崔凱翔

（廣州供電局有限公司 荔灣供電局，廣東 廣州 510175）

互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)技術在智能電網(wǎng)中的應用

崔凱翔

（廣州供電局有限公司 荔灣供電局，廣東 廣州 510175）

互聯(lián)網(wǎng)技術的發(fā)展，大數(shù)據(jù)技術的深入發(fā)展和使用，使得智能電網(wǎng)的發(fā)展進入新紀元?；ヂ?lián)網(wǎng)技術和大數(shù)據(jù)技術在智能電網(wǎng)中的應用是推動智能電網(wǎng)發(fā)展的重要技術，也是有效緩解目前智能電網(wǎng)發(fā)展瓶頸的重要措施。文章主要介紹了智能電網(wǎng)的概念、大數(shù)據(jù)及互聯(lián)網(wǎng)技術在智能電網(wǎng)中的應用，探討了其對智能電網(wǎng)發(fā)展的作用。

互聯(lián)網(wǎng)；大數(shù)據(jù)；智能電網(wǎng)

我國經濟迅速發(fā)展，自動化技術和通信技術迅猛發(fā)展，催生了智能電網(wǎng)。由于用電量增加提高了對電網(wǎng)的供電需求。可再生綠色能源發(fā)電對于緩解經濟發(fā)展下環(huán)境污染、溫室效應等有重大作用，符合經濟可持續(xù)發(fā)展要求，但并不能實現(xiàn)持續(xù)性、可控性發(fā)電，對于電網(wǎng)功能的平衡和運行控制帶來一定的困難。隨著互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)技術的深入發(fā)展，電網(wǎng)也不斷發(fā)生著變革。智能電網(wǎng)也具備了可大量接入分布電源接入的能力，恰好能夠滿足用電用戶對于用電的需求。

1 智能電網(wǎng)概述

智能電網(wǎng)是結合現(xiàn)代計算機技術和通信技術、傳統(tǒng)與前沿配電工程技術、測控技術以及高級傳感技術等技術發(fā)展而來的電力系統(tǒng)［1］，其發(fā)展?jié)M足了現(xiàn)代社會對電力的需求，在降低成本的同時還可信息化管理，確保電網(wǎng)安全可靠，其主要特征包括自愈、激勵、抵御攻擊、高電能質量、容許不同發(fā)電形式接入、啟動電力市場及資產優(yōu)化高效運行。堅持智能電網(wǎng)建設，推動智能小區(qū)、智能城市的發(fā)展，可提升人們的生活品質；推動智能電網(wǎng)發(fā)展，使電網(wǎng)功能逐步擴展到促進能源資源優(yōu)化配置、保障電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行、提供多元開放的電力服務、推動戰(zhàn)略性新興產業(yè)發(fā)展等多個方面。

智能電網(wǎng)的主要目標是電網(wǎng)運行可靠、安全、經濟、高效。可靠性主要體現(xiàn)在無論用戶何時何地何種環(huán)境下都能擁有可靠的電力供應，不會影響正常生活。對于電網(wǎng)可能出現(xiàn)的故障問題，能及時反饋和警告，盡量減少斷電的可能，在用戶受到斷電影響之前，進行及時修復和校正。安全性主要體現(xiàn)在智能電網(wǎng)在惡劣的物理和網(wǎng)絡環(huán)境下不會因受到攻擊而出現(xiàn)大面積停電，即使斷電也不用付出太大代價進行供電恢復，可減少因自然災害造成的損毀。經濟性主要體現(xiàn)在運行時符合供求平衡規(guī)律，用戶不用承擔高額電費，也不用因電力不足而忍受長時間斷電。高效性主要體現(xiàn)在建設時期不必投入大量資金，減少運輸和分配過程中的損耗，維修不必進行大量人物力投入。智能電網(wǎng)應當符合生態(tài)可持續(xù)性經濟發(fā)展，在發(fā)電、輸電、配電、用電和調度等環(huán)節(jié)都應當減少對環(huán)境的破壞和對資源的浪費［2］。

2 互聯(lián)網(wǎng)技術在智能電網(wǎng)中的應用

互聯(lián)網(wǎng)技術的發(fā)展，尤其是以IPv6為核心的下一代互聯(lián)網(wǎng)技術的發(fā)展，將會提供新的互聯(lián)網(wǎng)架構，安全性和可靠性得到進一步提高。隨著信息化應用的發(fā)展，生活日漸電子化，人們對互聯(lián)網(wǎng)的需求也日漸增大。智能電網(wǎng)作為電網(wǎng)發(fā)展的新方向，能夠提升電力系統(tǒng)各領域的質量。依托下一代互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，對提高整個智能電網(wǎng)的均衡發(fā)展和可持續(xù)發(fā)展有著重要影響。

智能電網(wǎng)的設備提升和業(yè)務處理能力都對互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展提出了新要求?；贗Pv6的下一代互聯(lián)網(wǎng)具有更大的地址空間，所需的路由表更小，對組播和對流的支持進一步增強，同時在動態(tài)主機配置協(xié)議（Dynamic Host Configuration Protocol，DHCP）基礎上加入了對自動配置的支持，使網(wǎng)絡管理更便捷。相較于IPv4，IPv6具備更高的安全性能，數(shù)據(jù)加密和校驗極大程度提高了網(wǎng)絡的安全性［3］，也可根據(jù)IPv6允許協(xié)議進行相關擴充。

智能電網(wǎng)公共平臺建設主要靠信息化支撐，其實施基礎同樣也是信息化，各環(huán)節(jié)也需要信息化支持。當基于IPv6的下一代互聯(lián)網(wǎng)技術應用于智能電網(wǎng)后將極大程度提升骨干傳輸網(wǎng)的承載能力，進一步優(yōu)化各類業(yè)務網(wǎng)的服務能力，提高10 kV通信介入網(wǎng)的支撐能力，對于支撐網(wǎng)的安全和一體化管控能力都有一定的提升效果。通過互聯(lián)網(wǎng)來發(fā)展智能電網(wǎng)能為日益增多的業(yè)務需求提供一個安全可靠的平臺，保障電力公司總部與分部的有效運行。用戶通過互聯(lián)網(wǎng)也能更好與電力公司進行溝通，更好地解決在日常生活中遇到的電力方面的困難。此外，用戶的開戶和繳費等都能夠逐步通過互聯(lián)網(wǎng)進行，方便用戶。

3 大數(shù)據(jù)在智能電網(wǎng)中的應用

大數(shù)據(jù)主要具備大規(guī)模、高速度和多樣性的特點，將大數(shù)據(jù)引入智能電網(wǎng)可實現(xiàn)電網(wǎng)數(shù)據(jù)大規(guī)模、高速性和多樣性。其中由于智能電網(wǎng)不斷發(fā)展，用戶用電量增加，發(fā)電機節(jié)點和符合節(jié)點數(shù)量都在不斷增加，電網(wǎng)數(shù)據(jù)不斷增多，其存儲數(shù)據(jù)已經達到了PB量級［4］。對于電網(wǎng)而言，電力電量的平衡是確保電網(wǎng)數(shù)據(jù)高效性的重要因素。但是負荷波動具有隨機性造成電力故障不可預測，這就要求發(fā)電側出力需進行實時跟蹤。此外為保障用電的正常運行，必須及時進行故障修復，這就要求電網(wǎng)數(shù)據(jù)具備高速性。電網(wǎng)數(shù)據(jù)的多樣性主要是來源多樣、存儲類型多樣和采集周期多樣。電網(wǎng)數(shù)據(jù)來源主要有網(wǎng)內數(shù)據(jù)和網(wǎng)外數(shù)據(jù)兩大類，其中電網(wǎng)內部數(shù)據(jù)包括用電信息采集系統(tǒng)、營銷系統(tǒng)、廣域測量系統(tǒng)、配網(wǎng)自動化系統(tǒng)、能量管理系統(tǒng)、設備檢測系統(tǒng)和客戶服務系統(tǒng)。電網(wǎng)外部系統(tǒng)則主要包括氣象信息系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)、公共服務部門和互聯(lián)網(wǎng)。

電力大數(shù)據(jù)的處理主要依靠現(xiàn)代計算機處理，提高處理速度和效率。分布式并行計算、內存計算技術、流處理技術等都是電力大數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)的主要技術。分布式并行計算主要是利用并行方式進行計算，將計算機的單一高性能分解，將并行計算得出的結果匯聚成最終結果，顯著提高計算機數(shù)據(jù)計算效率。內存計算技術是利用內存和CPU的高速通信特點來處理存放在內存中的全部數(shù)據(jù)，可有效防止硬盤IO速度限制數(shù)據(jù)傳輸情況的發(fā)生，有效提升計算速度。流處理技術是將數(shù)據(jù)視為流，隨時進行數(shù)據(jù)的處理和返回結束，在最短時間內可處理數(shù)據(jù)前段數(shù)據(jù)，從而更快出分析結果［5］。

以分布式發(fā)電為例，隨著分布式發(fā)電的不斷接入，尤其是新能源滲透率的不斷增加，電網(wǎng)原有的運行管理方式被打破，這種情況下一方面要考慮負荷側出現(xiàn)的波動，另一方面要考慮新能源出力間歇性。由于新能源大部分分布在電網(wǎng)末端，距離符合中心距離較遠，網(wǎng)架結構脆弱，因此電網(wǎng)接納能力較弱；另外對新能源的預測誤差較大，風電出力預測值實時誤差與日前預測誤差達分別達到5%，20%，這對電網(wǎng)調度帶來困難。而利用大數(shù)據(jù)技術能夠提高對新能源出力預測的精確度，例如丹麥維斯塔斯風力技術集團采用IBM大數(shù)據(jù)解決方案預測風電出力，預測過程中加入氣象報告、衛(wèi)星圖像、潮汐相位、地理位置等結構與非結構化海量數(shù)據(jù)，實現(xiàn)了風力渦輪機布局的優(yōu)化，進而有效地提升了風電發(fā)電與預測準確度與效率，經濟效益可觀。

4 互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)技術融合在智能電網(wǎng)中的直接優(yōu)勢

4.1 對基建決策起到支持作用

通過互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)技術的應用，發(fā)電企業(yè)可獲得準確有效的數(shù)據(jù)決定發(fā)電站的選址、輸電線路的設計等，例如丹麥風電公司實施了VESTAS計劃，通過互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)技術將全球天氣數(shù)據(jù)與企業(yè)本身的數(shù)據(jù)、天氣系統(tǒng)相融合，并以積累的天氣系統(tǒng)和數(shù)據(jù)為基礎，利用數(shù)據(jù)建模，計算出對電力影響的風力、風速和氣流等要素，進而優(yōu)化選擇廠址，并利用數(shù)據(jù)信息更好地服務于項目建設與電力發(fā)展。

4.2 對客戶分析實現(xiàn)升級

電力營銷企業(yè)分析電力用戶可利用互聯(lián)網(wǎng)與大數(shù)據(jù)技術進行，通過對電力用戶特征進行分析，細分用戶并有針對性的改善服務。通過內部與外部數(shù)據(jù)的聯(lián)合應用，對電力用戶做出更為細致的分析，通過假設、論證獲得正確關聯(lián)結論，進而實施更加有效和更具針對性的營銷，實現(xiàn)企業(yè)競爭力的提升。

4.3 實現(xiàn)了智能控制水平的提升

電力基礎故障的分析、處理與預防中采用互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)技術可快速地查找到故障源與發(fā)生故障的原因，進而減少對電力用戶的影響，減少維修成本。同時通過互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)技術還能夠及時監(jiān)測故障，并對小故障作出及時處理，防止演變?yōu)榇蠊收稀＿@些都能夠通過可視化展現(xiàn)技術、大數(shù)據(jù)分析技術、視頻監(jiān)控、在線檢測、應急指揮等實現(xiàn)。

4.4 實現(xiàn)協(xié)同管理

電力行業(yè)所涉及的范圍廣泛，相互之間有著密切的聯(lián)系，也只有這樣才有利于整個行業(yè)的發(fā)展。電力行業(yè)生產、運營、銷售、管理數(shù)據(jù)的整合能夠實現(xiàn)其資源配置的優(yōu)化；同時互聯(lián)網(wǎng)與大數(shù)據(jù)的應用也能夠使行業(yè)內部人力、設備、資金與設備等更加流暢。

5 結語

智能電網(wǎng)的智能性和自動化也逐漸在電力系統(tǒng)中發(fā)揮極大作用，互聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)技術在智能電網(wǎng)中的應用能夠進一步推動智能電網(wǎng)的發(fā)展。

［1］張巍，閻立.下一代互聯(lián)網(wǎng)技術在智能電網(wǎng)中的應用［J］.電力系統(tǒng)通信，2012（12）：95-100.

［2］彭小圣，鄧迪元，程時杰，等.面向智能電網(wǎng)應用的電力大數(shù)據(jù)關鍵技術［J］.中國電機工程學報，2015（3）：503-511.

［3］張誠.大數(shù)據(jù)在智能電網(wǎng)中的應用展望［J］.科技視界，2015（31）：266.

［4］曹軍威，萬宇鑫，涂國煜，等.智能電網(wǎng)信息系統(tǒng)體系結構研究［J］.計算機學報，2013（1）：143-167.

［5］陳淘，劉利兵.大數(shù)據(jù)技術在智能電網(wǎng)中應用［J］.物聯(lián)網(wǎng)技術，2016（4）：54-55，57.

Application of Internet and big data technology in smart grid

Cui Kaixiang

（Liwan Power Supply Bureau of Guangzhou Power Supply Bureau Co.，Ltd.，Guangzhou 510175，China）

The development of Internet technology and further development and application of big data technology make the development of smart grid into a new era.Application of Internet technology and big data technology in smart grid is not only an important technology to promote whose development，but also an important measure to effectively ease the current bottleneck of the development of smart grid.This paper mainly introduces the concept of smart grid，application of big data and Internet technology in the smart grid，and explores the role of Internet technology and big data technology have played in the development of smart grid.

Internet；big data；smart grid

崔凱翔（1983—），男，廣東化州，本科，工程師。