大數(shù)據(jù)視域下的電力系統(tǒng)規(guī)劃管控平臺研究★

陳金娥

（安徽醫(yī)學高等?？茖W校， 安徽 合肥 230601）

0 引言

隨著社會經(jīng)濟發(fā)展和人民生活水平的日益提高，對電力系統(tǒng)的需求越來越大，電力系統(tǒng)規(guī)劃和管控顯得尤為重要[1]。傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)規(guī)劃和管控方法一般都采用經(jīng)驗法、規(guī)劃法和優(yōu)化方法，在計算機技術(shù)的支持下進行決策[2]。但是，隨著電力系統(tǒng)規(guī)模的不斷擴大，模型更加復(fù)雜，決策需求變得越來越迫切，這些傳統(tǒng)方法已經(jīng)不能滿足電力系統(tǒng)規(guī)劃和管控的需求。

考慮到電力系統(tǒng)規(guī)劃是電力系統(tǒng)建設(shè)和運營中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，通過合理規(guī)劃和管控，可以提高電力系統(tǒng)的運行效率和供電可靠性，促進電力系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展[3]。然而，當前電力系統(tǒng)規(guī)劃存在著一系列問題。

首先，傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)規(guī)劃是以短期為主，缺乏長遠的規(guī)劃。短期的規(guī)劃往往只能滿足當前的電力需求，不能解決未來的電力供需矛盾問題。其次，電力系統(tǒng)規(guī)劃的技術(shù)和經(jīng)濟參數(shù)缺乏統(tǒng)一標準，不同地區(qū)和企業(yè)之間存在著很大差異。這導致了同樣的電力系統(tǒng)規(guī)劃，不同地區(qū)和企業(yè)實際效果的差異性很大[4]。此外，電力系統(tǒng)規(guī)劃中還面臨著技術(shù)和經(jīng)濟預(yù)測不準確、數(shù)據(jù)共享不暢等問題。

以上問題的存在，導致電力系統(tǒng)規(guī)劃難以為不同地區(qū)的電力供應(yīng)和需求提供有效的解決方案。為了改善電力系統(tǒng)規(guī)劃的狀況，需要引入新的技術(shù)手段[5]。大數(shù)據(jù)技術(shù)的迅速發(fā)展為電力系統(tǒng)規(guī)劃提供了新的思路和方法。

借助大數(shù)據(jù)技術(shù)，電力系統(tǒng)規(guī)劃人員可以獲取大量的數(shù)據(jù)信息，從而更全面地考慮制定方案的各種因素。在建立電力系統(tǒng)規(guī)劃模型時，大數(shù)據(jù)技術(shù)可以實現(xiàn)從多個維度對電力系統(tǒng)進行建模，提高模型的精度和可信度，從而使得規(guī)劃成果更加精準和科學[6]。同時，大數(shù)據(jù)技術(shù)還可以協(xié)調(diào)和整合各個環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)資源，提高規(guī)劃的科學性和現(xiàn)實性，進一步提高規(guī)劃的全過程自動化和信息化水平。

從現(xiàn)階段電力系統(tǒng)規(guī)劃的現(xiàn)狀看，電力系統(tǒng)規(guī)劃存在諸多問題，如短期規(guī)劃為主、技術(shù)和經(jīng)濟參數(shù)差異性大、預(yù)測不準確等。這些問題不僅制約了電力系統(tǒng)規(guī)劃的效率和科學性，同時也制約了電力系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展。因此，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)建立電力系統(tǒng)規(guī)劃管控平臺，加強對電力系統(tǒng)的規(guī)劃和管控，有望實現(xiàn)電力系統(tǒng)的高效、可靠和可持續(xù)發(fā)展。

1 基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的電力系統(tǒng)規(guī)劃管控平臺總體架構(gòu)

隨著工程建設(shè)的規(guī)模和復(fù)雜程度的不斷擴大，如何提高電力系統(tǒng)工程造價成本的管理效率和精度，成為了電力系統(tǒng)規(guī)劃管控需要解決的重要問題。傳統(tǒng)的工程造價成本管理模式已經(jīng)無法滿足需求，基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的電力系統(tǒng)規(guī)劃管控平臺的推出，則為這一問題提供了更好的解決方案。該平臺共有十個功能，其功能架構(gòu)如圖1 所示。

圖1 基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的電力系統(tǒng)規(guī)劃管控平臺總體功能架構(gòu)

1）數(shù)據(jù)采集。電力系統(tǒng)規(guī)劃管控平臺是數(shù)據(jù)采集平臺的第一步，旨在建立數(shù)據(jù)源的統(tǒng)一接口和數(shù)據(jù)的有效獲取，包括項目基本信息、人工費用、材料費用、設(shè)備費用等。系統(tǒng)會集成各類數(shù)據(jù)源，自動、定期地從源系統(tǒng)中抽取目標數(shù)據(jù)，部分數(shù)據(jù)還需要根據(jù)任務(wù)需求，由工程人員進行手動輸入。

2）數(shù)據(jù)共享。數(shù)據(jù)共享在電力系統(tǒng)規(guī)劃管控平臺中處于至關(guān)重要的地位。數(shù)據(jù)共享意在加強數(shù)據(jù)的重復(fù)使用性、共同性和可維護性，同時在保證安全性和容錯能力的前提下，發(fā)揮所有參與方的數(shù)據(jù)價值。通過數(shù)據(jù)共享，不同人員、系統(tǒng)、部門不再綁定于某個特定的數(shù)據(jù)系統(tǒng)，可以提高數(shù)據(jù)可靠性和實用性，實現(xiàn)更高效的數(shù)據(jù)協(xié)同和集成。

3）數(shù)據(jù)存儲。數(shù)據(jù)存儲是電力系統(tǒng)規(guī)劃管控平臺的重要組成部分。管理工程造價的數(shù)據(jù)量巨大、復(fù)雜，因此需要具有高效性、穩(wěn)定性和容錯性的數(shù)據(jù)存儲解決方案。實現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲主要依靠數(shù)據(jù)倉庫和數(shù)據(jù)集市的建設(shè)，包括數(shù)據(jù)分布式存儲、數(shù)據(jù)備份和數(shù)據(jù)恢復(fù)，以確保數(shù)據(jù)安全、可靠和高效。

4）數(shù)據(jù)審核。工程造價成本管理的核心是數(shù)據(jù)審核，通過引入專業(yè)的審核系統(tǒng)，提高工程造價的合規(guī)性和準確性。數(shù)據(jù)審核主要包括一系列的校驗規(guī)則與審核規(guī)則，這些規(guī)則可以在系統(tǒng)中預(yù)先定義或手動配置。在數(shù)據(jù)導入、統(tǒng)計、分析等環(huán)節(jié)前，首先通過審核系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進行自動或人工審核。

5）數(shù)據(jù)查詢。對于大型的工程成本管理系統(tǒng)來說，數(shù)據(jù)查詢是一個很重要的功能，用戶可以根據(jù)特定條件查詢現(xiàn)存數(shù)據(jù)中的任何信息，例如：按特定工程名稱查詢相關(guān)成本數(shù)據(jù)、按時間范圍查詢某工程某周期導入的成本數(shù)據(jù)、按類別進行細化查詢、導出Excel/Word/圖像等。

6）數(shù)據(jù)處理。數(shù)據(jù)處理是電力系統(tǒng)規(guī)劃管控平臺的一個重要步驟。通過數(shù)據(jù)的加工、提取、處理、計算、清洗等方法，將處理出來的數(shù)據(jù)整合到平臺當中。數(shù)據(jù)處理需要對采集到的數(shù)據(jù)進行整理清洗、數(shù)據(jù)加工、數(shù)據(jù)清洗，最終形成符合規(guī)則、可用于審計的數(shù)據(jù)。

7）數(shù)據(jù)分析。工程造價成本管理的重要目標是數(shù)據(jù)分析，通過對大數(shù)據(jù)的整合與分析，為企業(yè)帶來更有效地管理決策或決策支持，結(jié)合分析可進行人工分析和數(shù)據(jù)分析的方式，例如：成本分析、現(xiàn)場監(jiān)管、供應(yīng)商分析、工期分析等多種分析模式。

8）數(shù)據(jù)編制。數(shù)據(jù)編制是指將在工程建設(shè)、招標等過程中產(chǎn)生的各類數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一分類、處理和歸檔，并制定相關(guān)的工作計劃、指導意見和規(guī)范流程。在數(shù)據(jù)編制模塊中，所有數(shù)據(jù)均可分門別類地存儲，實現(xiàn)全面、歷史化管理。

9）數(shù)據(jù)輸出。數(shù)據(jù)輸出則是工程造價成本管理平臺的最后一個步驟，將結(jié)果數(shù)據(jù)輸出到數(shù)據(jù)報表或其他應(yīng)用場景中。通過數(shù)據(jù)可視化手段，直觀客觀地呈現(xiàn)出數(shù)據(jù)分析結(jié)果，在方便使用的同時，也讓管理過程變得更加科學。數(shù)據(jù)輸出的形式有多種，如：圖表展示、報表、Excel/Word、后臺應(yīng)用接口等。

10）數(shù)據(jù)同步。數(shù)據(jù)同步在電力系統(tǒng)規(guī)劃管控平臺中是核心關(guān)鍵技術(shù)，主要是將所有數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)同步到平臺中進行同步更新，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)的一致性和有效性。比如產(chǎn)生華麗的數(shù)據(jù)報表，使客戶能更加清晰地了解各種數(shù)據(jù)的變化情況和整體趨勢，從而更加便利地進行決策。

2 電力系統(tǒng)規(guī)劃管控平臺在電力系統(tǒng)的長期規(guī)劃中的應(yīng)用

電力系統(tǒng)是國家經(jīng)濟發(fā)展的重要支撐，其長遠規(guī)劃非常重要。近年來，新型電力系統(tǒng)的建設(shè)已經(jīng)成為國家重點發(fā)展項目之一。但是，在電力系統(tǒng)建設(shè)過程中，如何控制工程造價成本是一個具有挑戰(zhàn)性的問題。在電力系統(tǒng)的長期規(guī)劃中，電力系統(tǒng)規(guī)劃管控平臺可以承擔非常重要的角色，通過對源- 網(wǎng)- 荷- 儲的技術(shù)/經(jīng)濟參數(shù)的分析，幫助決策者制定出合理的電力系統(tǒng)工程造價規(guī)劃方案。其規(guī)劃框架如圖2 所示。

圖2 電力系統(tǒng)規(guī)劃管控平臺中的電力系統(tǒng)長期規(guī)劃框架

首先，電力系統(tǒng)規(guī)劃管控平臺可以結(jié)合各區(qū)域發(fā)電側(cè)與電網(wǎng)側(cè)的基準年數(shù)據(jù)，依托政策目標、經(jīng)濟假設(shè)和負荷預(yù)測等情景設(shè)置，共同構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的長期規(guī)劃模型。通過模型的設(shè)計，我們可以預(yù)測電力系統(tǒng)未來的發(fā)展趨勢，選取合適的技術(shù)和設(shè)備，以及制定有效的管理策略。同時，模型也可以幫助決策者對電力系統(tǒng)進行風險評估和成本分析，減少潛在風險并優(yōu)化系統(tǒng)成本。

其次，電力系統(tǒng)規(guī)劃管控平臺可以設(shè)置總成本最低的目標函數(shù)，以短期運行和長期規(guī)劃為約束，輸出一套完整的規(guī)劃方案。總成本最低的目標函數(shù)是通過系統(tǒng)中不同的運營策略進行優(yōu)化，從而實現(xiàn)最大限度地降低系統(tǒng)的運營成本。電力系統(tǒng)規(guī)劃管控平臺可以根據(jù)規(guī)劃方案中所選取的設(shè)備、技術(shù)和管理策略，計算出系統(tǒng)的總成本，并通過調(diào)整方案的運營策略來優(yōu)化方案的總成本。最終輸出新型電力系統(tǒng)長期規(guī)劃模型，在模型設(shè)計中，需要考慮到以下幾個方面：

源側(cè)：包括傳統(tǒng)能源資源和新能源資源的發(fā)展情況、生產(chǎn)成本和能源結(jié)構(gòu)等因素。需要分析不同能源資源的優(yōu)劣勢，制定合理的能源發(fā)展戰(zhàn)略。

網(wǎng)側(cè)：包括電網(wǎng)輸電能力、運行和維護成本、電力市場機制等因素。需要考慮不同電網(wǎng)技術(shù)和體系的利弊，并設(shè)計合理的電力市場機制，以促進有效的資源配置。

荷側(cè)：包括用電需求、用電結(jié)構(gòu)和用電負荷等因素。需要分析不同用戶群體的用電需求，推動能效提升等節(jié)能措施。

儲能側(cè)：包括儲能技術(shù)和儲能成本等因素。需要評估和比較不同儲能技術(shù)的優(yōu)劣，設(shè)計合適的儲能系統(tǒng)，以解決能源儲備和供需不平衡等問題。

最后，電力系統(tǒng)規(guī)劃管控平臺可以實現(xiàn)工程造價的實時監(jiān)管，避免發(fā)生工程造價超預(yù)算的情況。電力系統(tǒng)的建設(shè)需要大量的資金和資源，一旦工程造價超過預(yù)算，將會給國家和工程投資方帶來極大的經(jīng)濟壓力。因此，通過電力系統(tǒng)規(guī)劃管控平臺實現(xiàn)工程造價的實時監(jiān)管，可以及時解決工程項目中的問題并避免損失。

電力系統(tǒng)規(guī)劃管控平臺在電力系統(tǒng)的長期規(guī)劃中具有重要的應(yīng)用價值。它可以幫助決策者制定出合理的電力系統(tǒng)工程造價規(guī)劃方案，降低系統(tǒng)建設(shè)和運營成本，減少潛在風險，并避免工程造價超預(yù)算的情況。當前，隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展和智能技術(shù)的應(yīng)用的普及，電力系統(tǒng)規(guī)劃管控平臺在電力系統(tǒng)的建設(shè)中將起到越來越重要的作用。

3 結(jié)語

電力系統(tǒng)是國家經(jīng)濟發(fā)展的重要支撐，其長遠規(guī)劃非常重要。近年來，新型電力系統(tǒng)的建設(shè)已經(jīng)成為國家重點發(fā)展項目之一。但是，在電力系統(tǒng)建設(shè)過程中，如何控制工程造價成本是一個具有挑戰(zhàn)性的問題。

本文基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的電力系統(tǒng)規(guī)劃管控平臺，賦予了平臺十大功能。隨后著重探討了電力系統(tǒng)規(guī)劃管控平臺在電力系統(tǒng)的長期規(guī)劃中的應(yīng)用價值。通過對源- 網(wǎng)- 荷- 儲的技術(shù)/經(jīng)濟參數(shù)的分析，結(jié)合各區(qū)域發(fā)電側(cè)與電網(wǎng)側(cè)的基準年數(shù)據(jù)，依托政策目標、經(jīng)濟假設(shè)和負荷預(yù)測等情景設(shè)置，共同構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的長期規(guī)劃模型，輸出電力系統(tǒng)工程造價規(guī)劃方案。

其可以通過模型的設(shè)計和運行，預(yù)測電力系統(tǒng)未來的發(fā)展趨勢。同時其可以設(shè)置總成本最低的目標函數(shù)，并通過調(diào)整方案的運營策略來優(yōu)化方案的總成本。最后它可以實現(xiàn)工程造價的實時監(jiān)管，避免發(fā)生工程造價超預(yù)算的情況，從而節(jié)約投資資金和資源。