鄭瀚

摘? 要：在國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)及發(fā)展中，電力部門扮演著不可替代的角色，可以極大滿足人們的用電需求。近年來(lái)我國(guó)用電量不斷加大，對(duì)于電力部門的考驗(yàn)也隨之增大。大數(shù)據(jù)技術(shù)的不斷發(fā)展和提高使得其在電網(wǎng)中的應(yīng)用不斷深入?，F(xiàn)如今，基于大數(shù)據(jù)處理的智能電網(wǎng)研究越來(lái)越深入。本文主要對(duì)大數(shù)據(jù)技術(shù)特征，智能電網(wǎng)國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀，以及大數(shù)據(jù)在智能電網(wǎng)上實(shí)際的應(yīng)用進(jìn)行了研究。

關(guān)鍵詞：用電量? 大數(shù)據(jù)處理? 智能電網(wǎng)? 應(yīng)用模式

中圖分類號(hào)：TM76 ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2020）07（c）-0162-03

Abstract： In the construction and development of the national economy， the electric power sector plays an irreplaceable role， which can greatly meet people's demand for electricity. In recent years， China's electricity consumption has been increasing， and the test of the power sector is also increasing. With the continuous development and improvement of big data technology， its application in power grid is deepening. Nowadays， smart grid research based on big data processing is getting more and more in-depth. This paper mainly studies the technical characteristics of big data， the development status of smart power grid at home and abroad， and the practical application of big data in smart power grid.

Key Words： Electricity consumption; Big data processing; Smart grid; Application mode

智能電網(wǎng)因其具有經(jīng)濟(jì)性強(qiáng)、安全可靠等特征成為新時(shí)代電力發(fā)展的關(guān)鍵方向。另一方面，智能電網(wǎng)可以在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中進(jìn)一步降低電力輸送過(guò)程中的潛在風(fēng)險(xiǎn)[1]。

大數(shù)據(jù)分析技術(shù)是將信號(hào)轉(zhuǎn)成的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理，將數(shù)據(jù)再次轉(zhuǎn)化為信息。并且從信息中提取出相應(yīng)的信息，總結(jié)出大量數(shù)據(jù)中隱藏的模式和規(guī)則。為電力系統(tǒng)的決策制定提供參考信息，進(jìn)而提高電力行業(yè)的運(yùn)營(yíng)能力和服務(wù)質(zhì)量。

因此，對(duì)于大數(shù)據(jù)處理下的智能電網(wǎng)的研究就顯得尤為重要。需要采取相應(yīng)的措施，對(duì)大數(shù)據(jù)處理運(yùn)用中出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行分析，通過(guò)各種措施提高智能電網(wǎng)的穩(wěn)定性。

1? 大數(shù)據(jù)技術(shù)基本特征

大數(shù)據(jù)技術(shù)隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的不斷提升已經(jīng)應(yīng)用于我國(guó)的各行各業(yè)中，對(duì)于未來(lái)人類的經(jīng)濟(jì)發(fā)展也有著不可估量的意義。將大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用于智能電網(wǎng)變得尤為重要。

大數(shù)據(jù)的特點(diǎn)一般有五點(diǎn)，這五點(diǎn)被稱為“5V”。分別是Volume（大量）、Value（價(jià)值）、Velocity（高速）、Variety（多樣）、Veracity（真實(shí)性）[2]。

大量性是指數(shù)據(jù)量巨大。從范圍和種類上來(lái)分析都是很大的數(shù)量級(jí)。從TB級(jí)到PB、ZB。都是在不斷發(fā)展擴(kuò)大中[3];

價(jià)值性是指大數(shù)據(jù)的價(jià)值大，從特點(diǎn)上來(lái)分析大數(shù)據(jù)的密度卻比較低。在數(shù)以萬(wàn)計(jì)的傳感器的支持下，采集到的數(shù)量是單個(gè)傳感器的幾萬(wàn)甚至幾百萬(wàn)倍。但是巨大的數(shù)據(jù)聚合卻沒(méi)有達(dá)到百萬(wàn)倍的利用價(jià)值，可能只有幾倍而已。

高速性是指處理數(shù)據(jù)的速度快。大數(shù)據(jù)系統(tǒng)產(chǎn)生了百萬(wàn)倍的數(shù)據(jù)，但是在實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景中卻要求和少量數(shù)據(jù)處理所需時(shí)間相同，這無(wú)疑就對(duì)大數(shù)據(jù)系統(tǒng)下的快速處理，實(shí)時(shí)處理，實(shí)時(shí)決策提出了很高的要求[4]。

多樣性和真實(shí)性是指數(shù)據(jù)來(lái)源的多樣化以及萬(wàn)千數(shù)據(jù)的真實(shí)需求。對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)的分析和維護(hù)都起著很重要的作用。

這五個(gè)特點(diǎn)基本包含了大數(shù)據(jù)技術(shù)的內(nèi)涵。隨著電網(wǎng)行業(yè)的不斷發(fā)展，電網(wǎng)系統(tǒng)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息已經(jīng)超出其管理運(yùn)行的范圍。相對(duì)于數(shù)據(jù)庫(kù)處理中，電網(wǎng)系統(tǒng)在數(shù)據(jù)信息處理過(guò)程中，缺少對(duì)非結(jié)構(gòu)性數(shù)據(jù)管理能力，使電網(wǎng)對(duì)音頻和圖像的處理能力比較差。無(wú)法更好的滿足用戶不斷提升的需求，因此發(fā)展了大數(shù)據(jù)處理技術(shù)。

大數(shù)據(jù)技術(shù)可以通過(guò)并行處理技術(shù)，對(duì)于數(shù)據(jù)信息進(jìn)行實(shí)時(shí)運(yùn)算，提升數(shù)據(jù)信息的內(nèi)在關(guān)聯(lián)性，且其具有容錯(cuò)性，可以使得信息進(jìn)行比對(duì)并將誤差性數(shù)據(jù)信息進(jìn)行回復(fù)。大數(shù)據(jù)技術(shù)可對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行動(dòng)態(tài)訪問(wèn)，擴(kuò)展數(shù)據(jù)信息的訪問(wèn)范圍，并具有高可靠性。同時(shí)大數(shù)據(jù)處理對(duì)于數(shù)據(jù)信息的保密性和安全性能也有了很大的提高[5]。

2? 智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)的發(fā)展

2.1 國(guó)外現(xiàn)狀

2010年，韓國(guó)為了推動(dòng)節(jié)能減排的發(fā)展需求，提出了發(fā)展“智能電網(wǎng)”的計(jì)劃。該計(jì)劃中分別規(guī)劃政府投資2.7萬(wàn)億韓元，企業(yè)投資24.8萬(wàn)億韓元共27.5萬(wàn)億韓元（1656億人名幣）用于智能電網(wǎng)建設(shè)。其中，政府投資主要用于智能電網(wǎng)核心技術(shù)的研發(fā)和市場(chǎng)開拓。該計(jì)劃預(yù)期在2030年建立27000個(gè)電動(dòng)汽車充電站。

法國(guó)是一個(gè)能源相對(duì)缺乏的國(guó)家。這主要是由于法國(guó)的天然氣儲(chǔ)量有限，煤炭資源也比較薄弱。法國(guó)計(jì)劃到2020年建設(shè)風(fēng)電能達(dá)到20GW，這比之前將提高300%。推動(dòng)智能電網(wǎng)的建設(shè)，可以更好地消耗清潔能源從而更好地保護(hù)環(huán)境[6]。

2.2 國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀

2009年，國(guó)家電氣公司開始啟動(dòng)了對(duì)于智能電網(wǎng)相關(guān)重要課題的研究，通過(guò)不斷探索以及學(xué)習(xí)國(guó)內(nèi)外智能電網(wǎng)的發(fā)展?fàn)顩r，立足于我國(guó)特色的智能電網(wǎng)建設(shè)需求，調(diào)研我國(guó)智能電網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀，提出了關(guān)于我國(guó)智能電網(wǎng)發(fā)展的目標(biāo)、技術(shù)框架體系以及建設(shè)計(jì)劃。

2020年1月10日，海南電網(wǎng)公司與中國(guó)電器科學(xué)院在?？诤炗啞盁釒Шu環(huán)境智能電網(wǎng)裝備適應(yīng)性實(shí)驗(yàn)室”戰(zhàn)略合作共建協(xié)議，瞄準(zhǔn)南方電網(wǎng)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室及國(guó)家省部級(jí)平臺(tái)建設(shè)，標(biāo)志著海南智能電網(wǎng)“75111”工程進(jìn)入新的重要階段。

海南作為國(guó)家級(jí)智能電網(wǎng)綜合示范省，新技術(shù)的推廣應(yīng)用取得了明顯效果。配電自動(dòng)化覆蓋率超過(guò)90%，全省輸電線路做到無(wú)人機(jī)巡視全覆蓋，低壓集抄、智能電表也實(shí)現(xiàn)全省覆蓋[8]。

3? 大數(shù)據(jù)在智能電網(wǎng)中的具體應(yīng)用

3.1 電網(wǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

在過(guò)去的電網(wǎng)監(jiān)測(cè)中，注重的是單臺(tái)設(shè)備的電網(wǎng)監(jiān)測(cè)與診斷，不同的設(shè)備之間無(wú)法實(shí)現(xiàn)測(cè)量數(shù)據(jù)的共享[9]。通過(guò)大數(shù)據(jù)技術(shù)的智能電網(wǎng)，包括節(jié)點(diǎn)運(yùn)行參數(shù)采集模塊，節(jié)點(diǎn)選擇模塊，節(jié)點(diǎn)參數(shù)預(yù)處理模塊，運(yùn)行狀態(tài)分析模塊和反饋模塊。其中采集模塊主要負(fù)責(zé)采集電網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程中各節(jié)點(diǎn)之間的運(yùn)行參數(shù);選擇模塊主要負(fù)責(zé)選擇與機(jī)電運(yùn)行參數(shù)采集模塊相連的節(jié)點(diǎn);預(yù)處理模塊用來(lái)對(duì)于節(jié)點(diǎn)采取的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理;分析模塊則是對(duì)于節(jié)點(diǎn)參數(shù)進(jìn)行分析，得出電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài);反饋模塊根據(jù)節(jié)點(diǎn)運(yùn)行參數(shù)預(yù)處理結(jié)果對(duì)下一次節(jié)點(diǎn)選擇模塊進(jìn)行反饋?？梢詫?duì)電網(wǎng)的狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，準(zhǔn)確分析，很高地實(shí)現(xiàn)電力企業(yè)與用戶直接按時(shí)的溝通。

3.2 用電能力行為分析

在傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)中，用電量等都是通過(guò)電表等統(tǒng)計(jì)，沒(méi)有辦法對(duì)于大量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。在智能電網(wǎng)的大環(huán)境下，功能越來(lái)越強(qiáng)大的智能終端也得到了廣泛的使用，用戶的用電行為也變得復(fù)雜化，為了保證電能的供需正常，節(jié)省能源消耗，對(duì)用戶的用電行為進(jìn)行分析是強(qiáng)化電網(wǎng)的關(guān)鍵步驟之一。用戶用電行為分析是電力生產(chǎn)調(diào)度精細(xì)化的重要工具，其研究和建設(shè)對(duì)節(jié)省能源、提升電網(wǎng)的智能化具有重大意義[10]。

用戶的用電能力行為對(duì)于制定電價(jià)有很大的影響，特別是制定階梯電價(jià)和實(shí)時(shí)電價(jià)有重要指導(dǎo)作用。國(guó)家電網(wǎng)通過(guò)大數(shù)據(jù)根據(jù)用戶的負(fù)荷預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)制定出具有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的電價(jià)，同時(shí)也保證了電網(wǎng)公司較高的收益。

3.3 電網(wǎng)安全穩(wěn)定性分析

電網(wǎng)的安全穩(wěn)定性一直對(duì)于電力系統(tǒng)非常重要。過(guò)去電網(wǎng)的安全穩(wěn)定分析和預(yù)警都是在離線狀態(tài)下進(jìn)行的，并不能保障預(yù)估和預(yù)測(cè)的正確性。大數(shù)據(jù)技術(shù)因?yàn)楸旧砭哂袝r(shí)間和空間上的優(yōu)勢(shì)?？梢杂行У貙?duì)電網(wǎng)進(jìn)行安全分析和預(yù)警，同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的分析，大大地提高了電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定分析和預(yù)警的能力[11]。

4? 結(jié)語(yǔ)

在智能電網(wǎng)的未來(lái)發(fā)展中，對(duì)于電網(wǎng)的輸電、變電、配電、調(diào)度、用電、發(fā)電等進(jìn)行統(tǒng)一，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的全面采集。而在電力流、信息流、業(yè)務(wù)流等處理過(guò)程中需要應(yīng)用高效的處理方式。基于大數(shù)據(jù)處理的智能電網(wǎng)體現(xiàn)電網(wǎng)系統(tǒng)管理的智能化、實(shí)時(shí)化、自動(dòng)化，大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用起到了不可替代的作用，促進(jìn)了我國(guó)電力工程的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)發(fā)展的可持續(xù)性[12]。

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