tài)監(jiān)測與對比分析，能夠診斷電網(wǎng)的運行狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)潛在風(fēng)險，提高電網(wǎng)運行的安全性?，F(xiàn)階段，我國電力行業(yè)對電力系統(tǒng)運行的分析缺乏整體性，信息采集主要是針對單臺設(shè)備，無法實現(xiàn)數(shù)據(jù)之間的緊密聯(lián)系，并且對電網(wǎng)運行狀態(tài)的監(jiān)測也停留在表面，狀態(tài)診斷結(jié)果科學(xué)性相對不足。為了促進電力領(lǐng)域朝著智能化發(fā)展方向不斷前進，勢必要對電力設(shè)備的運行狀態(tài)、電網(wǎng)系統(tǒng)的運行環(huán)境等大量運行數(shù)據(jù)進行綜合分析，找出數(shù)據(jù)之間的規(guī)律，從而為電網(wǎng)運行狀態(tài)的診斷提供科學(xué)依據(jù)。傳統(tǒng)的信息采集和處理技術(shù)無法應(yīng)對海量的數(shù)據(jù)信息，而基于大數(shù)據(jù)時代背景下的電力信息技術(shù)可以很好地滿足現(xiàn)階段的數(shù)據(jù)處理需求，使電力系統(tǒng)的智能化成為可能[4]。

3.2 電力信息技術(shù)在提高電力能源利用率方面的應(yīng)用

電力能源在輸送過程中會因為多種不可控因素而產(chǎn)生電能損耗，這在一定程度上造成電力能源的浪費。想要減少不必要的電能損耗，提高電力能源的利用效率，就要實現(xiàn)電能損耗的實時計算，及時發(fā)現(xiàn)電力系統(tǒng)運行過程中存在的問題并第一時間采取相應(yīng)的控制措施，避免問題進一步擴大?，F(xiàn)階段電力行業(yè)主要是利用進出線端對應(yīng)的電能表顯示的信息來進行電能損耗的計算，這種離線計算方式存在一定的誤差，計算結(jié)果的準(zhǔn)確性相對不高。因此，對電能損耗進行實時計算是電力行業(yè)未來發(fā)展的必然選擇，通過實時計算，能夠及時發(fā)現(xiàn)損耗異常問題，進而通過優(yōu)化相關(guān)配置來實現(xiàn)電能損耗的有效降低。大數(shù)據(jù)具有高效采集和處理數(shù)據(jù)的能力，能夠很好地滿足電能損耗實時計算的需求，在大數(shù)據(jù)背景下，通過電力信息技術(shù)提供的特定公式進行精準(zhǔn)高效的電能損耗計算，可以有效避免電力能源的持續(xù)性損耗，從而提高電力能源的利用率，對促進電力行業(yè)的健康發(fā)展有現(xiàn)實意義。

3.3 電力信息技術(shù)在分析預(yù)警方面的應(yīng)用

在對電力系統(tǒng)進行分析時，電力監(jiān)管部門相關(guān)人員可以通過電力信息技術(shù)所提供的分析預(yù)警系統(tǒng)對電網(wǎng)整體運行情況進行全面監(jiān)控，從而保證所建立的大數(shù)據(jù)參數(shù)結(jié)構(gòu)符合實際運行的需求[5]。電力行業(yè)往往是在大數(shù)據(jù)運行框架的基礎(chǔ)上，利用預(yù)案處理方式來實現(xiàn)對電力系統(tǒng)的分析預(yù)警。這種方式通過分析相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息，能夠?qū)ο到y(tǒng)運行中存在的潛在風(fēng)險進行準(zhǔn)確預(yù)判，并采取針對性防控措施，可以顯著提升電力網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的智能化水平，同時也加強了監(jiān)管力度，對電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的安全運行有一定的積極影響。

3.4 電力信息技術(shù)在變電站中的應(yīng)用

電力信息技術(shù)在變電站中的實際應(yīng)用，能夠提升變電站管理的自動化水平，從而實現(xiàn)對運行數(shù)據(jù)的動態(tài)監(jiān)測，通過對數(shù)據(jù)進行對比分析，能夠及時發(fā)現(xiàn)運行過程中的異常情況，并根據(jù)具體情況采取相應(yīng)的措施，進而促進變電站的安全穩(wěn)定運行。在大數(shù)據(jù)背景下，電力信息技術(shù)還能夠?qū)崿F(xiàn)變電站自動化信息系統(tǒng)的建立，通過微型計算機聯(lián)合綜合集成電路來完成變電站機電系統(tǒng)的優(yōu)化工作，促進變電站的穩(wěn)定運行。自動化信息系統(tǒng)通過對轄區(qū)內(nèi)發(fā)電廠的運行數(shù)據(jù)進行分析處理，能夠改善供電系統(tǒng)的運行狀態(tài)，同時實現(xiàn)系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)的實時共享，有助于第一時間發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)運行過程中的潛在風(fēng)險，并及時采取有效措施，大大降低了故障發(fā)生的概率。

3.5 電力信息技術(shù)在電網(wǎng)調(diào)度中的應(yīng)用

現(xiàn)階段我國已全面進入大數(shù)據(jù)時代，經(jīng)過相關(guān)研究人員的不斷探索，新型的大數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)能夠顯著提升電力系統(tǒng)的運行效率。通過對相關(guān)數(shù)據(jù)的科學(xué)有效分析，能夠持續(xù)優(yōu)化電力調(diào)度網(wǎng)絡(luò)中的監(jiān)控系統(tǒng)，提高監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)敏感度，從而保證電網(wǎng)調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)的運行質(zhì)量，在提高電力調(diào)度系統(tǒng)運行的安全性和可靠性的同時，還能夠提高電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)的信息化水平。除了系統(tǒng)自身的運行狀態(tài)以外，電力調(diào)度人員的專業(yè)素質(zhì)也同樣影響電網(wǎng)運行的安全性。利用電力信息技術(shù)聯(lián)合大數(shù)據(jù)技術(shù)，能夠建立電網(wǎng)調(diào)度模擬運行系統(tǒng)，該系統(tǒng)的運行模式與真實電力調(diào)度系統(tǒng)完全一致，并且該系統(tǒng)中設(shè)置多種電力調(diào)度系統(tǒng)運行過程中可能出現(xiàn)的故障[6]。電網(wǎng)調(diào)度模擬運行系統(tǒng)的實際應(yīng)用，能夠切實提高電力調(diào)度人員對于突發(fā)狀況的處理能力，提升電力調(diào)度系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，繼而促進電網(wǎng)系統(tǒng)的安全運行。

3.6 電力信息技術(shù)在新電力能源開發(fā)方面的應(yīng)用

電力行業(yè)在為社會經(jīng)濟發(fā)展和人們?nèi)粘Ｉ钐峁┗A(chǔ)的電力保障的同時，也對我國生態(tài)環(huán)境造成了一定的負(fù)面影響。隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，能源缺口也越來越大，因而出現(xiàn)電站建設(shè)占用林地的現(xiàn)象，這會造成大量樹木被砍伐，生物多樣性減少，進而威脅生態(tài)環(huán)境的穩(wěn)定性。因此，開發(fā)新的電力能源是大勢所趨，對維持社會經(jīng)濟的穩(wěn)步發(fā)展、維護生態(tài)環(huán)境的持續(xù)性發(fā)展有重要意義。然而，開發(fā)新的電力能源是一項巨大的工程，其復(fù)雜度可想而知，僅僅依靠傳統(tǒng)的開發(fā)技術(shù)是無法完成這一艱巨任務(wù)的。以水利發(fā)電為例，如果只是依據(jù)地勢和水勢來選擇水電站的建設(shè)位置并開展建設(shè)工作，不但無法完成發(fā)電工作，還會造成資源的浪費[7]。想要利用水資源進行發(fā)電，就必須要綜合考慮水源的位置、地形、水質(zhì)及水量等信息，大數(shù)據(jù)技術(shù)能夠?qū)@些數(shù)據(jù)進行準(zhǔn)確的采集和高效的處理，通過對水源信息的綜合評估和對比分析，選擇出最優(yōu)的水電站建設(shè)點，從而實現(xiàn)新電力能源的開發(fā)，進而保障生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

4 電力信息技術(shù)在大數(shù)據(jù)時代背景下的發(fā)展

4.1 基于大數(shù)據(jù)時代的智能電網(wǎng)發(fā)展

大數(shù)據(jù)技術(shù)的不斷完善與發(fā)展，對提升信息管理的智能化水平有一定的促進作用。智能電網(wǎng)的產(chǎn)生和應(yīng)用，在極大程度上推動了配電網(wǎng)和微電網(wǎng)的發(fā)展進程，智能電網(wǎng)通過合理有效地收集、處理和利用大數(shù)據(jù)從而實現(xiàn)發(fā)電效率的提高。電力信息技術(shù)聯(lián)合大數(shù)據(jù)能夠加強對電網(wǎng)運行全過程的智能化管理，推動電網(wǎng)的智能化發(fā)展，智能電網(wǎng)的發(fā)展目標(biāo)是實現(xiàn)輸電系統(tǒng)、配電系統(tǒng)、以及電網(wǎng)相關(guān)技術(shù)的全面智能化。智能電網(wǎng)與普通電網(wǎng)的最大區(qū)別在于智能電網(wǎng)擁有信息傳感技術(shù)，智能電網(wǎng)可以通過信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和通信技術(shù)對相關(guān)信息進行處理和利用，實現(xiàn)各個電網(wǎng)之間的信息共享，同時提高信息數(shù)據(jù)的采集、控制以及檢測的自動化水平[8]。除此之外，智能電網(wǎng)還可以通過大數(shù)據(jù)技術(shù)準(zhǔn)確獲取電力能源的實時需求量，根據(jù)具體的需求數(shù)據(jù)來對電網(wǎng)設(shè)備的運行參數(shù)進行相應(yīng)的調(diào)節(jié)，從而有效避免電力資源的浪費，提高資源利用率，對提升電力企業(yè)的整體經(jīng)濟效益有促進作用。從根本上說，智能電網(wǎng)體現(xiàn)了大數(shù)據(jù)在電力行業(yè)的實際應(yīng)用效果。智能電網(wǎng)將會隨著電力行業(yè)信息化水平的不斷提高而普遍應(yīng)用，智能電網(wǎng)有效整合了電力信息技術(shù)、通信技術(shù)以及互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，是電力行業(yè)在大數(shù)據(jù)時代背景下的主要發(fā)展方向。

4.2 基于大數(shù)據(jù)時代的企業(yè)信息管理

電力企業(yè)在未來的發(fā)展中離不開大數(shù)據(jù)的支持，大數(shù)據(jù)在提升電力企業(yè)管理水平和應(yīng)用層次方面有著至關(guān)重要的作用。在信息技術(shù)的支持下，電力系統(tǒng)的信息化水平逐漸提升，同時還實現(xiàn)了對電力系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)的全面采集。然而如何及時高效地處理海量運行數(shù)據(jù)，從而充分發(fā)揮這些數(shù)據(jù)的使用價值成為電力信息系統(tǒng)亟需解決的難題。而大數(shù)據(jù)的出現(xiàn)能夠有效解決這一問題，大數(shù)據(jù)能夠高效處理電力企業(yè)所采集的大量數(shù)據(jù)，從而顯著提高企業(yè)的工作效率。為了響應(yīng)國家的號召，電力行業(yè)的各個企業(yè)都通過采取電力信息技術(shù)和大數(shù)據(jù)來打造一體化的電力信息系統(tǒng)。大數(shù)據(jù)是保證該系統(tǒng)正常運行的前提條件，信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)儲存和處理都離不開大數(shù)據(jù)技術(shù)。由此可見，在大數(shù)據(jù)時代的背景下，電力企業(yè)在應(yīng)用電力信息技術(shù)進行信息化建設(shè)的同時還要聯(lián)合大數(shù)據(jù)的信息處理技術(shù)，從而保證電力信息系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)有效且高效的運行。

5 結(jié)語

綜上所述，在大數(shù)據(jù)和電力信息技術(shù)的支持下，我國電力網(wǎng)絡(luò)的信息化水平得到進一步提升，朝著智能化的方向不斷發(fā)展。在大數(shù)據(jù)時代下，電力企業(yè)要合理有效利用信息技術(shù)和大數(shù)據(jù)技術(shù)，全面提升電網(wǎng)的運行質(zhì)量和運行效率，促進我國電力行業(yè)的持續(xù)性發(fā)展。