試析大數(shù)據(jù)技術(shù)在電力調(diào)控中的應(yīng)用

沈新森

摘 要：隨著全球能源互聯(lián)網(wǎng)和強(qiáng)智能電網(wǎng)、各種新能源、分布式發(fā)電機(jī)、電動(dòng)汽車等的發(fā)展，電網(wǎng)的復(fù)雜性和不確定性進(jìn)一步增強(qiáng)，電力的調(diào)節(jié)與控制也越來(lái)越受到重視。智能電網(wǎng)的實(shí)時(shí)運(yùn)行要求海量數(shù)據(jù)的快速處理、儀表數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集、在線實(shí)時(shí)分析和決策。電網(wǎng)的復(fù)雜性，對(duì)電網(wǎng)的安全、經(jīng)濟(jì)、可靠運(yùn)行和用戶服務(wù)水平提出了更高的要求。大數(shù)據(jù)技術(shù)在數(shù)據(jù)集成和集成能力方面具有優(yōu)勢(shì)，這為其在電力調(diào)控中的應(yīng)用提供了廣闊的空間。指出大數(shù)據(jù)技術(shù)在負(fù)荷預(yù)測(cè)、智能報(bào)警、電網(wǎng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)與診斷等方面的應(yīng)用，將有助于提高電網(wǎng)運(yùn)行的安全性、經(jīng)濟(jì)性和可靠性；用戶需求側(cè)管理和電網(wǎng)計(jì)劃維護(hù)有助于提高用戶的電力消耗、服務(wù)水平。本文提出的兩個(gè)應(yīng)用方向?yàn)榻窈蟠髷?shù)據(jù)技術(shù)在電力監(jiān)管中的進(jìn)一步應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：大數(shù)據(jù)；技術(shù)；電力調(diào)控

1定義

大數(shù)據(jù)是指海量、高速增長(zhǎng)和多樣化的信息資產(chǎn)，要求新的處理模式具有更強(qiáng)的決策能力、洞察力和過(guò)程優(yōu)化能力。

2特點(diǎn)

2.1運(yùn)行和設(shè)備檢測(cè)或監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的特點(diǎn)

運(yùn)行及設(shè)備檢測(cè)或監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)主要包括電力系統(tǒng)運(yùn)行的實(shí)時(shí)采樣和測(cè)量以及歷史數(shù)據(jù)，如發(fā)電側(cè)的壓力和流量、電壓、電流、有功功率、無(wú)功功率、溫度等設(shè)備的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)。輸變電方面的問題。

2.2電力企業(yè)營(yíng)銷數(shù)據(jù)的特點(diǎn)

主要包括購(gòu)電、售電、新裝、增容和變更用電數(shù)據(jù)，以及客戶關(guān)系管理數(shù)據(jù)、檢驗(yàn)工作質(zhì)量數(shù)據(jù)等電力營(yíng)銷業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)。

2.3電力企業(yè)管理數(shù)據(jù)。

如ERP、集成平臺(tái)和協(xié)同辦公數(shù)據(jù)。此外，考慮到大數(shù)據(jù)“全數(shù)據(jù)”的概念，大數(shù)據(jù)還應(yīng)包括與之相關(guān)的其他數(shù)據(jù)，如區(qū)域生產(chǎn)力水平、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、產(chǎn)業(yè)分布等數(shù)據(jù)信息。

3電力調(diào)控對(duì)大數(shù)據(jù)技術(shù)的需求

電力控制中心是電網(wǎng)運(yùn)行的指揮中心，全面負(fù)責(zé)電網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)測(cè)、開關(guān)操作和事故處理，它也是電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)的集中式中心。對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的管理和分析，能夠幫助調(diào)度員進(jìn)行輔助決策，提高調(diào)度員控制電網(wǎng)的能力，保證系統(tǒng)安全，提高調(diào)度控制工作的智能化水平。

隨著信息技術(shù)和人工智能技術(shù)的發(fā)展，電力調(diào)節(jié)逐漸由經(jīng)驗(yàn)型向智能型發(fā)展，并引入了大量的智能應(yīng)用功能，如智能報(bào)警，對(duì)大量基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行深入挖掘和分析的要求不斷提高。加之新能源和電動(dòng)汽車對(duì)電網(wǎng)的逐步接入，各種電網(wǎng)的影響越來(lái)越大，電網(wǎng)的負(fù)荷特性也在變化，電網(wǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大，對(duì)電網(wǎng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的要求也越來(lái)越高。電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，電網(wǎng)的復(fù)雜性和不確定性進(jìn)一步增強(qiáng)，電網(wǎng)的調(diào)節(jié)與控制也越來(lái)越復(fù)雜。大數(shù)據(jù)技術(shù)對(duì)散布在各地的海量數(shù)據(jù)進(jìn)行集成、深入分析，提供有價(jià)值的數(shù)據(jù)信息支持，為電力調(diào)度控制的安全性和經(jīng)濟(jì)性提供了更加可靠的保證。電力監(jiān)管、交通檢查、營(yíng)銷等部門的數(shù)據(jù)需求相互重疊，沒有共享集成。存在同一數(shù)據(jù)重復(fù)統(tǒng)計(jì)、單個(gè)數(shù)據(jù)值密度低、數(shù)據(jù)集成效率低等問題。大數(shù)據(jù)技術(shù)的集成與集成能力可以有效地分析不同部門、不同行業(yè)之間的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)，可用于電力調(diào)度。該控制提供了全景視圖和綜合分析方法，為電力控制的精益生產(chǎn)提供有效的支持。

4電力調(diào)控中大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用

4.1運(yùn)行方式

首先是電網(wǎng)運(yùn)行方式的優(yōu)化。以大型數(shù)據(jù)管理中心為平臺(tái)，結(jié)合數(shù)據(jù)挖掘領(lǐng)域中的關(guān)聯(lián)規(guī)則技術(shù)，采用多種算法模型進(jìn)行智能分析。集成了電網(wǎng)故障信息和運(yùn)行狀態(tài)信息。從大量數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)不同運(yùn)行模式之間的頻繁模式、相關(guān)或因果關(guān)系以及不同運(yùn)行模式與電網(wǎng)穩(wěn)定性的關(guān)系，從而細(xì)化不同運(yùn)行模式與電網(wǎng)穩(wěn)定性的關(guān)系。靜態(tài)和暫態(tài)穩(wěn)定性與發(fā)電和負(fù)荷參數(shù)密切相關(guān)。挖掘隱含的知識(shí)和信息。同時(shí)，利用電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)信息，研究了不同類型的電氣設(shè)備在不同系統(tǒng)電壓和頻率下的電氣特性。建立了較為精確的數(shù)學(xué)模型，并對(duì)模型參數(shù)進(jìn)行了辨識(shí)。最后，對(duì)影響因素進(jìn)行了綜合。該單元優(yōu)化了電網(wǎng)的運(yùn)行方式，兼顧了運(yùn)行穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性的要求。其次是新能源的優(yōu)化運(yùn)行。挖掘新能源地理位置、氣象信息、負(fù)荷特性等相關(guān)數(shù)據(jù)的相關(guān)性，確定不同新能源之間的輸出組合模式，從而實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)的優(yōu)化能源調(diào)度和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。結(jié)合故障信息數(shù)據(jù)和新能源運(yùn)行數(shù)據(jù)，分析了新能源低壓穿越的有效性。

4.2預(yù)測(cè)、監(jiān)測(cè)與診斷方面的應(yīng)用

首先在負(fù)荷預(yù)測(cè)方面，負(fù)荷預(yù)測(cè)對(duì)電力系統(tǒng)的安全、經(jīng)濟(jì)、可靠運(yùn)行起著重要作用，負(fù)荷預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性對(duì)電網(wǎng)計(jì)劃的檢修安排及安全裕度檢查有很大的影響。分布式電源與電動(dòng)汽車的連接使得負(fù)荷的規(guī)律性變差，負(fù)荷預(yù)測(cè)的精度難以提高。由于缺乏氣象、地理、經(jīng)濟(jì)等數(shù)據(jù)信息，負(fù)荷預(yù)測(cè)精度不高。大數(shù)據(jù)技術(shù)的引入和氣象、地理、經(jīng)濟(jì)等行業(yè)數(shù)據(jù)信息的集成，為提高負(fù)荷預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性帶來(lái)了新的可能性。其次智能報(bào)警：隨著電網(wǎng)規(guī)模的擴(kuò)大，控制中心的監(jiān)控信息不斷增加，控制器淹沒在大量的報(bào)警信號(hào)中，各種設(shè)備缺陷、報(bào)警信號(hào)、視頻監(jiān)控信息、歷史維修記錄等信息都不清楚。有一種重復(fù)安排和加工的現(xiàn)象，只依靠歷史經(jīng)驗(yàn)，手工分析判斷，效率低。引入大數(shù)據(jù)技術(shù)，將分散在各個(gè)部門的信息如調(diào)度、傳輸和變壓操作、維護(hù)和維修等進(jìn)行集成，為有效的智能報(bào)警提供了可能。最后在電網(wǎng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)與診斷方面：目前主要側(cè)重于單個(gè)設(shè)備的監(jiān)測(cè)，不同設(shè)備之間的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)不共享，無(wú)法對(duì)電網(wǎng)設(shè)備的總體情況進(jìn)行分析，無(wú)法進(jìn)行人工干預(yù)和判斷。在綜合了設(shè)備的基本測(cè)試參數(shù)、運(yùn)行缺陷、檢修和測(cè)試記錄后，增加了數(shù)據(jù)的數(shù)量。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析方法效率高，離散性大，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)對(duì)這些海量數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析，實(shí)現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和趨勢(shì)分析，有利于提高電網(wǎng)設(shè)備的監(jiān)測(cè)水平。

4.3大數(shù)據(jù)技術(shù)在管理、計(jì)劃?rùn)z修安排中的應(yīng)用

在用戶需求側(cè)管理方面，通過(guò)對(duì)用戶歷史能耗數(shù)據(jù)的分析，總結(jié)用戶需求側(cè)管理特點(diǎn)，促進(jìn)用戶需求側(cè)管理，合理引導(dǎo)錯(cuò)峰用電，截峰填谷，提高區(qū)域負(fù)荷率，避免過(guò)大。負(fù)載波動(dòng)，造成局部電壓過(guò)大變化，影響大工業(yè)用戶的安全生產(chǎn)。大數(shù)據(jù)技術(shù)的引入，將綜合影響用戶能耗方式和水平的經(jīng)濟(jì)、政策、氣候和歷史能耗數(shù)據(jù)，為電力用戶制定獨(dú)特的負(fù)荷計(jì)劃，提高用戶需求側(cè)管理水平；在電網(wǎng)計(jì)劃?rùn)z修方面，經(jīng)常發(fā)生重復(fù)停電和延時(shí)傳輸，電網(wǎng)設(shè)備暫時(shí)性缺陷導(dǎo)致的非計(jì)劃維修的缺失，對(duì)供電的可靠性和客戶的生產(chǎn)調(diào)度產(chǎn)生很大影響，間接影響客戶的用電體驗(yàn)，降低客戶的滿意度。引入大數(shù)據(jù)技術(shù)，整合客戶設(shè)備維修計(jì)劃、客戶電力需求、電網(wǎng)設(shè)備維修計(jì)劃及電網(wǎng)設(shè)備缺陷數(shù)據(jù)，統(tǒng)籌安排，減少重復(fù)停電次數(shù)，降低非計(jì)劃維修概率，創(chuàng)建為電網(wǎng)安全可靠供電和用戶合理生產(chǎn)用電奠定基礎(chǔ)，提高用戶服務(wù)水平。

5結(jié)束語(yǔ)

從大數(shù)據(jù)的基本概念出發(fā)，論述了大數(shù)據(jù)的特點(diǎn)及其在電力調(diào)度運(yùn)行中的應(yīng)用。可見，通過(guò)深入挖掘電力數(shù)據(jù)的應(yīng)用，可以考慮電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性的要求，優(yōu)化電網(wǎng)運(yùn)行方式，實(shí)現(xiàn)新能源低壓穿越的有效性分析，引入大數(shù)據(jù)。在用戶需求側(cè)管理和電網(wǎng)計(jì)劃維護(hù)方面的技術(shù)，將有利于提高用戶的電力服務(wù)用水。這對(duì)于提高電網(wǎng)的安全性、穩(wěn)定性、可靠性和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

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