智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)技術(shù)發(fā)展研究

湯勇峰

摘要：智能電網(wǎng)的發(fā)展不僅是科學(xué)技術(shù)的成果體現(xiàn)，同時(shí)也是當(dāng)前電力行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)，智能電網(wǎng)技術(shù)是當(dāng)前在電力行業(yè)的高端技術(shù)，也是大數(shù)據(jù)應(yīng)用最為廣泛和價(jià)值最高的領(lǐng)域之一。通過在電力行業(yè)應(yīng)用智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)電力行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，能夠依托于技術(shù)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)電力供應(yīng)和電力服務(wù)工作的優(yōu)化，并能夠推動(dòng)電網(wǎng)的現(xiàn)代一體化發(fā)展。我國當(dāng)前注重在智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)技術(shù)方面的研究，且當(dāng)前已經(jīng)取得了諸多研究成果，標(biāo)志著我國電力事業(yè)發(fā)展上的進(jìn)步。因此，該文通過分析智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)的內(nèi)涵，了解智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)的概念和特征，并對(duì)智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)的關(guān)鍵技術(shù)和發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了分析，旨在為促進(jìn)我國智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)的良好應(yīng)用提出自己的想法與建議。

關(guān)鍵詞：智能電網(wǎng)；大數(shù)據(jù)；關(guān)鍵技術(shù)；發(fā)展趨勢(shì)

中圖分類號(hào)：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2017）31-0242-02

隨著當(dāng)前我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)的不斷發(fā)展，社會(huì)對(duì)于供電的需求越來越高，我國電力行業(yè)的發(fā)展面對(duì)于市場和技術(shù)的雙重壓力，其自身也迎來了革新的良好契機(jī)。實(shí)施智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)技術(shù)，能夠改變傳統(tǒng)的電網(wǎng)運(yùn)作模式，且智能電網(wǎng)能夠有效結(jié)合當(dāng)前的信息技術(shù)、控制技術(shù)、分析技術(shù)等來實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)運(yùn)作的智能化和現(xiàn)代化，更能夠符合當(dāng)前社會(huì)對(duì)于電力的巨大需求，同時(shí)，在當(dāng)前節(jié)能環(huán)保的行業(yè)發(fā)展理念之下，運(yùn)用智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，能夠有效提高電力系統(tǒng)的運(yùn)行效率，減少其運(yùn)作中存在的能源消耗，并降低成本，對(duì)環(huán)境進(jìn)行優(yōu)化，控制故障發(fā)生幾率，提高系統(tǒng)的控制能力，這能夠有效優(yōu)化供電服務(wù)，提高電力系統(tǒng)供應(yīng)的質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)我國電力行業(yè)發(fā)展水平的不斷提升。當(dāng)前全球的資源匱乏，社會(huì)發(fā)展與自然環(huán)境之間的矛盾不斷加劇，電力行業(yè)與社會(huì)的運(yùn)作和發(fā)展息息相關(guān)，只有不斷優(yōu)化技術(shù)，加強(qiáng)科學(xué)技術(shù)成果的轉(zhuǎn)化，才能夠促進(jìn)我國社會(huì)的發(fā)展。

1 智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)的內(nèi)涵

智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)是指在電力信息化的發(fā)展技術(shù)之上，通過聯(lián)合智能電表、智能變電站以及電力實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)等構(gòu)成的電力系統(tǒng)。隨著電力系統(tǒng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)分類上主要分為了內(nèi)部數(shù)據(jù)和外部數(shù)據(jù)。內(nèi)部數(shù)據(jù)主要是電力系統(tǒng)內(nèi)部的信息處理系統(tǒng)、監(jiān)測系統(tǒng)、管理系統(tǒng)和服務(wù)系統(tǒng)等。外部數(shù)據(jù)主要是分析和接受外部影響因素，包括地理信息系統(tǒng)、氣象系統(tǒng)以及公共管理部門等[1]。

隨著智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)在實(shí)踐中的應(yīng)用不斷深入，智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)的特征主要包括以下三個(gè)方面：第一，大規(guī)模。當(dāng)前智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量不斷增多，電網(wǎng)的負(fù)荷增加明顯。第二，高速化。當(dāng)前智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)的應(yīng)用能夠?qū)崿F(xiàn)電網(wǎng)的高速云狀，能夠在電網(wǎng)負(fù)荷運(yùn)動(dòng)復(fù)雜的前提下，保證供電高峰的平穩(wěn)運(yùn)作，能夠及時(shí)且有效的處理故障問題。第三，多樣性。智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)收集能力較強(qiáng)，能夠?qū)崿F(xiàn)信息處理系統(tǒng)的綜合性，并能夠接受往外數(shù)據(jù)，從而使得系統(tǒng)運(yùn)作更加安全，數(shù)據(jù)分析結(jié)果更加可靠[2]。

但是當(dāng)前智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)的應(yīng)用還處于初級(jí)階段，隨著數(shù)據(jù)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，對(duì)于智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)技術(shù)的分析能力要求也逐漸升高，且電網(wǎng)結(jié)構(gòu)更加多元化，也使得智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)技術(shù)在適用性和功能性方面還有巨大的發(fā)展空間，因而應(yīng)當(dāng)不斷對(duì)此進(jìn)行研究與探索。

2 智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)的關(guān)鍵技術(shù)

2.1 分析架構(gòu)

智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)最為核心的功能的是對(duì)數(shù)據(jù)的分析，智能化代表其自身擁有較為完整的計(jì)算體系和思維運(yùn)作方式，而分析架構(gòu)則是實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)運(yùn)作的基礎(chǔ)部分。在分析架構(gòu)中，當(dāng)前我國所研發(fā)的智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)技術(shù)通常都采用了三級(jí)分析架構(gòu)[3]。在一級(jí)也是最外層的分析層中，主要負(fù)責(zé)了對(duì)于數(shù)據(jù)的收集，結(jié)合其自身的學(xué)習(xí)系統(tǒng)，對(duì)于數(shù)據(jù)進(jìn)行深度的挖掘，尤其在不完整、稀疏以及不確定數(shù)據(jù)分析方面，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的分類收集。在二級(jí)分析層中為信息共享和數(shù)據(jù)隱私層，能夠根據(jù)信息內(nèi)容的不同，起到內(nèi)外部的有效聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)信息的共享，并對(duì)信息進(jìn)行有效的保密處理，能夠保證后續(xù)數(shù)據(jù)分析的可靠[4]。在三級(jí)分析層中為大數(shù)據(jù)挖掘平臺(tái)。大數(shù)據(jù)挖掘平臺(tái)不僅具有了數(shù)據(jù)計(jì)算的功能，同時(shí)也有儲(chǔ)存、限制訪問等功能，能夠?qū)?shù)據(jù)分析轉(zhuǎn)化為多個(gè)任務(wù)，如果說其他兩層為“執(zhí)行者”，那么大數(shù)據(jù)挖掘平臺(tái)則承擔(dān)著“管理者”的身份。三級(jí)分析架構(gòu)實(shí)現(xiàn)了智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)的有效運(yùn)轉(zhuǎn)，也是其運(yùn)作的基礎(chǔ)技術(shù)支撐[5]。

2.2 關(guān)鍵技術(shù)

2.2.1 大數(shù)據(jù)儲(chǔ)存及處理平臺(tái)

大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能和處理平臺(tái)之間盡管是兩個(gè)相互獨(dú)立的板塊，但是其二者之間卻存在著千絲萬縷的關(guān)系。智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)技術(shù)的出現(xiàn)存儲(chǔ)及處理平臺(tái)有兩種形式，一種是流處理。所謂流處理就是直接處理的過程，將數(shù)據(jù)流進(jìn)行過濾和信息元收集，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的及時(shí)反饋，通常應(yīng)用在需要實(shí)時(shí)在線的業(yè)務(wù)方面。而第二種是批處理，是先將數(shù)據(jù)進(jìn)行儲(chǔ)存，而后進(jìn)行統(tǒng)一的處理。這是大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與處理平臺(tái)中較為常見的一種形式，其核心思想在于對(duì)問題進(jìn)行規(guī)律，因而導(dǎo)致及時(shí)性不強(qiáng)，但是針對(duì)性較強(qiáng)[6]。目前智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)技術(shù)不斷發(fā)展，其所涉及的數(shù)據(jù)規(guī)模越來越大，且內(nèi)容越來越復(fù)雜，作為一種高速運(yùn)作的系統(tǒng)工程，需要大數(shù)據(jù)儲(chǔ)存及處理平臺(tái)的邏輯更加集中，管控范圍更加全面，學(xué)習(xí)積累能力強(qiáng)，自身的運(yùn)作模式能夠滿足于方方面面的需求，才能夠?qū)崿F(xiàn)智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)技術(shù)的可拓展性。而融合了分布式系統(tǒng)，將文件管理、數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)庫實(shí)現(xiàn)分布管控，并與云計(jì)算技術(shù)相結(jié)合，是當(dāng)前技術(shù)研究的高端成果，也為智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展提供了必要的基礎(chǔ)。

2.2.2 大數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)解析

大數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)解析也是智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)技術(shù)中的重要內(nèi)容。大數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)解析主要分為兩個(gè)方面：一方面，數(shù)據(jù)分析，大數(shù)據(jù)分析是將多種類型的數(shù)據(jù)進(jìn)行集中整合，旨在研究數(shù)據(jù)背后所隱藏的模式，探究數(shù)據(jù)之間的相互信息，并再次檢測與分析數(shù)據(jù)的可用價(jià)值。而另一方面則是數(shù)據(jù)解讀。數(shù)據(jù)分析只是前期工作，通過數(shù)據(jù)解讀才能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)化，才能夠進(jìn)一步明確數(shù)據(jù)內(nèi)所隱藏的信息，并加以合理的應(yīng)用。因此，大數(shù)據(jù)解讀實(shí)質(zhì)上是對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行深度剖析和立體展示的過程。

當(dāng)前在大數(shù)據(jù)解析方面，主要有以下幾種方法：第一，數(shù)據(jù)挖掘和融合。數(shù)據(jù)挖掘不再贅述，而數(shù)據(jù)融合則是將數(shù)據(jù)中的信息和知識(shí)與當(dāng)前現(xiàn)實(shí)社會(huì)中的物體進(jìn)行是整合，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行再次解讀與對(duì)應(yīng)的過程。如在電動(dòng)汽車充電過程中，則不僅反映了用電用戶與電網(wǎng)之間的交互過程，同時(shí)還能夠反映用電用戶在選擇充點(diǎn)電上的偏好，這就能夠?yàn)殡娋W(wǎng)在布點(diǎn)上的提供必要的數(shù)據(jù)支撐。第二，領(lǐng)域內(nèi)的知識(shí)普及挖掘，在傳統(tǒng)數(shù)據(jù)挖掘過程中，更加注重對(duì)難點(diǎn)的克服，而在智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用中，則更加注重的普及性，電網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)作具有一定的普適規(guī)律，這使得在內(nèi)部系統(tǒng)的工作原理解讀中應(yīng)該融合這以思想，以可重復(fù)性和可預(yù)測性的挖掘方法，來實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)建設(shè)的舉一反三，同時(shí)這也更加有助于將電網(wǎng)運(yùn)行和規(guī)劃、維修工作人員的工作經(jīng)驗(yàn)融入到領(lǐng)域內(nèi)的知識(shí)普及挖掘中，從而實(shí)現(xiàn)電力行業(yè)整體發(fā)展層次的有效提升[7]。

3 智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

3.1 服務(wù)社會(huì)與政府部門的應(yīng)用

電力需求情況基本能夠反映出經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展現(xiàn)狀，我國當(dāng)前的國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顟B(tài)良好，經(jīng)濟(jì)運(yùn)行穩(wěn)健，電力需求較大，智能電網(wǎng)中的電表和用戶采集系統(tǒng)能夠充分且全面的獲取用電用戶的信息，這使得能夠?yàn)橹悄茈娋W(wǎng)中的營銷系統(tǒng)提供必要的和數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，另外利用大數(shù)據(jù)技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的多維度統(tǒng)計(jì)，并實(shí)現(xiàn)歷史同期方面的橫向比較[8]。這能夠在實(shí)際的應(yīng)用過程中，有效分析出用戶用電數(shù)據(jù)，并能夠針對(duì)于行業(yè)分布、區(qū)域分布進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，以便于電網(wǎng)在負(fù)荷點(diǎn)分布上的調(diào)整與改進(jìn)。智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)對(duì)于政府部門的工作同樣也有一定的支持，當(dāng)前各行業(yè)的發(fā)展均離不開電力系統(tǒng)，政府可以通過用電量的統(tǒng)計(jì)，來了解各行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀，能夠基于當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)發(fā)展方向，加強(qiáng)在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)方面的調(diào)整力度，并能夠篩選出能源消耗大的產(chǎn)業(yè)，進(jìn)行技術(shù)升級(jí)與改造，從而促進(jìn)當(dāng)?shù)啬茉匆?guī)劃，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。

3.2 面向電力用戶服務(wù)的需求

電力用戶是用電的消費(fèi)者，具有主體的地位，隨著當(dāng)前經(jīng)濟(jì)社會(huì)的不斷發(fā)展，用電用戶對(duì)于電力的需求呈現(xiàn)出更高水平的發(fā)展趨勢(shì)，通過技術(shù)的不斷創(chuàng)新和發(fā)展，能夠有效的滿足于電力用戶的服務(wù)需求，并為之提供更加優(yōu)質(zhì)的供電服務(wù)，這也是電力行業(yè)向服務(wù)型行業(yè)轉(zhuǎn)變的重要手段之一。智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)技術(shù)的在用電用戶服務(wù)方面主要提供了兩種技術(shù)支持：一種是需求側(cè)管理。智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)技術(shù)能夠根據(jù)氣候條件、行業(yè)分布的不同，對(duì)用電用戶進(jìn)行分類，能夠?yàn)槊恳活愑脩衾L制日常用電數(shù)據(jù)表，從而來為后續(xù)電力供應(yīng)和電網(wǎng)規(guī)劃提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，同時(shí)還能夠根據(jù)用戶需求響應(yīng)的不同，來分析用電用戶容量上的差異情況，為其制定更加合理的管理制度。另一種是用戶能效分析。智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)用電設(shè)備能效情況的數(shù)據(jù)收集，并能夠進(jìn)行橫縱向上的對(duì)比，分析出于典型用電曲線不同的用戶，以此來促進(jìn)電網(wǎng)的良好發(fā)展。

3.3 滿足電力公司運(yùn)營和發(fā)展的應(yīng)用

智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)技術(shù)能夠?yàn)殡娏咎峁┍匾碾娏ο到y(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性分析和控制支持，能夠?qū)崿F(xiàn)離線決策與在線調(diào)控相結(jié)合的管理模式，并能夠基于當(dāng)前管理技術(shù)的不斷完善，促進(jìn)電網(wǎng)安全管理方面的升級(jí)。另外，智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)技術(shù)還能夠?yàn)殡娋W(wǎng)設(shè)備提供在線故障檢測的功能，能夠利用數(shù)據(jù)反饋結(jié)果，迅速發(fā)現(xiàn)異常點(diǎn)，避免造成更大的事故，同時(shí)能夠?qū)收鲜录M(jìn)行診斷，利用學(xué)習(xí)功能與數(shù)學(xué)模型，為電網(wǎng)公司維修人員提供具體的維修方案，有效縮短維修時(shí)間，提高決策的科學(xué)性。當(dāng)前經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，電力企業(yè)在其中扮演的角色越來越重要，而通過利用智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)技術(shù)，能夠?yàn)槠髽I(yè)的營銷工作開展提供必要的數(shù)據(jù)支持，從而實(shí)現(xiàn)電力行業(yè)的良好發(fā)展。

4 結(jié)束語

綜上所述，當(dāng)前我國電力行業(yè)的發(fā)展層次逐漸提高，智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用，使得電力系統(tǒng)運(yùn)作更加高效和安全，能夠?qū)崿F(xiàn)電力系統(tǒng)覆蓋范圍的擴(kuò)大，并能夠?yàn)殡娏ζ髽I(yè)的發(fā)展提供必要的數(shù)據(jù)支持，電力行業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)內(nèi)容，我國還需要進(jìn)一步加大在電力系統(tǒng)方面的研究，擴(kuò)大智能電網(wǎng)的普及度，實(shí)現(xiàn)電力行業(yè)的良好發(fā)展。

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