馬晨驍　王啟龍　牛文惠　李福建

摘 要：隨著智能電網(wǎng)的不斷發(fā)展，電力系統(tǒng)的數(shù)字化、信息化、智能化不斷發(fā)展，帶來了更多的數(shù)據(jù)源，例如，智能電表從數(shù)以百萬計的用電客戶側(cè)帶來需求側(cè)數(shù)據(jù)，電力設備在線監(jiān)測系統(tǒng)從數(shù)以萬計的發(fā)電機、變壓器、開關(guān)設備、高壓電纜、架空線路等設備中連續(xù)性獲取不斷變化的監(jiān)測數(shù)據(jù)，光伏和風力發(fā)電預測所需的大量歷史運行數(shù)據(jù)、氣象觀測數(shù)據(jù)等。

關(guān)鍵詞：大數(shù)據(jù) 智能電網(wǎng) 技術(shù)體系

中圖分類號：TM734 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）11（c）-0030-02

面對爆炸式增長的電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理方式不能滿足從海量數(shù)據(jù)中獲取準確、關(guān)鍵及定制化信息的需求，電網(wǎng)運行大數(shù)據(jù)系統(tǒng)的應用是電力行業(yè)信息化、智能化發(fā)展的必然要求。

1 電網(wǎng)運行數(shù)據(jù)采集及分析現(xiàn)狀

（1）多應用系統(tǒng)數(shù)據(jù)共享存在瓶頸。

電網(wǎng)運行數(shù)據(jù)貫穿電能發(fā)、輸、變、配、用等各個環(huán)節(jié)，為優(yōu)化電能的生產(chǎn)、分配及消耗，建設了多個信息化系統(tǒng)完成電網(wǎng)的運維及管理。由于建設規(guī)劃沒有考慮各個系統(tǒng)間數(shù)據(jù)交互問題，導致系統(tǒng)間不能實現(xiàn)數(shù)據(jù)直接共享。隨著電網(wǎng)規(guī)模不斷增大，電力服務要求的不斷提高，要求通過獲取更多的信息以進行綜合全面分析，實時掌握電網(wǎng)運行狀態(tài)。

（2）自動化功能缺乏診斷及預測能力。

目前，電力系統(tǒng)自動化功能主要為實時監(jiān)控及歷史數(shù)據(jù)記錄，并無智能分析決策功能及未來預測能力。電網(wǎng)的故障診斷、故障處理、負荷預測、方式管理及設備檢修安排主要依靠既定規(guī)程規(guī)定及人員主觀判斷等，較大依賴于工作人員的技術(shù)水平，不能快速適應電網(wǎng)發(fā)展帶來的改變。

（3）不能滿足定制化數(shù)據(jù)處理要求。

2 電網(wǎng)運行大數(shù)據(jù)采集及分析體系建設方案

2.1 系統(tǒng)總體構(gòu)架

將已有的各個應用系統(tǒng)作為數(shù)據(jù)存儲及數(shù)據(jù)處理節(jié)點，通過網(wǎng)絡實現(xiàn)節(jié)點之間的互聯(lián)。應用系統(tǒng)中文件管理采用分布式文件系統(tǒng)，系統(tǒng)設計基于C/S模式，網(wǎng)絡中包含多個供多用戶訪問的服務器，用戶可以根據(jù)角色權(quán)限設置像訪問本地文件一樣訪問其他系統(tǒng)上的文件。

建立一體化平臺獨立數(shù)據(jù)處理中心，實現(xiàn)定制化數(shù)據(jù)處理及數(shù)據(jù)可視化發(fā)布功能。該系統(tǒng)創(chuàng)新性提出了拖拽式電網(wǎng)運行數(shù)據(jù)自助分析功能，允許使用者在Web頁面上選擇任意的分析主題表以及任選分析維度、分析指標，進行自助式的多維分析與數(shù)據(jù)挖掘，滿足了個性化研究的需要。

2.2 數(shù)據(jù)的存儲與訪問

系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲采用分布式文件方式，將電網(wǎng)運行產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)存放于互相連接的服務器中，用戶可以根據(jù)角色權(quán)限設置像訪問本地文件一樣訪問這些服務器上的文件。由于現(xiàn)有系統(tǒng)已建設有完備的數(shù)據(jù)存儲設備，利用現(xiàn)有資源可以方便的實現(xiàn)數(shù)據(jù)的分類存儲及管理。為保證文件安全，提高系統(tǒng)容災備用能力，系統(tǒng)采用鏡像及異地備份技術(shù)將重要文件備份至不同系統(tǒng)中，實現(xiàn)重要數(shù)據(jù)的安全備份功能。

系統(tǒng)網(wǎng)絡構(gòu)架采用1000BASE-T以太網(wǎng)技術(shù)，數(shù)據(jù)傳輸速度可達千兆，滿足大數(shù)據(jù)訪問及傳輸?shù)男枰?/p>

2.3 數(shù)據(jù)的挖掘與分析

2.3.1 故障診斷功能實現(xiàn)原理

電力系統(tǒng)狀態(tài)估計與故障診斷緊密相關(guān)，鑒于此，利用基于WAMS/SCADA/綜合智能告警混合量測的電力系統(tǒng)狀態(tài)估計方法；將非線性估計結(jié)果作為偽量測量加入線性估計中，根據(jù)平均距離動態(tài)調(diào)整其權(quán)值，通過插值對非線性可觀測區(qū)域進行實時的估計。

2.3.2 故障預測功能實現(xiàn)原理

（1）利用大數(shù)據(jù)技術(shù)，從獲取到的大數(shù)據(jù)中選取所需的數(shù)據(jù)并整合成用于數(shù)據(jù)挖掘的數(shù)據(jù)集；將數(shù)據(jù)集所含的規(guī)律找出來，建立基于大數(shù)據(jù)分析的非結(jié)構(gòu)化數(shù)學模型。

（2）通過神經(jīng)網(wǎng)絡和專家系統(tǒng)不斷學習強化，不斷提升系統(tǒng)對電網(wǎng)負荷關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)的辨識能力，利用大數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)處理方式可以準確預測電網(wǎng)負荷走向，有效減少負荷預測對主觀經(jīng)驗的依賴程度。

2.3.3 定制化數(shù)據(jù)分析功能實現(xiàn)原理

固定的分析與展現(xiàn)形式總會存在無法滿足一些用戶個性化分析需要的情況。為了解決這個問題，該系統(tǒng)創(chuàng)新性提出了拖拽式電網(wǎng)運行數(shù)據(jù)自助分析功能，允許使用者在Web頁面上選擇任意的分析主題表以及任選分析維度、分析指標，進行自助式的多維分析與數(shù)據(jù)挖掘，滿足了個性化研究的需要。該系統(tǒng)Web服務數(shù)據(jù)來源為平臺數(shù)據(jù)處理中心SCADA服務器。SCADA服務器完成數(shù)據(jù)采集及處理功能，即負責與其他電力應用系統(tǒng)（EMS，DMS等系統(tǒng)）的實時數(shù)據(jù)通信，訪問其數(shù)據(jù)庫文件及報表文件等，根據(jù)用戶個性化命令對文件中的數(shù)據(jù)進行“二次計算”，并將結(jié)果反饋至平臺數(shù)據(jù)處理中心Web服務器進行數(shù)據(jù)發(fā)布，或通過可視化接口將及計算結(jié)果進行面向用戶的可視化展示。

3 結(jié)語

系統(tǒng)的大數(shù)據(jù)分析及處理預期目標如下：（1）實現(xiàn)實時在線信號識別、故障診斷；（2）實現(xiàn)運行設備的預測性故障分析；（3）實現(xiàn)故障過程回放，為故障性質(zhì)的確定、故障后的系統(tǒng)恢復、設備維修提供可信的依據(jù)；（4）實現(xiàn)故障信息分類、確定故障范圍、診斷故障設備、故障負荷統(tǒng)計等功能，（5）實現(xiàn)負荷預測等電網(wǎng)運行數(shù)據(jù)的準確預測；（6）實現(xiàn)定制化數(shù)據(jù)處理功能。

參考文獻

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