智能配電網(wǎng)大數(shù)據(jù)應(yīng)用需求和場景分析研究

歐陽曙光

摘 要：在智能配電網(wǎng)中，大數(shù)據(jù)是一種比較重要的應(yīng)用，而且智能配電網(wǎng)中數(shù)據(jù)的總體規(guī)模及特點(diǎn)都符合大數(shù)據(jù)的體系特征，該文將分析智能配電網(wǎng)中的數(shù)據(jù)應(yīng)用需求，并對智能配電網(wǎng)的應(yīng)用場景進(jìn)行分析研究，從智能配電網(wǎng)中數(shù)據(jù)的預(yù)測狀況開展討論，并對大數(shù)據(jù)背景下智能配電網(wǎng)的發(fā)展前景進(jìn)行了展望，以期不斷促進(jìn)智能配電網(wǎng)的發(fā)展。結(jié)合智能配電網(wǎng)大數(shù)據(jù)的實(shí)際應(yīng)用情況了解到，大數(shù)據(jù)應(yīng)用可以使智能配電網(wǎng)系統(tǒng)更加優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)了各不同系統(tǒng)之間的工作管理，從大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用上為電力系統(tǒng)的服務(wù)提供保障。

關(guān)鍵詞：智能配電網(wǎng) 大數(shù)據(jù) 應(yīng)用需求 場景分析

中圖分類號：TM72 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）11（a）-0011-02

隨著智能配電網(wǎng)大數(shù)據(jù)應(yīng)用的不斷發(fā)展，配電網(wǎng)中的數(shù)據(jù)處理與計(jì)算工作具有更大的挑戰(zhàn)性，目前來看，大數(shù)據(jù)在我國電力系統(tǒng)中的智能配電網(wǎng)應(yīng)用越愛越多，該文總結(jié)性地分析并研究了智能大數(shù)據(jù)的理論性和操作性特點(diǎn)，結(jié)合電力系統(tǒng)智能配電網(wǎng)的實(shí)際情況進(jìn)行應(yīng)用需求分析，并且針對大數(shù)據(jù)在智能配電網(wǎng)中的應(yīng)用場景展開了討論。

1 智能配電網(wǎng)大數(shù)據(jù)理論

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，電力系統(tǒng)也在不斷地走向智能化發(fā)展的道路，智能的變電站、智能的電表，以及實(shí)時(shí)性的電力監(jiān)測系統(tǒng)都在不斷地涌現(xiàn)，共同組成了一個(gè)智能配電網(wǎng)的大數(shù)據(jù)應(yīng)用時(shí)代。智能配電網(wǎng)融合了大量數(shù)據(jù)信息，使電力系統(tǒng)能夠自動化、智能化發(fā)展，根據(jù)數(shù)據(jù)信息的來源情況的不同，能夠?qū)⒅悄芘潆娋W(wǎng)中的大數(shù)據(jù)分成電力系統(tǒng)發(fā)電數(shù)據(jù)、電力系統(tǒng)運(yùn)行的數(shù)據(jù)和電力系統(tǒng)外界的數(shù)據(jù)，所有數(shù)據(jù)共同作用，保證了智能配電網(wǎng)的正常運(yùn)行。

智能配電網(wǎng)大數(shù)據(jù)的特點(diǎn)有很多，其中有數(shù)據(jù)的來源非常廣的特點(diǎn)，而且各數(shù)據(jù)之間的關(guān)系比較復(fù)雜，數(shù)據(jù)間的結(jié)構(gòu)多樣變化，而且數(shù)據(jù)生產(chǎn)的速度非?？欤@些都是智能配電網(wǎng)大數(shù)據(jù)的特點(diǎn)。根據(jù)智能配電網(wǎng)大數(shù)據(jù)的特點(diǎn)，使得智能配電網(wǎng)大數(shù)據(jù)的體積十分龐大，信息量十分豐富，不過智能配電網(wǎng)中大數(shù)據(jù)的處理過程變得十分困難，智能配電網(wǎng)中的數(shù)據(jù)主要來自各相關(guān)配電的設(shè)備、智能的電表，或者說是機(jī)動汽車內(nèi)的GPS系統(tǒng)[1]。不同數(shù)據(jù)之間的生產(chǎn)方式也不盡相同，隨著智能配電網(wǎng)大數(shù)據(jù)系統(tǒng)的不斷發(fā)展與應(yīng)用，許多的數(shù)據(jù)還可以由圖像、視頻和語音等不是文本型的數(shù)據(jù)構(gòu)成，所以需要尋找適合各種數(shù)據(jù)管理的大數(shù)據(jù)應(yīng)用技術(shù)。

2 智能配電網(wǎng)大數(shù)據(jù)應(yīng)用需求分析

在我國智能配電網(wǎng)大數(shù)據(jù)的整體應(yīng)用需求分析中，電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行工作、用電策略的營銷工作，以及社會互聯(lián)網(wǎng)信息的數(shù)據(jù)管理，都可以產(chǎn)生許多的應(yīng)用需求，從而促進(jìn)新技術(shù)手段的產(chǎn)生，還可以優(yōu)化電力系統(tǒng)的運(yùn)行方式，進(jìn)而降低了電力系統(tǒng)管理的成本，對提升電力企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益具有重要意義，與此同時(shí)還能夠有效地提高電力系統(tǒng)的綜合服務(wù)性水平。智能配電網(wǎng)大數(shù)據(jù)應(yīng)用中主要包括了配電網(wǎng)的運(yùn)營以及整體規(guī)劃服務(wù)，并且對客戶的用電進(jìn)行了相應(yīng)的服務(wù)和管理，這些對大數(shù)據(jù)的應(yīng)用需求必須要涵蓋各電力系統(tǒng)運(yùn)營環(huán)節(jié)中的信息數(shù)據(jù)，還有客戶的用電數(shù)據(jù)以及電力營銷數(shù)據(jù)的信息等，綜合管理智能配電網(wǎng)中供電環(huán)節(jié)的所有數(shù)據(jù)，可以在最大程度上發(fā)揮大數(shù)據(jù)的價(jià)值[2]。電力系統(tǒng)和用電用戶都是重要的組成部分，電力系統(tǒng)內(nèi)部要不斷地提高綜合管理水平，加強(qiáng)對用電客戶的服務(wù)性水平，通過對用電數(shù)據(jù)的總結(jié)可以讓政府了解到當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)發(fā)展情況，從而為電力系統(tǒng)發(fā)展提供更多的政策扶持，對電力系統(tǒng)進(jìn)行合理的規(guī)劃發(fā)展，加強(qiáng)分布式電源的接入，對充電設(shè)備進(jìn)行合理的布局規(guī)劃等[3]。

3 智能配電網(wǎng)大數(shù)據(jù)應(yīng)用場景分析

3.1 用電行為分析

智能配電網(wǎng)大數(shù)據(jù)的應(yīng)用場景之一是針對客戶的用電行為進(jìn)行分析，了解客戶的用電模式，深層次地了解到客戶的用電行為產(chǎn)生的具體原因。首先要對收集到的用電數(shù)據(jù)進(jìn)行聚合管理，使用數(shù)據(jù)收集、儲存以及大數(shù)據(jù)處理技術(shù)，整合客戶的用電數(shù)據(jù)，還要考慮到客戶的服務(wù)性數(shù)據(jù)等，綜合考慮當(dāng)?shù)氐娜丝凇⒌乩?、以及天氣環(huán)境數(shù)據(jù)的收集，將所有的數(shù)據(jù)統(tǒng)一地綜合為一體，思考各數(shù)據(jù)之間的內(nèi)在聯(lián)系。下一步對客戶用電的行為模式進(jìn)行分析，總結(jié)出客戶的用電規(guī)律，對客戶的用電負(fù)荷、用電電量、電費(fèi)情況，以及當(dāng)?shù)氐碾妰r(jià)價(jià)格數(shù)據(jù)建立一個(gè)綜合性的用電行為系統(tǒng)模型，在不一樣的專業(yè)視角上面，整體而又全面性地刻畫出客戶的用電行為模式，綜合利用各數(shù)據(jù)信息，將用電行為相類似的客戶綜合起來，加強(qiáng)了對客戶用電行為模式的理解[4]。

3.2 用電行為理解

正因?yàn)橛绊懣蛻粲秒娦袨榈脑蛴泻芏?，需要綜合考慮時(shí)間上、空間上以及客戶的用電類型上的區(qū)別，因此可以深度討論各數(shù)據(jù)因素與客戶用電行為之間的內(nèi)在聯(lián)系。在深刻地了解客戶的用電行為后，可以科學(xué)地掌握客戶的用電規(guī)律，進(jìn)而對客戶的用電需求進(jìn)行管理，下一步可以對用電負(fù)荷進(jìn)行預(yù)測，對智能配電網(wǎng)的運(yùn)行管理具有重要意義，了解客戶的用電需求，可以為客戶提供更好的配電服務(wù)。

3.3 用電負(fù)荷預(yù)測

對用電負(fù)荷進(jìn)行預(yù)測在智能配電網(wǎng)大數(shù)據(jù)的應(yīng)用管理中具有重要的意義，負(fù)荷預(yù)測是整個(gè)智能配電網(wǎng)用電調(diào)度計(jì)劃、配電市場交易、智能配電網(wǎng)規(guī)劃的重要基礎(chǔ)，與此同時(shí)，負(fù)荷預(yù)測為智能配電網(wǎng)的運(yùn)行管理和智能配電網(wǎng)的整體規(guī)劃等提供了數(shù)據(jù)依據(jù)，可以說，負(fù)荷預(yù)測直接關(guān)系著智能配電網(wǎng)的安全運(yùn)行，負(fù)荷預(yù)測可以影響到智能配電網(wǎng)規(guī)劃當(dāng)中所有的配電電源的安全布置點(diǎn)，還可以對配電目標(biāo)網(wǎng)架的整體結(jié)構(gòu)和規(guī)模進(jìn)行調(diào)整。因此，在智能配電網(wǎng)大數(shù)據(jù)應(yīng)用的場景分析中，有關(guān)專家和學(xué)者還可以建立一個(gè)新型的負(fù)荷預(yù)測模型，從而提高負(fù)荷預(yù)測的精度。用電負(fù)荷的變化是具有一定的周期性的，但是這種周期性又受到其他數(shù)據(jù)的影響制約，而且用電負(fù)荷本身也有著不斷變化的特點(diǎn)，從而使得負(fù)荷預(yù)測的精確性存在一定程度上的誤差，在智能配電網(wǎng)大數(shù)據(jù)應(yīng)用的環(huán)境背景下，配電電源的形式變得更加多樣化，電力系統(tǒng)和用電客戶之間可以互相控制并且進(jìn)行互動管理，提高了負(fù)荷預(yù)測的可能性[5]。

負(fù)荷變化規(guī)律是提高負(fù)荷預(yù)測的主要手段，而負(fù)荷數(shù)據(jù)是基礎(chǔ)，負(fù)荷數(shù)據(jù)主要分為實(shí)時(shí)性的負(fù)荷數(shù)據(jù)和歷史性的負(fù)荷數(shù)據(jù)，而實(shí)時(shí)性的負(fù)荷數(shù)據(jù)是當(dāng)時(shí)電力系統(tǒng)電量負(fù)荷的實(shí)際值，而歷史性的負(fù)荷數(shù)據(jù)則是指電力系統(tǒng)負(fù)荷中的歷史數(shù)據(jù)值，通過對歷史性的負(fù)荷數(shù)據(jù)來研究負(fù)荷的變化趨勢，對于客戶的負(fù)荷數(shù)據(jù)，可以分別進(jìn)行研究分析，通過對負(fù)荷數(shù)據(jù)的分析可以更好地掌握負(fù)荷的需求量以及負(fù)荷的變化特點(diǎn)。

而天氣變化的數(shù)據(jù)也可以影響到客戶的用電行為，在負(fù)荷預(yù)測管理中，還要綜合考慮天氣變化的數(shù)據(jù)，天氣數(shù)據(jù)通常包括當(dāng)?shù)氐臍鈮?、濕度、溫度、風(fēng)力以及降雨量，將天氣數(shù)據(jù)與負(fù)荷預(yù)測結(jié)果進(jìn)行分析，而除了天氣數(shù)據(jù)外，人口數(shù)據(jù)以及市場經(jīng)濟(jì)的變化數(shù)據(jù)都可能會對負(fù)荷預(yù)測的結(jié)果產(chǎn)生數(shù)據(jù)影響。根據(jù)負(fù)荷數(shù)據(jù)預(yù)測的對象不同，可以分為系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測、母線負(fù)荷預(yù)測以及空間負(fù)荷預(yù)測等，而按照預(yù)測時(shí)間長度的不同，還可以分為短期、中期和長期負(fù)荷預(yù)測。智能配電網(wǎng)大數(shù)據(jù)應(yīng)用的場景分析中為負(fù)荷數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)以及地理信息各數(shù)據(jù)建立了不同類型的模型，通常采用大數(shù)據(jù)分析和預(yù)測的方法，進(jìn)而對智能配電網(wǎng)大數(shù)據(jù)負(fù)荷進(jìn)行預(yù)算管理，將負(fù)荷預(yù)算的結(jié)果應(yīng)用到智能配電網(wǎng)的規(guī)劃當(dāng)中。

3.4 智能配電網(wǎng)運(yùn)行情況的評估

以大數(shù)據(jù)技術(shù)在智能配電網(wǎng)中的應(yīng)用為基礎(chǔ)，可以對智能配電網(wǎng)進(jìn)行安全性的評估，對發(fā)電的頻率、各環(huán)節(jié)點(diǎn)的電壓水平以及主要線路的負(fù)荷水平進(jìn)行評估管理，考慮智能配電網(wǎng)供電的容載比，從而提高各線路間負(fù)荷的轉(zhuǎn)移能力，當(dāng)出現(xiàn)供電不足的情況時(shí)，要根據(jù)負(fù)荷的能力來改變電壓負(fù)荷，進(jìn)行甩負(fù)荷管理。在對智能配電網(wǎng)的可靠性管理評估過程中，可以對配電網(wǎng)各方面的綜合因素進(jìn)行考慮，改進(jìn)了負(fù)荷點(diǎn)的故障率，減少了電力系統(tǒng)停電的頻率，并對電壓的波動以及閃變等情況進(jìn)行了調(diào)整，實(shí)現(xiàn)了大數(shù)據(jù)在智能配電網(wǎng)應(yīng)用場景中的探索工作。

4 大數(shù)據(jù)在智能配電網(wǎng)的應(yīng)用前景

大數(shù)據(jù)在智能配電網(wǎng)的應(yīng)用中具有非常廣闊的發(fā)展前景，用電預(yù)測以及協(xié)同調(diào)度方面都可以影響智能配電網(wǎng)的發(fā)展前景，精確的用電負(fù)荷預(yù)測對智能配電網(wǎng)的發(fā)展規(guī)劃具有重要意義。要在未來的發(fā)展規(guī)劃里，進(jìn)一步完善并規(guī)劃智能配電網(wǎng)的數(shù)據(jù)管理體系，完善數(shù)據(jù)一體化應(yīng)用系統(tǒng)，并且要加快提高智能配電網(wǎng)大數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)質(zhì)量以及各數(shù)據(jù)之間的融合程度，從而擴(kuò)大各數(shù)據(jù)之間的融合范圍，在智能配電網(wǎng)的在其他方面共同開展大數(shù)據(jù)應(yīng)用[6]。

綜合智能配電網(wǎng)各方面大數(shù)據(jù)的應(yīng)用需求，構(gòu)建適合智能配電網(wǎng)的大數(shù)據(jù)應(yīng)用框架，結(jié)合電力系統(tǒng)內(nèi)部和外部的所有信息數(shù)據(jù)，建立智能配電網(wǎng)數(shù)據(jù)系統(tǒng)， 在大數(shù)據(jù)處理中，整合數(shù)據(jù)的儲存、整體和分析工作，使得大數(shù)據(jù)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)保存具有一定的安全性，使大數(shù)據(jù)支持智能配電網(wǎng)中的各項(xiàng)應(yīng)用。

5 結(jié)語

智能配電網(wǎng)是大數(shù)據(jù)應(yīng)用的重要場景，隨著智能配電網(wǎng)的不斷發(fā)展，有大量數(shù)據(jù)需要監(jiān)測管理，尤其是客戶的用電行為分析和理解以及負(fù)荷預(yù)測的數(shù)據(jù)監(jiān)控，如何處理這些監(jiān)測到的數(shù)據(jù)已經(jīng)成為了智能配電網(wǎng)大數(shù)據(jù)應(yīng)用管理的主要內(nèi)容，科學(xué)采用大數(shù)據(jù)應(yīng)用技術(shù)，可以提高電力系統(tǒng)的發(fā)展水平，進(jìn)而提升整個(gè)電力系統(tǒng)的經(jīng)營效益，針對大數(shù)據(jù)在智能配電網(wǎng)中的應(yīng)用需求，設(shè)計(jì)合理的應(yīng)用場景，使智能配電網(wǎng)的發(fā)展前景變得更加廣闊。

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