面向智能電網(wǎng)應(yīng)用的電力大數(shù)據(jù)關(guān)鍵技術(shù)研究

崔曉優(yōu)+饒國輝

摘 要：隨著信息技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了智能電網(wǎng)這一新型技術(shù)，其應(yīng)用為電力企業(yè)帶來了新發(fā)展，提高了供電質(zhì)量和管理水平。在大數(shù)據(jù)背景下，企業(yè)要想長遠(yuǎn)、穩(wěn)定的發(fā)展發(fā)展，就需要處理好電力系統(tǒng)中龐大的數(shù)據(jù)信息，保證數(shù)據(jù)處理工作的準(zhǔn)確性和效率，讓電網(wǎng)能夠?qū)崿F(xiàn)經(jīng)濟、有效和可靠的運行，這就需要構(gòu)建完善的電力數(shù)據(jù)大平臺，掌握其中關(guān)鍵技術(shù)。

關(guān)鍵詞：智能電網(wǎng)應(yīng)用；電力系統(tǒng)；大數(shù)據(jù)關(guān)鍵技術(shù)

當(dāng)前是信息時代，人們的生存和經(jīng)濟發(fā)展都離不開電力系統(tǒng)，在其運行中就會產(chǎn)生龐大的數(shù)據(jù)信息，數(shù)據(jù)增長速度很快并且類型較多，這和大數(shù)據(jù)的特征相符合。隨著電網(wǎng)的不斷發(fā)展和推進，系統(tǒng)內(nèi)的數(shù)據(jù)源會不斷增多，甚至?xí)霈F(xiàn)極強的增長趨勢。以往的數(shù)據(jù)處理技術(shù)已經(jīng)不能滿足當(dāng)前發(fā)展需求，因此使用大數(shù)據(jù)技術(shù)是必然措施。

1 智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)特征

智能電網(wǎng)在運行的過程中會不斷產(chǎn)生龐大的數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)按照來源進行劃分，可以分為電力企業(yè)內(nèi)部和外部數(shù)據(jù)，其中內(nèi)部數(shù)據(jù)包括數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)、生產(chǎn)管理系統(tǒng)、配電管理系統(tǒng)、客戶服務(wù)系統(tǒng)等，數(shù)據(jù)大多來源于關(guān)鍵應(yīng)用系統(tǒng)；外部數(shù)據(jù)則一般來自于互聯(lián)網(wǎng)、氣象信息系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)等，外部的數(shù)據(jù)較為分散，數(shù)據(jù)管理單位也各不相同?？梢钥闯鲋悄茈娋W(wǎng)數(shù)據(jù)具有多樣性、來源多樣的特征，半結(jié)構(gòu)化、非結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)數(shù)量在不斷增加，比如：客戶服務(wù)系統(tǒng)中的語音數(shù)據(jù)、在線監(jiān)測系統(tǒng)中的視頻、圖像數(shù)據(jù)，這些都屬于非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)價值密度不高，每種數(shù)據(jù)在采樣、生命周期、頻率方面都各不相同。

2 智能電網(wǎng)、云計算以及大數(shù)據(jù)技術(shù)之間的聯(lián)系

科學(xué)技術(shù)發(fā)展日新月異，電力系統(tǒng)中已經(jīng)實現(xiàn)了信息化技術(shù)的使用，希望能夠在電力系統(tǒng)中加入信息技術(shù)，來有效進行信息共享，進而有效的控制電網(wǎng)，讓電網(wǎng)能夠穩(wěn)定的運行。但是當(dāng)前電網(wǎng)中基礎(chǔ)設(shè)施還不完善，不能有效的對相應(yīng)信息資源進行搜集、分析和存儲，要解決當(dāng)前現(xiàn)狀，就需要在電力系統(tǒng)中加入智能電網(wǎng)應(yīng)用[1]。要對電網(wǎng)中的數(shù)據(jù)信息資源進行合理的使用，為決策提供有效的依據(jù)，就需要構(gòu)建大數(shù)據(jù)平臺，實現(xiàn)科學(xué)決策。在構(gòu)建的過程中，還需要加入云計算技術(shù)，將云計算技術(shù)和大數(shù)據(jù)技術(shù)進行有機結(jié)合，這樣可以提高計算機在數(shù)據(jù)計算和處理方面的能力，利用計算機高容錯的能力，去有效解決大數(shù)據(jù)技術(shù)使用中可能遇到的難題，實現(xiàn)企業(yè)對智能電網(wǎng)下各類數(shù)據(jù)信息的有效分析、計算與存儲，為更好的控制智能電網(wǎng)提供技術(shù)支撐。智能電網(wǎng)、大數(shù)據(jù)技術(shù)、云計算之間具有緊密聯(lián)系，在構(gòu)建大數(shù)據(jù)平臺時，要將云計算加入其中，靠其功能對智能電網(wǎng)下各項數(shù)據(jù)信息進行計算以及分析，云計算技術(shù)具備很大的信息存儲功能，而電網(wǎng)運行又會不斷產(chǎn)生龐大的數(shù)據(jù)，因此在搭建平臺時，可以利用這一功能，來滿足智能電網(wǎng)運行的實際需求，為實現(xiàn)智能電網(wǎng)數(shù)據(jù)在線分析功能提供技術(shù)支撐。另外，應(yīng)用這一技術(shù)，還可以加強對智能電網(wǎng)的實時監(jiān)控與管理，為其經(jīng)濟合理的運行提供支持。

3 智能電網(wǎng)中電力大數(shù)據(jù)關(guān)鍵技術(shù)的運用

3.1 ETL關(guān)鍵技術(shù)

電力領(lǐng)域智能電網(wǎng)在數(shù)據(jù)分布上具有分散的特點，數(shù)據(jù)數(shù)量很多，數(shù)據(jù)類型也較多，這些都為數(shù)據(jù)處理工作帶來了一定的困難。在這種情況下，進行數(shù)據(jù)處理工作應(yīng)該要按照標(biāo)準(zhǔn)流程進行規(guī)范操作，即“數(shù)據(jù)集成-抽取-轉(zhuǎn)換-剔除-修止“[2]。電力企業(yè)通常將數(shù)據(jù)倉庫技術(shù)應(yīng)用到數(shù)據(jù)集成上，ETL是“Extract-Transform-Load”的縮寫，從中可以看出其包括三個部分，即Extract、Transform和Load，首先是Extract，被叫做數(shù)據(jù)抽取，就是要將目的數(shù)據(jù)源系統(tǒng)需要的有關(guān)數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)源系統(tǒng)中抽取出來；Transform被叫做數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換技術(shù)，用數(shù)據(jù)抽取技術(shù)抽取出的數(shù)據(jù)根據(jù)相關(guān)的要求進行轉(zhuǎn)換，將數(shù)據(jù)變?yōu)榱硪环N形式，在這個過程中要對數(shù)據(jù)源中出現(xiàn)的偏差和錯誤數(shù)據(jù)進行處理，要清洗或者加工數(shù)據(jù)；Load是數(shù)據(jù)加載技術(shù)，就是將上一環(huán)節(jié)處理好轉(zhuǎn)換好的數(shù)據(jù)進行加載，之后保存到目的數(shù)據(jù)源系統(tǒng)內(nèi)。這一關(guān)鍵技術(shù)是智能電網(wǎng)中電力大數(shù)據(jù)集成的關(guān)鍵技術(shù)，將其應(yīng)用到企業(yè)中，需要全面考慮每種因素，在合理考慮后再和多種先進技術(shù)進行結(jié)合，實現(xiàn)科學(xué)的數(shù)據(jù)集成化，提高企業(yè)的發(fā)展。

3.2 數(shù)據(jù)分析關(guān)鍵技術(shù)

大數(shù)據(jù)技術(shù)中，核心就是將信號轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)，在通過對數(shù)據(jù)進行處理和分析，將其轉(zhuǎn)化為信息，通過對信息進行提煉，可以得出知識，這為電力企業(yè)的決策和行動提供有效參考和依據(jù)。因此在大數(shù)據(jù)時代下，這一技術(shù)可以深入巨量的信息數(shù)據(jù)中，從中找出隱藏的模態(tài)和規(guī)律，為電力企業(yè)決策者提供有效、真實的參考信息[3]。對企業(yè)來說，決策非常重要，關(guān)系到企業(yè)的生產(chǎn)運營，因此只有科學(xué)的決策，才能讓企業(yè)更好的運營，更好的提供服務(wù)，為企業(yè)發(fā)展指導(dǎo)正確方向，實現(xiàn)電力企業(yè)競爭力的提高，為企業(yè)帶來更多的經(jīng)濟利益。例如德國就使用數(shù)據(jù)分析關(guān)鍵技術(shù)，為其太陽能推廣提供了有效、科學(xué)的決策依據(jù)，太陽能的廣泛使用可以讓電力用戶將多余的電能輸入電網(wǎng)中，可以有效提高電力企業(yè)的經(jīng)濟利益。

3.3 數(shù)據(jù)處理關(guān)鍵技術(shù)

在電力大數(shù)據(jù)中，使用數(shù)據(jù)處理技術(shù)就是對采集來的數(shù)據(jù)進行處理，包括分庫、分區(qū)與分表。數(shù)據(jù)分庫處理就是要按照一定的處理原則將一些利用率高的數(shù)據(jù)輸入到不同的數(shù)據(jù)庫中，這樣可以提高數(shù)據(jù)庫中一些數(shù)據(jù)的利用率。數(shù)據(jù)分區(qū)處理，就是將通表數(shù)據(jù)有效的載入到不同文件中，可以有效減輕大型表壓力，可以提高數(shù)據(jù)的訪問性能，讓運行情況更好。數(shù)據(jù)分表處理，就是按照相關(guān)的數(shù)據(jù)處理原則來建造各種數(shù)據(jù)表，這樣可以減輕單表壓力。除此之外，構(gòu)建并行式和縱列式數(shù)據(jù)庫，可以提高數(shù)據(jù)加載性能，可以實現(xiàn)高效的數(shù)據(jù)查詢。例如，可以將結(jié)構(gòu)化查詢語言和MapReduce進行有機結(jié)合，可以加強數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的處理性能，提高數(shù)據(jù)的抗壓彈性。

3.4 數(shù)據(jù)展現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)

在智能電網(wǎng)電力大數(shù)據(jù)中，展現(xiàn)數(shù)據(jù)的關(guān)鍵技術(shù)包括可視化技術(shù)、歷史流和空間信息流，將這三種數(shù)據(jù)展現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用到智能電網(wǎng)數(shù)據(jù)處理中，可以讓企業(yè)中的管理者正確認(rèn)識到電力數(shù)據(jù)的意義和系統(tǒng)運行情況?？梢暬夹g(shù)被廣泛的應(yīng)用到智能電網(wǎng)中，用來實時監(jiān)測和控制電網(wǎng)的運行情況，可以有效提高電力系統(tǒng)的自動化水平?？臻g信息流展示技術(shù)通常體現(xiàn)在電網(wǎng)參數(shù)和已有GIS的融合中，例如三維展示技術(shù)和虛擬現(xiàn)實技術(shù)。在電力配電設(shè)備管理中加入GIS應(yīng)用，可以讓電網(wǎng)管理者更加直接的了解到設(shè)備的相關(guān)情況，為決策者提供實時的地理信息。在變電站工程設(shè)計中使用空間信息流展示技術(shù)，可以提高工作效率，減少時間，節(jié)約成本以及能源，可以給電力企業(yè)帶來更多的經(jīng)濟利益。歷史流展示技術(shù)通常會應(yīng)用到電網(wǎng)歷史數(shù)據(jù)管理和展示中。電力系統(tǒng)只有在充分分析歷史數(shù)據(jù)后才能實現(xiàn)深層次的運用。歷史流技術(shù)可以實現(xiàn)對電力生產(chǎn)現(xiàn)場的實時監(jiān)測數(shù)據(jù)或者電網(wǎng)規(guī)劃、負(fù)荷預(yù)測數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)走勢的預(yù)測功能，因此使用歷史流展現(xiàn)技術(shù)，可以對歷史重大事件進行模擬，模擬其發(fā)生和演變，可以從中發(fā)現(xiàn)其隱藏的知識和規(guī)律，可見這一技術(shù)具備很大的應(yīng)用價值。

4 結(jié)束語

我國智能電網(wǎng)發(fā)展迅速，其在運行過程中會不斷產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理方法已經(jīng)無法滿足當(dāng)前發(fā)展的需求，因此在大數(shù)據(jù)時代背景下，企業(yè)應(yīng)該不斷優(yōu)化，搭建出更完善的電力大數(shù)據(jù)平臺，能夠充分挖掘出數(shù)據(jù)的價值，通過利用一些關(guān)鍵技術(shù)，可以提高智能電網(wǎng)中電力大數(shù)據(jù)的處理水平，為企業(yè)帶來更多的經(jīng)濟利益，提高企業(yè)的競爭力，保證電網(wǎng)的運行。

參考文獻

[1]張東霞，苗新，劉麗平，等.智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)技術(shù)發(fā)展研究[J].中國電機工程學(xué)報，2015（01）.

[2]薛禹勝，賴業(yè)寧.大能源思維與大數(shù)據(jù)思維的融合（一）大數(shù)據(jù)與電力大數(shù)據(jù)[J].電力系統(tǒng)自動化，2016（01）.

[3]徐高翔，黃勇達，趙享.云計算大數(shù)據(jù)處理技術(shù)在智能電網(wǎng)中分析與應(yīng)用[J].科技與企業(yè)，2016（06）.

作者簡介：崔曉優(yōu)（1975-），男，河南許昌人，本科，工程師，研究方向：特高壓直流輸電控制保護監(jiān)控系統(tǒng)。