電網(wǎng)大數(shù)據(jù)智能調(diào)度及應(yīng)用場景分析

趙紅雨

摘要：隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，電網(wǎng)大數(shù)據(jù)智能調(diào)度逐漸得到了人們的高度重視。電網(wǎng)大數(shù)據(jù)智能調(diào)度的理念主要在于通過獲取更多的電能信息對電的生產(chǎn)、傳輸以及調(diào)度等進行優(yōu)化。分析現(xiàn)在我國電力工業(yè)的發(fā)展狀況發(fā)現(xiàn)，智能電網(wǎng)已逐漸成為了電力工業(yè)發(fā)展的主要方向。

關(guān)鍵詞：電網(wǎng)大數(shù)據(jù);智能調(diào)度;應(yīng)用場景

1電網(wǎng)大數(shù)據(jù)智能調(diào)度特征

1.1電網(wǎng)大數(shù)據(jù)的來源

①基礎(chǔ)數(shù)據(jù)?；A(chǔ)數(shù)據(jù)是描述電力設(shè)備固有屬性的相關(guān)參數(shù)。基礎(chǔ)數(shù)據(jù)在電力系統(tǒng)實際運行過程中是不會產(chǎn)生太多變化的，甚至可能根本不會發(fā)生變化。分析實際情況發(fā)現(xiàn)，近年來隨著我國電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴大，橫向集成等要求隨之出現(xiàn)，需做好基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的收集。

②電網(wǎng)實時量測類數(shù)據(jù)。目前，我國現(xiàn)有的電網(wǎng)實時量測系統(tǒng)包括監(jiān)控系統(tǒng)SCADA、WAMS系統(tǒng)以及AMI等。監(jiān)控系統(tǒng)SCADA和WAMS系統(tǒng)在電網(wǎng)中主要負責(zé)對電力運行過程中產(chǎn)生的狀態(tài)數(shù)據(jù)進行采集，而AMI在電網(wǎng)中主要負責(zé)對個人用戶數(shù)據(jù)進行有效采集。

③電網(wǎng)準實時應(yīng)用類數(shù)據(jù)。該類數(shù)據(jù)在電網(wǎng)中主要是由調(diào)度自動化系統(tǒng)生成的數(shù)據(jù)和人工輸入的數(shù)據(jù)組成。該過程中包含的數(shù)據(jù)類型主要包括預(yù)測計劃數(shù)據(jù)、報表數(shù)據(jù)以及監(jiān)控預(yù)警數(shù)據(jù)等。

④環(huán)境數(shù)據(jù)。環(huán)境數(shù)據(jù)主要包括氣候、地貌以及用地類型等數(shù)據(jù)信息。雖然在電網(wǎng)以往的發(fā)展過程中，這類數(shù)據(jù)很少被相關(guān)人員重視或應(yīng)用，但在市場經(jīng)濟發(fā)展和電力系統(tǒng)經(jīng)濟效益提升的今天，這類數(shù)據(jù)已被廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)。

1.2數(shù)據(jù)特點

①數(shù)據(jù)量大，實時性強，采集周期短，有毫秒、秒、分鐘級。SCADA采集了大量的電壓、電流、開關(guān)狀態(tài)等電網(wǎng)穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)。常規(guī)SCADA系統(tǒng)10000個遙測點，按采樣間隔3～4s計算，每年產(chǎn)生1.03TB數(shù)據(jù)（1.03TB=12字節(jié)/幀×0.3幀/s×10000遙測點×86400s/天×365天），目前三華的數(shù)據(jù)量每日65.3萬條，7.58GB;WAMS10000個遙測點，采樣率100次/s，按上述公式計算，每年產(chǎn)生495TB的數(shù)據(jù)。

②數(shù)據(jù)類型以結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)為主，融合部分非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。實時量測數(shù)據(jù)、預(yù)測計劃類數(shù)據(jù)、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)主要是結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，占調(diào)度自動化數(shù)據(jù)的90%以上，一些歷史斷面數(shù)據(jù)、日志等以文本形式存儲，另外還有告警和監(jiān)視的語音與視頻多媒體數(shù)據(jù)。

③生產(chǎn)數(shù)據(jù)分散于各調(diào)度中心。調(diào)度工作99%在當(dāng)?shù)剡M行，電網(wǎng)調(diào)度數(shù)據(jù)來源于生產(chǎn)系統(tǒng)，數(shù)據(jù)分布在各調(diào)度中心，同時閉環(huán)控制要求數(shù)據(jù)傳輸距離短。

④安全控制等級高（四級安全防護）。調(diào)度是電力系統(tǒng)的中樞，對安全要求極高，需要滿足四級安全防護體系，因此，電網(wǎng)調(diào)度數(shù)據(jù)安全級別也非常高，獲取比較困難。

1.3電網(wǎng)大數(shù)據(jù)智能調(diào)度的應(yīng)用特點

分析目前我國電網(wǎng)大數(shù)據(jù)智能調(diào)度的發(fā)展發(fā)現(xiàn)，監(jiān)視控制已逐漸成為電網(wǎng)調(diào)度發(fā)展過程中所必須具備的基本功能。由于監(jiān)視控制一直都是電網(wǎng)調(diào)度應(yīng)用中的核心部分，相關(guān)人員需針對監(jiān)視控制進行重點研究。此外，隨著相關(guān)人員對電網(wǎng)大數(shù)據(jù)智能調(diào)度應(yīng)用研究力度的不斷加大，電網(wǎng)未來狀態(tài)預(yù)測的重要性也得到了極大提升。電網(wǎng)未來狀態(tài)的預(yù)測包含的內(nèi)容主要體現(xiàn)為操作票安全校核和安全約束機組組合等。

2電網(wǎng)大數(shù)據(jù)智能調(diào)度應(yīng)用場景

2.1智能調(diào)度大數(shù)據(jù)應(yīng)用架構(gòu)

隨著智能電網(wǎng)建設(shè)的廣泛開展，調(diào)度相關(guān)系統(tǒng)越來越多，積累的數(shù)據(jù)也越來越多，使得原有的各大系統(tǒng)關(guān)聯(lián)性越來越強。需要將各類電網(wǎng)內(nèi)外部及電網(wǎng)實時與業(yè)務(wù)準實時類大數(shù)據(jù)進行集成，在智能調(diào)度新需求下，形成了新的應(yīng)用場景。智能調(diào)度大數(shù)據(jù)應(yīng)用架構(gòu)如圖1所示。

2.2互動負荷大范圍的優(yōu)化調(diào)度

根據(jù)相關(guān)研究調(diào)查發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)的電網(wǎng)調(diào)度控制都是通過對發(fā)電機組的進一步調(diào)節(jié)實現(xiàn)用電平衡，但在風(fēng)電等間歇性能源中，電網(wǎng)的容量相對平時存在一定程度的擴大，相關(guān)人員若只是一味地依靠常規(guī)發(fā)電機組進行調(diào)節(jié)，不僅無法將電網(wǎng)的全部調(diào)控能力充分發(fā)揮，而且不能提高最終的調(diào)度效率。為解決傳統(tǒng)調(diào)度存在的弊端，實現(xiàn)調(diào)度效率的有效提升，相關(guān)人員需要利用大數(shù)據(jù)技術(shù)對全網(wǎng)負荷信息等內(nèi)容進行綜合性分析，并且需要按照最大范圍資源優(yōu)化配置原則對不同時間尺度的決策進行優(yōu)化。這樣不僅能有效提升電網(wǎng)的動態(tài)感知，而且可實現(xiàn)電網(wǎng)的安全運行，達到資源合理配置的目的。

2.3多時間尺度的負荷特性參數(shù)在線辨識

到2020年，國家電網(wǎng)將全面建成“五縱六橫”特高壓骨干網(wǎng)架。未來區(qū)域電網(wǎng)之間相互影響、相互作用進一步增強，在聯(lián)系日益緊密的同時，也帶來了大系統(tǒng)的安全風(fēng)險防控問題。一個極小的擾動就可能產(chǎn)生“蝴蝶效應(yīng)”，引發(fā)全局性災(zāi)難，因此未來電網(wǎng)運行控制迫切需要實時、準確的負荷模型支持。現(xiàn)有的分析方法往往采用估計和經(jīng)驗的方法給定負荷的參數(shù)，不精確。SCADA采集了電網(wǎng)運行的穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)，WAMS采集了電網(wǎng)運行的動態(tài)數(shù)據(jù)，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)對這2類數(shù)據(jù)進行綜合分析，可在線確定負荷動態(tài)模型，為實現(xiàn)即測–即辨–實時仿真–在線控制的電網(wǎng)控制運行新框架打下基礎(chǔ)。

2.4監(jiān)控設(shè)備全生命周期管理

在智能電網(wǎng)環(huán)境下，電氣元件的數(shù)量和種類在不斷增加，所采集的設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)更加全面，數(shù)據(jù)量也更大，涵蓋了設(shè)備的臺賬、運行異常記錄信息、缺陷記錄、在線監(jiān)測信息、不良工況信息和家族性缺陷信息，達到PB級。目前根據(jù)設(shè)備評價導(dǎo)則進行評分，根據(jù)評分制定檢修策略，但設(shè)備在線監(jiān)測的數(shù)據(jù)價值遠未被挖掘出來。利用大數(shù)據(jù)技術(shù)對這些海量的、分布式的、異構(gòu)的數(shù)據(jù)進行綜合分析，實現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)演變過程實時監(jiān)視和趨勢分析，從而能夠在線掌握電網(wǎng)設(shè)備的運行狀態(tài)，支撐智能電網(wǎng)的狀態(tài)檢修工作，提高電網(wǎng)設(shè)備狀態(tài)評價的及時性和準確性，降低檢修成本，在一定程度上提高檢修效率，提高電網(wǎng)資產(chǎn)利用效率。

結(jié)語：

隨著新時代社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，電網(wǎng)調(diào)度的穩(wěn)定運行逐漸得到了人們的高度重視。為了提高電網(wǎng)運行的可靠性，促使我國電力事業(yè)更快發(fā)展，相關(guān)人員需要加強對電網(wǎng)大數(shù)據(jù)智能調(diào)度及應(yīng)用場景的研究。

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