面向大數(shù)據(jù)的數(shù)字電網(wǎng)建設(shè)研究

周興東，趙志宇，杜韶輝

（1.云南電網(wǎng)有限責任公司 信息部，昆明 650011；

2.昆明能訊科技有限責任公司，昆明 650206）

1 引言

隨著智能電網(wǎng)建設(shè)和電網(wǎng)規(guī)模的日益擴大，電力數(shù)據(jù)呈現(xiàn)出爆炸式增長的勢頭，電力行業(yè)進入了大數(shù)據(jù)時代。大數(shù)據(jù)在公共管理、零售、互聯(lián)網(wǎng)、電信、金融等眾多行業(yè)快速推廣，市場規(guī)模迅速擴大，2012年國內(nèi)大數(shù)據(jù)市場規(guī)模已達4．5億元。IDC預(yù)測，2016年中國大數(shù)據(jù)市場規(guī)模將達6．17億美元，而全球規(guī)模將達238億美元。大數(shù)據(jù)已經(jīng)滲透到當今的每個行業(yè)，成為重要的生產(chǎn)因素。人們對于海量數(shù)據(jù)的挖掘和運用，預(yù)示著新一波生產(chǎn)率增長和消費者盈余浪潮的到來。電力大數(shù)據(jù)是大數(shù)據(jù)理念、技術(shù)和方法在電力行業(yè)的實踐，是大數(shù)據(jù)應(yīng)用的重點領(lǐng)域之一［1］。

電力大數(shù)據(jù)具有數(shù)據(jù)體量巨大、數(shù)據(jù)類型繁多、價值密度低、處理速度快的特點［2］，涉及到發(fā)電、輸電、變電、配電、用電、調(diào)度各環(huán)節(jié)。電力大數(shù)據(jù)技術(shù)發(fā)展，滿足電力數(shù)據(jù)的飛速增長，滿足各專業(yè)工作的需要，滿足提高電力工業(yè)發(fā)展和服務(wù)經(jīng)濟發(fā)展的需要，涉及高性能計算、數(shù)據(jù)挖掘、統(tǒng)計分析、數(shù)據(jù)可視化等。應(yīng)用大數(shù)據(jù)分析、機器學習和預(yù)測技術(shù)，可整合運行數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)、電網(wǎng)數(shù)據(jù)、電力市場數(shù)據(jù)等，進行負荷預(yù)測、發(fā)電預(yù)測。充分挖掘客戶行為特征，發(fā)現(xiàn)電力消費規(guī)律，借助于圖形化手段，清晰有效地傳達與溝通信息，便于相關(guān)人員對數(shù)據(jù)的理解和認識，打通并優(yōu)化電力生產(chǎn)和電力消費端的運作效率，實現(xiàn)需求和供應(yīng)的隨時動態(tài)調(diào)整，提高能源需求預(yù)測準確性，提升企業(yè)運營效率效益。隨著智能發(fā)電、用電、儲電設(shè)備接入網(wǎng)絡(luò)，借助信息流，形成自我優(yōu)化的良性循環(huán)。有電網(wǎng)專家分析稱，每當數(shù)據(jù)利用率調(diào)高10%，便可使電網(wǎng)提高20%～49%的利潤，借助大數(shù)據(jù)技術(shù)，電力大數(shù)據(jù)價值的深度挖掘?qū)⒔o電力企業(yè)盈利與控制水平帶來很好的價值。

電力大數(shù)據(jù)的價值和重要性已經(jīng)毋庸置疑，其對于電力企業(yè)盈利與控制水平的提升有很高的價值，加之電力系統(tǒng)的日益復(fù)雜和用戶用電質(zhì)量要求的不斷提高，究竟如何應(yīng)用大數(shù)據(jù)、云計算技術(shù)高效、準確挖掘電力大數(shù)據(jù)中的“寶藏”，促進了企業(yè)管理優(yōu)化與高效發(fā)展，為數(shù)字電網(wǎng)建設(shè)提供了機遇，但同時也是一種挑戰(zhàn)。

2 云南電網(wǎng)數(shù)字電網(wǎng)建設(shè)基礎(chǔ)

目前公司在用的信息系統(tǒng)橫向覆蓋基建、生產(chǎn)、調(diào)度、營銷、物資等各領(lǐng)域，縱向貫穿省公司、地市供電局、縣級供電企業(yè)，包含各領(lǐng)域業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)和專業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)，有效規(guī)范了各業(yè)務(wù)領(lǐng)域管理工作，一定程度上促進了管理工作效率提升，但由于各系統(tǒng)定位為服務(wù)特定領(lǐng)域管理需求，對跨部門、跨專業(yè)、跨平臺的應(yīng)用考慮不足，雖積累了豐富的數(shù)據(jù)，但數(shù)據(jù)質(zhì)量水平整體偏低，且不同時期分散建設(shè)的系統(tǒng)，由于在運行環(huán)境、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、數(shù)據(jù)格式、業(yè)務(wù)流程定義等方面執(zhí)行不同標準，加之系統(tǒng)遵循標準、開發(fā)廠家等的差異，導致系統(tǒng)間信息網(wǎng)絡(luò)傳輸能力、數(shù)據(jù)存儲能力、數(shù)據(jù)處理能力、數(shù)據(jù)交換能力、數(shù)據(jù)展現(xiàn)能力以及數(shù)據(jù)互動能力都無法滿足電力大數(shù)據(jù)的要求，同時各系統(tǒng)涉及的單位部門眾多、業(yè)務(wù)復(fù)雜，系統(tǒng)間數(shù)據(jù)集成共享協(xié)同難度大。而大數(shù)據(jù)技術(shù)的本質(zhì)是從關(guān)聯(lián)復(fù)雜的數(shù)據(jù)中挖掘知識，提升數(shù)據(jù)價值，單一業(yè)務(wù)、類型的數(shù)據(jù)即使體量再大，缺乏共享集成，其價值就會大打折扣。當前多源、異構(gòu)數(shù)據(jù)暫無法提供滿足公司電網(wǎng)全景展現(xiàn)和跨業(yè)務(wù)、多角度、多層次綜合分析的應(yīng)用要求。

3 大數(shù)據(jù)時代的數(shù)字電網(wǎng)建設(shè)

數(shù)字電網(wǎng)是要在電網(wǎng)公司生產(chǎn)信息縱向、橫向普適共享基礎(chǔ)上建立科學分析決策和綜合應(yīng)用體系。數(shù)字電網(wǎng)基于電網(wǎng)網(wǎng)架聚合電網(wǎng)準實時運行數(shù)據(jù)、電網(wǎng)全過程生產(chǎn)管理業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，抓住專業(yè)工作本質(zhì)，開展跨領(lǐng)域、多維度綜合性業(yè)務(wù)分析，推動業(yè)務(wù)工作朝著專業(yè)化、精益化方向發(fā)展。本文主要摘取電網(wǎng)規(guī)劃輔助、倉儲可視化、故障快速定位、營銷重要指標等幾個方面，以表述面向大數(shù)據(jù)的數(shù)字電網(wǎng)建設(shè)。

3.1 電網(wǎng)規(guī)劃輔助

依托電網(wǎng)網(wǎng)架及歷史負荷特性，為電網(wǎng)規(guī)劃提供電源點信息及參數(shù)、現(xiàn)有設(shè)備容量、中長期負荷需求等參考依據(jù)，輔助電網(wǎng)規(guī)劃及優(yōu)化改造。同時對規(guī)劃方案實施效果進行評估，如電網(wǎng)

圖1 云南電網(wǎng)規(guī)劃圖

3.2 倉儲可視化

基于物資倉儲及供應(yīng)數(shù)據(jù)，應(yīng)用可視化技術(shù)實現(xiàn)倉庫分布及庫存可視化展示，結(jié)合各類物資使用情況，為物資儲備分析提供數(shù)據(jù)支撐，輔助庫存優(yōu)化及物資倉庫選址規(guī)劃；開展物資儲備監(jiān)控分析，結(jié)合物資在途監(jiān)控，保障電力物資供應(yīng)及安全配送。

3.3 故障快速定位

根據(jù)用戶報障信息，結(jié)合電網(wǎng)拓撲和戶表關(guān)系開展故障定位分析，輔助故障快速定位。根據(jù)故障定位分析結(jié)果，開展故障原因及搶修策略分析、開展搶修物資需求分析，輔助搶修方案制定及搶修物資高效調(diào)配，并通過搶修車輛定位和現(xiàn)場反饋實時監(jiān)控搶修工作執(zhí)行情況，達到快速復(fù)電的目標，見圖2。

圖2 電網(wǎng)故障定位示例

3.4 營銷重要指標

加強需求側(cè)管理，把握市場發(fā)展動態(tài)，數(shù)字電網(wǎng)開展年累計回收率、陳欠回收率、客戶平均停電時間、售電量等指標分析，對電力市場的潛力以及未來市場趨勢進行評估預(yù)測，為制定或調(diào)整發(fā)電、售電等生產(chǎn)經(jīng)營目標提供依據(jù)，輔助電力營銷策略調(diào)整，有效開拓市場。

4 建設(shè)意義

應(yīng)用大數(shù)據(jù)、可視化等先進科技，整合電力行業(yè)生產(chǎn)、運營、銷售、管理的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)電力發(fā)電、輸電、變電、配電、用電、調(diào)度全環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)共享，實現(xiàn)電網(wǎng)的數(shù)字化和全景可視化。挖掘數(shù)據(jù)價值輔助電力生產(chǎn)和企業(yè)經(jīng)營管理，橫向打破業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)壁壘，縱向滿足決策層、管理層需求，保障電網(wǎng)安全、可靠、經(jīng)濟、綠色、高效運行，奠定智能電網(wǎng)發(fā)展基礎(chǔ)。

［1］中國電力電子產(chǎn)業(yè)網(wǎng)．電力行業(yè)如何交集大數(shù)據(jù)［EB／OL］．（2014－08－05）．www.p-e-china.com/zhuanti/zhuannei.asp?newsid=47499.

［2］宋亞奇，周國亮，朱永利．智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)處理技術(shù)現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)［J］．電網(wǎng)技術(shù)，2013，37（4）：927－935．