大數據技術在電力系統中的應用

遲克寒 郝成亮 臧洪睿 馬旭東 王天琰

摘要：大數據作為技術概念逐漸得到了世界各國的認可和重視。因智能電網和能源互聯網的快速發展，在技術應用、服務模式和發展理念方面，傳統電力系統均發生了很大的變化。電力網絡設備和用電設備普遍分散化、小型化和智能化特征，使得電力系統運行和控制信息均呈現出快速增長趨勢。而承栽這些信息的數據量也將呈現出指數型增長，并凸顯出大數據特征。在此背景下，本文在概述大數據和電力大數據的基礎上，分析了大數據技術在電力系統中的應用，并探討了大數據技術給電力行業帶來的挑戰。

關鍵詞：大數據技術;電力系統：應用;挑戰

中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2020）05-0104-01

0引言

因電力系統規模的不斷擴大，可再生能源發電滲透率的增強和電動汽車的快速發展，能量和信息之間的雙向流通的智能電網開始出現。國家電網與南方電網公司等在智能電網、網絡安全、用電能效等不同領域方面的大數據研究，進一步推動了大數據技術的發展。與此同時，外國針對智能電網大數據方面的研究也呈現出增多的趨勢。大數據技術在電力系統中的應用，通過對用戶的用電行為進行分析，可以更好的幫助消費者來調整自身的用電行為，通過對電力使用情況進行規劃，進一步提升資源的利用效率。

1大數據概述

1.1大數據定義

大數據又被人們稱之為巨量資料，主要是涉及到了龐大的數據資料規模，很難在合理的時間內通過當前的主流軟件工具對其進行掘取、管理、處理并整理成幫助企業經營者決策的信息。大數據具有四方面的特征：大量、多樣、高速、價值，并簡稱“4V”特點。

1.2大數據技術簡介

現階段，在對大數據進行處理的過程中，最為流行的計算架構是Apache基金會所開發的Hadoop分布式系統基礎架構。用戶在對分布式底層細節不了解的情況下，可以對分布式程序進行開發。在高速運算和儲存的過程中則是對集群的能力進行了充分利用。其中HDFs和MapReduce是Hadoop架構的核心組件，且還有其他優秀的組件存在于Hadoop生態圈內，這里重點介紹一些重要的組件。

2電力大數據概述

2.1電力大數據特征

通常睛況下，電力大數據主要是指在電力行業中發電、輸電、配電、變電、用電、售電、調度不同環節中產生數據信息的總稱。電力大數據包含了大數據的所有特征，包括數量龐大、數據類型多、處理速度快、數據準確、數據價值五方面的特征。

2.2電力大數據技術

2.2.1電力大數據存儲

因電力大數據存儲量的增加，非結構化數據的存儲和在低廉硬件設備上部署存儲方案將是當前面臨的兩個問題。Hadoop大數據架構的出現，有效彌補了大數據時代數據存儲和計算方面的不足。Hadoop生態系統中的Hive組件則能實現電力大數據結構化數據的存儲。

2.2.2電力大數據計算和可視化

借助于Hadoop中的MapRedu∞計算框架和Spark分布式計算框架可對大數據進行分布式計算，數據挖掘技術主要對大量數據進行分析，找出數據分布規律，步驟主要有數據準備、規律尋找和表示三個。可視化方法現已被證明是解決大規模數據分析最為有效的方法，并在實踐過程中得到了廣泛應用。通過可視化方法，借助于相關的算法可以將數據以圖片的方式展現出來，可快速實現數據的觀察和定性定量分析。

3大數據技術在電力系統中的應用

3.1在諧波治理中的應用

大數據技術的進步和完善在很大程度上促進了電力大數據的發展，并在電網故障診斷、電力風險評估等方面得到了廣泛應用，為確保電力系統安全、穩定的運行提供了強有力保障。

3.2在電力規劃中的應用

因電力行業的快速發展，在電力行業中發電、輸電、配電、變電、用電、售電、調度不同環節中產生了大量的TB級數據，能否對數據進行及時采集、分析和處理對電力行業提出了更高的要求。因此，應將大數據技術引入到電力規劃中，進而實現空間負荷、用電量的預測及關聯分析多項指標。

3.3在政府決策中的應用

作為承載能源和用能兩大主體的載體，電網同很多因素相關聯。電網企業可以為政府部門了解社會各個行業的發展狀況、產業結構布局、未來經濟發展等的預測提供數據支撐。

4大數據技術給電力行業帶來的挑戰

4.1數據質量方面的挑戰

收集海量的信息數據是大數據技術的先決條件。結合當前電力系統實際，不難發現自動化設備還沒有完全在整個電網范圍內實現普及，部分老舊的廠站和線路上布設的相關電氣設備還沒有自動化功能，相關人員很難第一時間來采集信息，此時的數據分析準確性和實時性不能得到保證，會在很大程度上影響電力大數據技術的應用。

4.2數據分析與處理方面的挑戰

當前，電力行業中涵蓋的數據量極為龐大，相較于外國發達國家，我國在對數據進行分析和處理時的能力還較為薄弱，大都處于數據的錄入和查詢等較低的級別，很難深入挖掘數據潛在的價值信息。

5結論

我們正處于一個變革的時代，在新的能源變革、工業革命和“互聯網+”行動計劃帶來的社會變革中，電網企業擔當著重要角色并面臨著轉型發展的機遇。大數據演化著一場模式與價值功能的重構，為智能電網、全球能源互聯網的發展提供了新思路、新方法和新的解決方案，也為我國電網企業趕超國際先進水平，在應用領域采取跨越式的方法吸收創新，提供了新的機遇。可以預見，電力大數據將迎來最好的時代，成為產業風口。這需要我們積極面對，需要得到強烈認知和戰略上的認同，從而推進大數據從概念走向現實。