智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)技術(shù)發(fā)展研究

國網(wǎng)吉林省電力有限公司 趙雪松

國網(wǎng)吉林省電力有限公司檢修公司 謝蓓敏

智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)技術(shù)發(fā)展研究

國網(wǎng)吉林省電力有限公司 趙雪松

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隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷發(fā)展，智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)技術(shù)成為當(dāng)前電力領(lǐng)域發(fā)展的主要依靠技術(shù)，智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)技術(shù)對于我國電力行業(yè)的影響是非常重大的，并對于我國電力行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供了巨大的作用。本文就智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)技術(shù)的基本概念、發(fā)展方向、面對問題以及智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)技術(shù)的理論基礎(chǔ)進(jìn)行了論述。

智能電網(wǎng)；大數(shù)據(jù)；關(guān)鍵技術(shù)；理論體系；發(fā)展研究

智能電網(wǎng)是一種通過通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)對電力市場進(jìn)行調(diào)控，從而達(dá)到促進(jìn)電力市場優(yōu)化運(yùn)行的一種技術(shù)。通過應(yīng)用智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)技術(shù)可以有效提升電力系統(tǒng)的運(yùn)行效率，降低企業(yè)的運(yùn)行成本，減少因?yàn)殡娏ο到y(tǒng)損失或者處理不當(dāng)造成的污染，能夠及時(shí)對電力系統(tǒng)進(jìn)行宏觀把控。為此，相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)積極優(yōu)化智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用，使其更好的為人類服務(wù)，更好的改變?nèi)祟惖纳睢?/p>

一、智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)概念

1.數(shù)據(jù)特征

智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)是指以計(jì)算機(jī)和信息技術(shù)為基礎(chǔ)，通過對先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用，讓電力信息化和各個(gè)專業(yè)的信息管理系統(tǒng)共同作用，這些數(shù)據(jù)就構(gòu)成了智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)。

2.智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)技術(shù)的特點(diǎn)

智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)技術(shù)具有規(guī)模大、速度快、多樣化的特點(diǎn)。隨著時(shí)代的進(jìn)步，電網(wǎng)負(fù)荷量逐漸增大，這就要求智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)技術(shù)具有規(guī)模大的特性；為了能夠讓龐大的電網(wǎng)負(fù)荷量得到及時(shí)的處理，這就對智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)技術(shù)具有速度快、效率高的特性；最后，隨著我國當(dāng)前電網(wǎng)數(shù)據(jù)的來源逐漸增多、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)類型的多樣化，這就使得智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)技術(shù)具有多樣性的特點(diǎn)。

3.智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)

大數(shù)據(jù)在智能電網(wǎng)中的關(guān)鍵技術(shù)可以概括為大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)、數(shù)據(jù)解析技術(shù)、處理平臺(tái)技術(shù)。大數(shù)據(jù)解析技術(shù)由數(shù)據(jù)分析和解讀兩方面組成，利用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)可以快速、準(zhǔn)確的找到在數(shù)據(jù)中隱藏的規(guī)律與聯(lián)系，對數(shù)據(jù)進(jìn)行更深層次的探究完成對數(shù)據(jù)的精加工。處理平臺(tái)技術(shù)又分為“流處理”與“批處理”，“流處理”一般進(jìn)行直接處理，其具有快速度、強(qiáng)實(shí)用性的特點(diǎn)，這種處理模式通常適用于對于時(shí)效性要求高的方面；“批處理”則是采用一種先儲(chǔ)存后處理的方式，這種處理方式的主要思想就是將所有的問題進(jìn)行分步解決，但是缺乏實(shí)效性，因而適用于容量龐大且復(fù)雜，但是沒有要求時(shí)效性的方面。

二、發(fā)展動(dòng)力和存在障礙研究

1.智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)的發(fā)展動(dòng)力

近年來，大數(shù)據(jù)來勢洶洶，對傳統(tǒng)數(shù)據(jù)商業(yè)分析模式帶來了毀滅性的沖擊。電力公司往往資產(chǎn)巨大，對于資產(chǎn)的監(jiān)控測量和運(yùn)用會(huì)產(chǎn)生大量復(fù)雜的數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)分析可以有效提高電網(wǎng)資產(chǎn)的設(shè)備管理水平。通過數(shù)據(jù)分析，還可以在實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)一體化的基礎(chǔ)上，提高電能質(zhì)量，對于特殊情況進(jìn)行有效的停電管理，從而減少線路損失，有效預(yù)防用于竊電，以及其他一些因素造成的損失。并且從智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)中分析出用戶的用電行為，電力公司可以依照這些數(shù)據(jù)設(shè)置合適的鼓勵(lì)機(jī)制和需求管理機(jī)制。以智能家居產(chǎn)品為例子，智能家居產(chǎn)品在為居民用戶提供節(jié)能減少花銷的同時(shí)，而且還對電力企業(yè)改善用戶側(cè)需求管理，減少二次裝機(jī)中發(fā)揮了重要作用。電網(wǎng)作為能源與用能的載體，受到國家的重視與長期保護(hù)，盡管對于智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)以往的發(fā)展中起了限制作用，但隨著國家對于智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)的重視，相關(guān)政策依舊會(huì)為電力公司發(fā)展智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)提供強(qiáng)而有力的支持。

2.智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)的障礙

電力系統(tǒng)作為我國的一個(gè)傳統(tǒng)行業(yè)，深受國家政策的保護(hù)，因而在發(fā)展中逐漸出現(xiàn)了跟不上時(shí)代腳步的現(xiàn)象。經(jīng)驗(yàn)足的大都是些老一輩的技術(shù)員工，他們對于大數(shù)據(jù)的基本理念以及大數(shù)據(jù)在智能網(wǎng)絡(luò)中的價(jià)值缺乏正確的理解。國內(nèi)智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)技術(shù)起步晚，相交于國外技術(shù)有所欠缺，并且國外沒有向中國這樣龐大的人口，因而即便有先進(jìn)的技術(shù)也不能直接照搬照抄，智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)技術(shù)仍需要進(jìn)行探索。智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)技術(shù)的研發(fā)與實(shí)驗(yàn)都需要大量的資金投入，現(xiàn)今智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)缺乏明確的收益，因而很難引起投資人的興趣與青睞。最后就是數(shù)據(jù)的隱私與安全問題，有些數(shù)據(jù)電力公司需要保證其隱秘性，因而意思保護(hù)與客戶資料安全成為了發(fā)展與推廣智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)技術(shù)的首要問題。

三、智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展

1.智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)的的源網(wǎng)荷協(xié)同調(diào)度

為了符合可持續(xù)發(fā)展理念的要求，貫徹綠色出行的方針，電力領(lǐng)域?qū)?yīng)能源的應(yīng)用也提升到了電力領(lǐng)域中，保證新能源的準(zhǔn)確預(yù)測成為了電力領(lǐng)域的重點(diǎn)關(guān)注問題。愿望和協(xié)同調(diào)度也從傳統(tǒng)的調(diào)度出發(fā)點(diǎn)向需求側(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)，從電力用戶的角度出發(fā)，通過市場調(diào)節(jié)的手段，對顛覆和進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而達(dá)到電力領(lǐng)域足以應(yīng)對數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、處理和調(diào)度的問題。智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用可以為電力領(lǐng)域提供必要的輔助信息，從而使電力資源的優(yōu)化調(diào)度能夠更加順利的實(shí)現(xiàn)，這是源網(wǎng)負(fù)荷協(xié)同調(diào)度發(fā)展的主要表現(xiàn)。

2.智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)的負(fù)荷波動(dòng)與新能源處理的預(yù)測

電力用戶的用電量將直接影響到電力負(fù)荷，進(jìn)而影響到電力系統(tǒng)的運(yùn)行情況，為了較小實(shí)際波動(dòng)值與預(yù)測不懂?dāng)?shù)值之間的差距，讓電力公司在進(jìn)行電網(wǎng)管理決策后實(shí)施的措施更加合理。智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用為負(fù)荷波動(dòng)與新能源處理的預(yù)測提供了大量的歷史數(shù)據(jù)，并且還保證了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性與多樣性，對于負(fù)荷波動(dòng)與新能源處理的預(yù)測準(zhǔn)確性的提高提供了堅(jiān)實(shí)可靠的輔助力量。

3.智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)的網(wǎng)架發(fā)展規(guī)劃

電網(wǎng)的發(fā)展依托于智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)技術(shù)的建設(shè)，電轉(zhuǎn)其技術(shù)目前也在研發(fā)過程中，其理念在促進(jìn)天然氣量增加的同時(shí)，對于天然氣運(yùn)輸、儲(chǔ)存的安全性也大大提供了保障。利用大數(shù)據(jù)技術(shù)進(jìn)行點(diǎn)能預(yù)測，將其合理適度的轉(zhuǎn)換為天然氣，是提高網(wǎng)架發(fā)展規(guī)劃技術(shù)的主要方式，也是該技術(shù)應(yīng)用的主要發(fā)展方向。隨著可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的深入貫徹，電動(dòng)汽車將逐漸取代傳統(tǒng)燃?xì)馄嚪Q為汽車領(lǐng)域的研究方向，在此基礎(chǔ)上，人們的出行方式將會(huì)發(fā)生重大變化，人們對有汽油也不在那么依賴，加油站也會(huì)像充電站轉(zhuǎn)變。

四、智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展策略

1.大數(shù)據(jù)傳輸和存儲(chǔ)技術(shù)

智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)的為電力系統(tǒng)產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)尋找一個(gè)合適的存儲(chǔ)站點(diǎn)事進(jìn)行大數(shù)據(jù)傳輸和存貯技術(shù)的目的。為了保證電力系統(tǒng)智能化的正常運(yùn)行、降低監(jiān)控工作的負(fù)擔(dān)，應(yīng)當(dāng)將傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行壓縮處理后再進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)傳輸，對于要求時(shí)效性的數(shù)據(jù)則再用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)進(jìn)行單獨(dú)歸類，進(jìn)行優(yōu)先處理。智能電網(wǎng)化的數(shù)據(jù)格局相較于傳統(tǒng)的商業(yè)數(shù)據(jù)具有分工明確、處理速度快、統(tǒng)籌兼顧全面安排的優(yōu)點(diǎn)。

2.實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的處理技術(shù)

實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的處理技術(shù)是智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)的中常用的處理技術(shù)，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的處理技術(shù)是利用內(nèi)存技術(shù)對數(shù)據(jù)進(jìn)行直接操作處理的一種方式，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理技術(shù)具有速度快、時(shí)效性高等優(yōu)點(diǎn)，可以提高應(yīng)用的性能。處理大數(shù)據(jù)常見的方法和框架是Apache Hadoop，它以批處理的方式運(yùn)行數(shù)據(jù)處理任務(wù)。現(xiàn)在，如果需要實(shí)時(shí)處理數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)顯示數(shù)據(jù)，那這種基于批處理的方式并不是很適合。隨著綠色能源的推廣與普及，電網(wǎng)在使用時(shí)會(huì)產(chǎn)生波動(dòng)，并且這種波動(dòng)是不可預(yù)知的，因此保持對于電網(wǎng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控就成了非常重要的行為，但是傳統(tǒng)的檢測方式對于數(shù)據(jù)的處理與儲(chǔ)存都具有很高的要求，因此對云平臺(tái)進(jìn)行功能升級以及加強(qiáng)其對數(shù)據(jù)的處理能力，才能進(jìn)一步達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)。

3.異構(gòu)多數(shù)據(jù)源處理技術(shù)

為了讓電網(wǎng)的發(fā)電、輸電、用電保持流暢、貫通，讓信息的采集更全面，就需要將多元異構(gòu)信息進(jìn)行整合。未來電網(wǎng)將更多地進(jìn)行大規(guī)模整合，并且降低運(yùn)用過程中消耗的成本，為此，通過科學(xué)有效的措施來進(jìn)行管理成為了異構(gòu)多數(shù)據(jù)源處理技術(shù)的重點(diǎn)。在提高自身利潤的同時(shí)，為人們提供更好的服務(wù)與電力資源。

五、智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)的理論基礎(chǔ)探析

1.理論基礎(chǔ)概述

大數(shù)據(jù)是一項(xiàng)涵蓋多門學(xué)科、多項(xiàng)領(lǐng)域的綜合性技術(shù)，并且大數(shù)據(jù)技術(shù)也是一種抽象的思維性學(xué)科，盡管目前大數(shù)據(jù)理論體系缺乏完整概述，但是其在哲學(xué)、數(shù)學(xué)等方向的成果已被世人認(rèn)知。

2.大數(shù)據(jù)的哲學(xué)基礎(chǔ)

大數(shù)據(jù)作為一種全新的思維方式，其代表了人類對于世界的認(rèn)知由物質(zhì)世界升華到了精神世界，物質(zhì)與精神世界二者相互融合最終同意，認(rèn)知者從一個(gè)對象的另一個(gè)角度來觀察對象運(yùn)動(dòng)軌跡的數(shù)據(jù)。大數(shù)據(jù)是從數(shù)據(jù)中挖掘關(guān)聯(lián)關(guān)系的一種技術(shù)，這通常會(huì)產(chǎn)生兩種結(jié)果，一種是挖掘出的關(guān)系是對于已知知識(shí)的一種定量表現(xiàn)，另一種則是超越了人類現(xiàn)在的認(rèn)知，發(fā)現(xiàn)了全新的規(guī)律。通常情況下，混沌的規(guī)律是沒有規(guī)律可以尋找的，但是只要有足夠的數(shù)據(jù)，就可以通過大數(shù)據(jù)技術(shù)展現(xiàn)出其規(guī)律。智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)的出現(xiàn)將對當(dāng)前的電力行業(yè)帶來新鮮的血液，為人們帶來更便捷的使用方式。

3.大數(shù)據(jù)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)

數(shù)學(xué)是大數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)，大數(shù)據(jù)的分析與計(jì)算方式都是來源于目前已掌握的數(shù)學(xué)知識(shí)。形成大數(shù)據(jù)的體統(tǒng)建模方法與統(tǒng)一的數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)是形成大數(shù)據(jù)統(tǒng)一完備理論的前提與關(guān)鍵。但由于大數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)類型具有復(fù)雜性的特點(diǎn)，這也就注定了這個(gè)過程是漫長的。除了傳統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)學(xué)外，大數(shù)據(jù)還具有多種基于全數(shù)據(jù)分析的方法，例如決策樹法、Apriori算法、劃分法、層次方法等等。

總而言之，依照目前我國智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)技術(shù)的情況來看，大數(shù)據(jù)技術(shù)的研究仍然處理基礎(chǔ)階段，但是開發(fā)只能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)技術(shù)意義重大，相關(guān)人員應(yīng)當(dāng)積極探索、研發(fā)，努力拓展智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)技術(shù)的潛在開發(fā)空間，為推動(dòng)智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)的理論與技術(shù)發(fā)展，為使大數(shù)據(jù)技術(shù)得到充分的反戰(zhàn)，做好各方面的準(zhǔn)備。

[1]李國杰,程學(xué)旗.大數(shù)據(jù)研究:未來科技及經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的重大戰(zhàn)略領(lǐng)域——大數(shù)據(jù)的研究現(xiàn)狀與科學(xué)思考[J].中國科學(xué)院院刊,2012(06).

[2]顧卓遠(yuǎn).基于響應(yīng)的電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定控制技術(shù)研究[D].中國電力科學(xué)研究院,2014.

[3]吳為.基于響應(yīng)的電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性實(shí)時(shí)判別與控制技術(shù)的研究[D].中國電力科學(xué)研究院,2014.

[4]劉振亞.智能電網(wǎng)技術(shù)[M].中國電力出版社,2010.

趙雪松（1972—），男，漢族，遼寧海城人，大學(xué)本科，高級工程師，研究方向：電力系統(tǒng)自動(dòng)化。