大數(shù)據技術在智能電網中的應用現(xiàn)狀及展望

李晨 鄭遠潼 白云

摘要：作為一個高度的智能化系統(tǒng)，智能電網主要通過將傳感器運用于電網并結合現(xiàn)代信息技術實現(xiàn)其相關控制和監(jiān)控功能。由于傳感器所收集的數(shù)據量龐大，因此我們需要通過運用大數(shù)據技術分析并處理智能電網系統(tǒng)中的電力數(shù)據從而使智能電網發(fā)揮最大作用。21世紀以來，大數(shù)據技術在智能電網中的應用研究取得了一些初步的進展。研究人員所做的相關研究性的嘗試為大數(shù)據在智能電網中的應用奠定了堅實的基礎。該文主要從三個方面對大數(shù)據技術在智能電網中的具體應用、應用中遇到的困境以及對大數(shù)據在智能電網中運用的展望。

關鍵詞：大數(shù)據;智能電網;應用現(xiàn)狀;展望

中圖分類號：TP311? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2021）15-0037-02

1 大數(shù)據分析技術在智能電網中的應用

智能電網一直以來都是大數(shù)據技術研究領域中一個十分重要的研究方向，無論是發(fā)電、輸電還是配電都已經離不開大數(shù)據技術的支撐。

由于數(shù)據量極其龐大，這使得大數(shù)據處理成為一種十分復雜的數(shù)據處理技術。在科學技術高度發(fā)展的背景下，我們得以能夠對大數(shù)據的應用進行進一步的研究分析。大數(shù)據的應用對于現(xiàn)實社會中科學和經濟的發(fā)展都有十分關鍵的推動作用?，F(xiàn)如今大數(shù)據已經成為國際競爭中獲得優(yōu)勢地位的關鍵性因素，通過對先進大數(shù)據技術的掌握從而贏得科技和經濟領域更多的話語權。

1.1 智能電網大數(shù)據平臺的整體構架

作為智能電網功能運行的支撐系統(tǒng)，智能電網大數(shù)據平臺的整體框架主要由三個方面構成，這三個方面分別是數(shù)據集成，計算分析以及實踐應用。當智能電網大數(shù)據平臺所采集的數(shù)據種類十分豐富精確且分類極其細致的情況下，智能電網系統(tǒng)就會發(fā)揮出其更加巨大的作用且智能電網的相關智能化功能也能得到更大程度上的展現(xiàn)。當智能電網系統(tǒng)的建設得到不斷地完善時，通過大數(shù)據技術，輸變電設備的實時動態(tài)就能得到更加準確的評估和預測，同時，一些比較復雜的輸變電設備故障也能得到及時的識別并處理。數(shù)據的集成、儲存、處理以及分析等各個技術模塊通過相互之間的高度配合從而使得智能電網數(shù)據的融合成為可能。

由于高效精準的信息采集工具的缺乏所導致的基本數(shù)據來源的不準確性是傳統(tǒng)的電力網絡系統(tǒng)中經常面臨的難題，這也有時會使得電力網絡系統(tǒng)的規(guī)劃出現(xiàn)些許偏差。在大數(shù)據技術時代背景下，為了解決電網系統(tǒng)中的這一長期存在的問題，電力網絡系統(tǒng)的綜合信息規(guī)劃平臺在運用大數(shù)據處理技術的基礎上被開發(fā)了出來。這一平臺通過采集儲存一些海量的基礎數(shù)據，并在充分利用大數(shù)據分析和處理技術、多源信息融合分析技術、多維顯示等先進科技技術的基礎上實現(xiàn)了平臺的高效運作。

1.2 大數(shù)據分析技術在配電網中的應用

電力資源是人們日常生產和生活不可或缺的資源，為正常的生產生活提供了保障。然而，配電網系統(tǒng)的穩(wěn)定性以及可靠性是實現(xiàn)正常生產生活的關鍵。配電網系統(tǒng)中存在的一些不規(guī)范的現(xiàn)象會導致運行狀況出現(xiàn)問題，很多的電安全事故都是由于配電網的供電設備不穩(wěn)定所引起的。在大數(shù)據技術時代背景下，智能電網中智能配電網的建設過程中逐漸將用電采集和在線監(jiān)控系統(tǒng)運用了起來。“大數(shù)據技術應用于配網可靠性運行中不僅能夠提高配網系統(tǒng)的運行效率，還能保證其安全性，提高數(shù)據計算效率與精準度，從而維護配電網系統(tǒng)的安全、高效、平穩(wěn)運行?！盵1]在智能配電網系統(tǒng)中，大數(shù)據技術能夠使得信息處理效果得到極大程度提升，并且大數(shù)據能夠實時反映電網運行狀況，這使得問題診斷過程得到了極大地縮短。通過運用大數(shù)據技術，相關工作人員可以對配電網系統(tǒng)的數(shù)據進行不斷優(yōu)化，從而使得配電網系統(tǒng)的功能更加完善。其次，大數(shù)據分析技術在配電網中的應用也可以幫助電力系統(tǒng)實現(xiàn)節(jié)能的目的。

1.3 大數(shù)據分析技術在電網調度中的應用

傳統(tǒng)的電網調度效率很低，于是在大數(shù)據技術背景下一種新的電網調度系統(tǒng)被設計了出來。“電網大數(shù)據智能調度的理念主要在于通過獲取更多的電能信息對電的生產、傳輸以及調度等進行優(yōu)化。”[2]大數(shù)據分析技術的應用使得電網調度系統(tǒng)工作效率大大提升。

電力網絡所獲取的監(jiān)測數(shù)據具有大數(shù)據的性質，因而使得這些數(shù)據就具有了很大的運用價值。這些數(shù)據可以被用來進行電網調度控制智能預警從而對電力網絡系統(tǒng)故障進行診斷。

傳統(tǒng)的電網調度控制智能告警系統(tǒng)誤差率很高且故障診斷都是人工進行分析的，這需要耗費很多人力物力。在大數(shù)據分析技術背景下，一種新的故障自動診斷系統(tǒng)被引入電網調度。這個故障自動診斷系統(tǒng)可以對各種因素造成的故障進行有效的診斷并在極短的時間內提出合理的解決方案。這不僅大大提高了工作效率還有效實現(xiàn)了系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

1.4 大數(shù)據技術在智能電網穩(wěn)定性分析中的應用

在大數(shù)據分析技術和數(shù)據挖掘技術的共同支撐下，通過對海量的數(shù)據信息進行智能地分析處理從而實現(xiàn)智能電力系統(tǒng)分析與決策的相對安全和穩(wěn)定的性質。首先，通過對電力系統(tǒng)多源異構數(shù)據的集成可以對電力系統(tǒng)的數(shù)據結構進行建立，然后，建立包含有穩(wěn)定性評估系統(tǒng)和可控性評估系統(tǒng)的電力系統(tǒng)智能穩(wěn)定分析系統(tǒng)框架，最后，通過對大型電力系統(tǒng)網絡特性和拓撲智能的分析再對實際區(qū)域的電力系統(tǒng)進行分析。通過這種方法電力系統(tǒng)的系統(tǒng)穩(wěn)定性可以得到預測，并且單元集群還可以為系統(tǒng)的穩(wěn)定性控制提供很多信息，這可以用對電力系統(tǒng)的規(guī)劃和運行狀況進行安全分析和評估，由此得來的結果可以為電網調度和控制服務。

1.5 大數(shù)據分析技術在智能電網狀態(tài)監(jiān)測中的應用

為了保證電網系統(tǒng)安全運行并降低故障發(fā)生頻率，電網狀態(tài)檢修是非常必要的。由于智能電網運行中所產生的龐大數(shù)據，從而經常導致數(shù)據的分析與處理過程中會出現(xiàn)誤差，這使得電網系統(tǒng)的檢修變得十分復雜。然而，在大數(shù)據分析技術應用的基礎上，所有數(shù)據都可以得到及時快速的處理，這樣一來，系統(tǒng)中的故障就會很及時地被監(jiān)測到，從而使安全隱患可以很快被消除?！爱斍爸悄茈娋W狀態(tài)遠程監(jiān)測多與智能算法相結合，通過智能算法完成狀態(tài)評估，常見的智能算法有神經網絡、決策樹以及支持向量機等”[3]通過這些方法可以對數(shù)據進行分析從而實現(xiàn)數(shù)據的優(yōu)化處理。

2 大數(shù)據在智能電網中的應用困境及解決方法

傳統(tǒng)的電網系統(tǒng)對于數(shù)據的管理，存儲和處理能力嚴重缺乏。在大數(shù)據技術背景下，為了提升電網系統(tǒng)的可靠性以及加快推動電網實現(xiàn)自動化，數(shù)據挖掘技術逐漸被廣泛用電網系統(tǒng)。由于傳統(tǒng)的數(shù)據管理技術以及相關應用程序不能滿足大數(shù)據技術處理需求，這使得建立一個能夠處理智能電網龐大數(shù)據的大數(shù)據框架和成為緊迫需求。

2.1 智能電網中大數(shù)據傳輸和存儲技術

由于智能電網建設過程中電網運行中的各項數(shù)據都需要得到及時的保存，因此智能電網系統(tǒng)中就會產生極其龐大的數(shù)據。這在一定程度上會影響到智能電網整個運行系統(tǒng)中的數(shù)據傳輸以及數(shù)據存儲，甚至還會影響到電網的智能化建設。在智能電網中的大數(shù)據傳輸技術方面，為了提高數(shù)據的傳輸效率，可以通過加強運用傳統(tǒng)的數(shù)據壓縮方式，這樣就可以保證數(shù)據傳輸過程中的傳輸量最低。因此，數(shù)據壓縮技術在智能電網數(shù)據傳輸過程中的巨大價值被充分體現(xiàn)。數(shù)據壓縮技術極大地提高智能電網中數(shù)據的傳輸效率，但是數(shù)據壓縮技術也存在一定的缺點，它會導致很多的資源浪費現(xiàn)象，因此需要合理應用。

2.2 大數(shù)據實施處理技術

大數(shù)據處理速度是智能電網系統(tǒng)中提升數(shù)據處理效率的關鍵。由于智能電網中的數(shù)據在數(shù)量上十分龐大，因此在處理大規(guī)模的數(shù)據時所需的時間也會相應地變長，當現(xiàn)有的數(shù)據處理技術能力不能夠滿足智能電網中所產生的龐大數(shù)據時，智能電網系統(tǒng)的正常運行就會受到極大的影響。為了不斷提高智能電網中數(shù)據傳輸以及處理的效率，云計算系統(tǒng)逐漸被引進智能電網的數(shù)據處理中，這在很大程度上提升了智能電網數(shù)據梳理能力，但是云計算系統(tǒng)也存在一定的缺點，由于云計算系統(tǒng)很容易引發(fā)網絡堵塞現(xiàn)象，這對于智能電網正常功能的運行也會產生很大的影響。

2.3 可視化分析技術

在智能電網的運行過程中會產生很多的相關數(shù)據。合理地處理智能電網所產生的數(shù)據并借助將其進行合理地展示，這對智能電網運行大數(shù)據的發(fā)展有著十分重要的作用。借助于可視化技術，不但可以極大提升大數(shù)據的處理的便捷程度，而且這也將產生非常高的應用價值。由于可視化技術的集成度和分辨度都比較高，這對用戶提供數(shù)據處理結果也起著重要作用。但是為適應日新月異的科學技術發(fā)展，只有通過及時恢復網絡并不斷提高電網系統(tǒng)的智能性才能提高智能電網故障診斷水平，這極大影響著智能電網大數(shù)據處理技術的發(fā)展。

3 關于大數(shù)據在智能電網中的應用的未來展望。

當下智能電網的發(fā)展已經比較完善，光纖、微波與載波通信等已經成為智能電網主要的通信方式，與此同時，依托于多種先進的通信技術以及傳感技術，電網系統(tǒng)信息共享平臺更加完善和高效。

總而言之，在信息技術的迅猛發(fā)展過程中，大數(shù)據技術的應用使得電力系統(tǒng)更加智能化。通過應用大數(shù)據處理技術才使得電網的系統(tǒng)運行更加安全穩(wěn)定，這使得即使在非常惡劣的氣候條件下智能電網也能通過大數(shù)據技術及時消除故障從而保障供電正常運行。大數(shù)據技術在智能電網中的應用使得智能電網系統(tǒng)中數(shù)據的處理效率明顯提高，并且也使得數(shù)據的傳輸和存儲得到良好保證。作為智能電網現(xiàn)在以及將來的發(fā)展方向，大數(shù)據技術與智能電網的結合已經成為實現(xiàn)電力系統(tǒng)運行的安全性以及供電的可靠性的必要途徑。隨著時代的進步，智能電網的功能在不斷發(fā)展的科學技術的加持下將會更加智能化。

參考文獻：

[1] 李卓堅.配電網供電可靠性大數(shù)據技術的應用分析[J].科技創(chuàng)新與應用，2020（34）：181-182.

[2] 劉明明，邵良友.電網大數(shù)據智能調度及應用場景分析[J].通信電源技術，2019，36（6）：160-161.

[3] 吳建輝，劉偉，楊素梅，等.基于大數(shù)據的智能電網狀態(tài)遠程監(jiān)測方法[J].自動化與儀器儀表，2020（3）：209-211.

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