面向智能电网的电力大数据关键技术应用_樊忠洋.pdf

2023.05/面向智能电网的电力大数据关键技术应用樊忠洋1高正晓2(1.山东国研电力股份有限公司2.山东众源博创电力科技有限公司)摘要:在国民经济社会发展、电能替代力度加大及多种现代化技术的综合推动下，电力行业实现了飞速发展，用电需求和服务质量的大步跨越使电力数据规模和增长速率跃升。智能电网大数据是大数据在电力系统内的应用实践，是大数据的理论、技术和方法与传统电力行业的融合，依托现代控制技术对大数据系统中关键应用信息的准确分析与有效处理，科学、高效地构建了智能电网的核心支撑，高效维持电力系统的运行可靠性和安全性。本文针对智能电网的电力大数据特点、关键技术及应用路径进行浅层分析，旨在助力行业发展。关键词:智能电网;电力大数据;关键技术;应用探究0引言人民日益增长的美好生活需要加大了用电需求，在高速发展的信息化、大数据背景下，传统数据处理技术与爆发式增长的电力数据需求之间的差距越来越大，显然已经无法适应智能化发展环境。根据现阶段电网数据处理要求进行核心技术调整，紧跟市场发展步伐、推动智能电网持续性发展，采用大数据处理技术，科学高效弥补发展不足，是电力行业向更高水平发展的重要支撑和迫切要求。面向智能电网的电力大数据关键技术具有明显使用优势，能在持续提升电网系统运行效率的前提下进行大规模的精准数据处理，对供电质量、效率的稳步提升及行业的持续性发展具有深远意义。1智能电网的电力大数据特点分析结合大数据本质，其所具有的数据采集、分析及存储功能可为电力系统高效开展各项工作提供便捷服务。基于智能电网的电力大数据特点明显，具体表现为规模庞大、种类多样、处理准确三点。1.1数据规模庞大在科学技术与社会发展要求的影响下，我国智能电网普及速度逐日提升，在需求量持续增加的同时，增设了多个网络节点，基础设备数量也不断提升，用电规模呈爆发式增长，这使得电力数据资源规模不断扩大1。在庞大的数据分析与整理过程中，电力大数据技术为智能电网的高效运行、相关数据的有效采集与整理提供了强劲助推与有效辅佐。智能化、数字化技术的深入普及加速了智能电表的推广速度，而用户数量的大幅度提升也使智能电网下的电力数据从 TB(Terabyte)级跳跃到 PB(Petabyte)层面。随着用电量的动态化发展，电力数据会在短时间内激增，需要在固定时间段内进行大规模信息采集，而在智能电网的支撑下，每天都会产生大量的电力数据，这也使智能电网下的电力大数据产生明显的数量特点。1.2数据种类多样基于自身功能局限性，传统电网数据结构相对单一，且数据分析方法及自适应能力较弱，不能快速适应飞速变化的数据采集要求，这就需要对电网结构进行优化处理。随着大数据技术应用优势的凸显，其强大的数据存储与分析能力使其能快速适应智能电网下的数据环境，而智能化、多样性的特点也使数据分析方法本身更具全面性与适用性。在大数据支撑下，智能电网涉及到的管理、销售系统所包含的数据类型具有多样性特点，对于此类的半结构与结构化数据处理及不同系统的建设需求，现代化设备性能优势凸显，先进技术的高效引进需要借助大数据技术的强大支撑，并在提升数据分析全面性的同时实现电力数据的多元化发展。1.3数据处理准确社会在进步，技术在发展，电力系统的正常、流畅、安全运行对人们生活、工业生产及社会发展具有重要意义，而现代化智能技术的深入推广使整个电力系统需要智能电网的大力支撑。在电力行业的持续性发展中，要想顺应社会发展规律、掌握最新发展动态，势必要借助数据的立体化分析进行准确了解和定位社会需求及发展方向。将发展中涉及到的设备、运行方式，结合准确无误的数据分析并利用关键性数据处理结果进行科学规划，才能实现自身综合实力的全701电气技术与经济/技术与应用/2023.05面发展。另外在电力发展中，对于所涉及的生产运行与电量计算等核心环节及采集到的关键性数据，需要保持较高的准确性与科学性，在大数据处理技术的支撑下，可以实现对采集到的数据进行立体化分析与多维度对比，这不仅提升了数据分析和处理的速度，还实现了各项数据采集、准确处理的新跨越，这为电力系统的高效、流畅运转奠定了夯实的基础2。面向智能电网的电力大数据分析与处理技术原理如图1 所示。图 1面向智能电网的电力大数据分析与处理技术2智能电网的电力大数据关键技术2.1数据分析技术信号数据的高效转化需要科学的驱动力支撑，对数据分析进行深度了解可知，电力数据信息的优质转化能让电力信息在提炼过程中实现知识决策的持续发展。因此，大数据技术下的电力大数据分析能在规模庞大的关键性数据中搜集到更多隐藏性模块规律，这有利于决策者获取更优质、更丰富的数据支撑。从电力企业角度分析，适用性强、科学性高、针对性突出的决策能为经营、服务质量的显著提升提供科学指导，关键决策执行力的提升能实现电力企业核心竞争力的显著提升。2.2批处理技术对特定电力数据进行集中化高效处理的技术被称为批处理技术。相较流处理技术而言，其具有明显使用优势，在使用过程中限制因素较少，虽然没有较高的时效性，但是却能在庞大的数据处理请求中高质量完成定向数据的准确分析任务，基于此项优势，其被广泛应用于配电工作中。从应用实效角度分析，智能电网测试点数量庞大，电力数据信息时效性强、关联性强，需要工作人员全面掌握数据压缩、数据检索等多种应用技术3。当智能配电系统发生运行故障时，能借助扎实的理论基础与丰富的工作经验，结合实际问题第一时间提出解决方案。对大数据压缩技术的全面掌握能保证电力数据信息在不被损害、不丢失的前提下，最大程度地减少数据的处理、分析数量，并在科学增加数据存储空间的同时，提升电力数据采集、传输、处理准确性与高效性。配电网工作具有持续性特点，大数据批处理技术能将不同环节的电力数据进行有效收集与科学处理，对分布式数据库的合理应用，能极大程度地拓展大数据技术的使用范围。2.3数据展示技术智能电网下的电力大数据关键性技术主要分为可视性技术、历史流、空间信息展示三大类(如图 2 所示)。在科学技术支撑下，工作人员可以通过智能化数据分析，准确分析电力数据所具有的内在意义，并借助直观化数据分析，充分了解电力系统运行实况。可视化电力大数据展示技术应用范围较广、适用性较801电气技术与经济/技术与应用2023.05/强，能在电网系统正常运行状态下进行各项数据的实时监控。电力系统自动化管理质量的显著提升能使整个电力系统达到最佳发展状态，这是对电力大数据优势的极致发挥。空间信息展示技术在电网参数环节能充分发挥自身应用优势，虚拟技术和立体展示技术的相继出现，为 GIS 与相关设备紧密连接提供了有力保障，对关键性设备运行状态的全方位、实时化掌握，有助于决策者高效掌握电力数据地理信息4。图 2电力大数据展示技术3电力大数据关键技术应用路径初探多种现代化技术的普及和应用为各行各业发展提供了新契机，这也使数据化、信息化变革成为了发展必然。电力系统为生产及日常生活提供着发电、用电等综合性服务，为了稳步提升数据采集与信息分析能力，实现行业发展，势必要科学应用电力大数据关键技术。3.1配电网科学运维电力系统各项工作的顺利进行，不仅需要前期的科学筹划，还需要进行有效、及时的配电网运维，电力大数据技术在预测调度、指标监管等方面发挥着重要作用。在科学调度预测环节，工作人员能结合对历史数据与新收集数据的多维度分析追踪采集核心数据，并在此基础上，绘制区段内电力及电量数据发展图，然后根据具象化数据分析，准确判断下一阶段的配电网调度需求，然后结合设备运行的潜在影响，依托核心数据制定行之有效的调度方案。在指标科学管控环节，工作人员可以在管理平台中根据管理实况科学设置配电网规模、运行等运维指标额定值，然后结合大数据技术实时跟踪采集有效数值。对实际数值与额定值的差异进行精准分析，能使系统及时将运维问题反馈给工作人员，而管理人员能根据运维实况启动对应的应急预案。配电网运维质量显著提升，能有效地保障电网系统的稳步发展5。3.2电网精准调度大数据技术与信息技术的深度融合与广泛普及加速了智能电网的建设，物联网规模不断增大与电网的复杂化发展，对传统调度模式提出了全新要求。在新的要求下，传统人工电网调度模式呈现出了明显滞后性，适用范围持续缩减、使用优势不断弱化、环境自适应能力不足等特点逐渐凸显。人工调度模式难以胜任繁重的电网调度工作，在庞大的电力数据面前，决策错误率明显上升。针对此类问题，工作人员可以将大数据技术与电网调度进行有机融合，通过智能数据分析与总结，代替传统人工基础性操作，并通过快速、优质的数据分析与处理，辅助工作人员高效完成复杂的电网调度工作，以此提升电力大数据应用实效。在常规工作中，相关工作人员可以在数据系统中科学设置故障查询与处理、设备运行信息采集等功能，通过智能化电网调度小能手向工作人员提供解答问题所需的关键数据，并结合多项数据的智能化、立体化分析，向电力调度人员提供科学决策建议6。3.3准确预警电网火灾电网运行质量容易受人为因素及周围环境影响，线路长时间未更换、设备老化严重、瞬间电流过大、雷雨天气冲击电网电流等情况都有可能诱发电气火灾。而此类问题的发生不仅会带来严重的经济损失，还会造成大规模停电问题，设备运行稳定性的降低、901电气技术与经济/技术与应用/2023.05突然性的停电，都有可能诱发设备的连锁故障，存在极大的安全隐患，对电网系统的稳定运行极为不利7。要想避免此类问题的发生，应当借助大数据技术，快速突破传统电网管理模式的局限性，秉承主动管理、高效管理原则，科学规避电网火灾风险，以此稳步提升用电服务质量。在灾害发生后，进行数据分析、成因调查等工作并不能有效杜绝此类问题的发生，要想提升电网系统稳定性，科学预防电网火灾是关键。在常规工作中，管理人员可以将电力大数据技术科学应用于火灾预警中，由平台跟踪检测电网运行实况，通过核心参数对比，及早发现异常情况，并结合真实有效的数据反馈对异常设备采取停机与切断处理，以此科学消除安全隐患8。4结束语在国家大数据战略、多项现代化技术深化普及运用、能源互联网及能源行业转型升级时代大趋势大背景下，智能电网技术愈加成熟。智能电网稳步发展，海量电力数据的高效、优质处理与分析成为重要课题。本文就电力大数据核心技术进行了浅层分析，旨在为电力大数据技术优势的充分发挥提供有效借鉴。完善提升智能电网大数据功能，支撑全电网统一数据中心建设，提高能源综合利用效率，提高电网供电可靠性，促进节能减排，促进新能源利用，促进资源优化配置，实现智能电网新时代飞跃，大数据技术大有作为。参考文献 1钟宏鸣 面向智能电网应用的电力大数据关键技术研究 J 信息记录材料，2020，21(1):140-141 2谢敏敏 面向智能电网应用的电力大数据关键技术探析 J 数码世界，2020(1):281-282 3徐立波，郭琳琅 面向智能电网应用的电力大数据关键技术分析 C/中国电力科学研究院有限公司，国网电投(北京)科技中心，计算机科学与探索杂志社 全国第四届“智能电网”会议论文集，2019:197-200 4杨梦，刘泽 面向智能电网应用的电力大数据关键技术探析 J 通讯世界，2019，26(12):240-241 5许多，宋莹玮 面向智能电网应用的电力大数据关键技术 J 数码世界，2019(12):88 6李永光，张彦军，汪凯威，等 面向智能电网应用的电力大数据关键技术探讨 J 数字通信世界，2019，171(3):50 7彭小圣，邓迪元，程时杰，等 面向智能电网应用的电力大数据关键技术 J 中国电机工程学报，2015，35(3):503-511 8王鹏丞，刘怡青 基于智能电网应用的电力大数据关键技术 J 环球市场信息导报，2017，710(35):111(收稿日期:2023-03-17)011电气技术与经济/技术与应用