基于電力大數據關鍵技術及應用探討

陳清明，王定波，付彥哲

（南方電網傳媒有限公司，廣州 510000）

目前，在電網運營過程中，將會涉及到眾多數據，包括數據源、異構、海量等，故將大數據新技術引入電網運營過程中，是發展智能電網的必然條件。隨著我國智能電網的建設規模不斷擴大，電網營銷系統、資產系統、人才資源系統、財務系統、綜合系統、協同和決策系統等6+1系統在電力各個領域中得到了廣泛應用。這些系統是我國電力大數據的重要來源，推動了電力行業的迅速發展。因此，本文探討基于電力大數據關鍵技術及應用具有重要的意義。

1 電力企業運營中的大數據概述

目前來說，我國部分電力企業已建成并擁有生產、GIS、投資計劃、項目、物資、基建、財務、營銷、人力資源、客戶全方位等一批信息化管理系統，實現了業務全覆蓋，并構建資產全生命周期管理、客戶全方位服務等的企業管理體系。然而從企業管理的角度分析，目前的信息化平臺建設仍有不足之處。首先，企業級運營管控體系缺少總體規劃，各業務系統的核心數據未實現整合和應用，無法為企業管理層帶來客觀準確的業務定位、管理對象、監測及分析方法。其次，面向公司領導，企業經營指標等數據仍采用手工上報方式，無法實現指標的實時監控。最后，平臺缺乏集約能力，無法合理地運用現代化技術去充分展示公司良好形象。因此，為提升電力企業運營效率和效益，需要結合國際先進的云大物智移技術，搭建專業級的數字化運營管理工具。

1.1 大數據的來源

在電網運營管理過程中，其數據類型主要分為基礎數據、運營數據、管理數據和外部數據等幾種：其中，基礎數據、運營數據、管理數據儲存于電力系統之內，基礎數據指的是電力設備參數和屬性。運營數據包括客戶信息、用電量和售電量等。管理數據主要是指一體化平臺數據。而外部數據是指地理、氣象、法律等數據，儲存于電力系統之外。

1.2 數據特點

（1）數據量較大。據不完全統計，我國的電力生產、運行、管理數據已達到20PB，相當于950個國家圖書館的數據量。

（2）數據類型眾多。在電網運營過程中，涉及到的大數據類型眾多，包括用電量、視頻數據、音頻數據、報表數據以及95598工單數據等。

（3）具有一定的實時性：在電網數據采集過程中，通過采用監控系統 SCADA（Supervisory Control And Datacquisition），并以秒為單位進行數據采集。

（4）以結構化數據為主。電網數據主要以結構化數據為主，主要將電網數據存儲在數據庫中，其中結構化數據分為非結構化數據和半結構化兩種數據。這兩種數據主要在電力企業生產、物資、財務、營銷、客戶全方位管理應用較多。

2 電力大數據關鍵技術

2.1 物聯網技術

平臺通過智能感知、識別技術與普適計算等通信感知手段，對物體進行實時采集及監控，形成一個智能物聯網絡體系，為監控業務提供實時的管理和控制能力。在生產領域，平臺以無人機、電網自動化設備、可視化移動作業終端為載體，通過使用其嵌入式系統技術、流媒體及傳感器技術，實現視頻的在線監控實時調取，并對電網的負荷曲線趨勢監控，對監測到的故障及風險提前消缺提前預防，保障電網的安全穩定運行。

2.2 大數據技術

平臺涵蓋大規模數據同步、海量數據存儲建模、基于深度學習數據挖掘等技術，實現資產、營銷、人資、財務、客戶全方位等相關的12個信息系統核心數據的抽取、整合、統計、分析，實現全指標數據的直采直送。大規模數據同步技術，平臺主要體現為針對6+1系統及本地化業務系統存在不同的系統架構與底層開發語言難點，采用了更細致的數據調度方案，按照存儲量、實時性按需定制，實現資源合理搶占、數據有效隔離及公平調度，保障數據實時性。同時，運用基于深度學習數據挖掘技術開展分析，對關鍵指標進行聚類算法分析，識別分析出指標之間的關聯度，從而進一步對指標進行構成影響分析，精準定位到影響核心指標的關鍵點，為后續指標的計劃值設定提供輔助參考。

2.3 可視化技術

平臺利用unity3D、css3，ThreeJs 技術實現全景展示的3D 建模渲染與首頁星空旋轉、內容進場動效、模塊切換效果、界面點綴動效等視覺動效，大幅提高頁面的性能與用戶體驗。同時，通過大屏系統的單時鐘處理技術，保障所有信號在系統主時鐘的控制下同時輸出，實現拼接屏間圖像完全同步、影像清晰。在拼接屏上可顯示兩個或多個信號源圖像，完成在任意顯示畫面上疊加、裁剪、分割、拼接其他畫面，形成畫中畫的顯示效果。

2.4 人工智能技術

通過引入人臉識別技術，實現對平臺訪問客戶進行精準識別，以友好方式迎接來賓及簽到管理，并結合語音識別、體感手勢等人工智能技術，用戶在進行功能演示、匯報工作時，可隨時通過語音指令與手勢模擬滑動，快速切換展示內容，給來訪客戶一種全新的、科技感豐富、沉浸式的交互體驗。

3 電力大數據技術的應用

3.1 應用中存在的問題

大數據技術在電力行業應用過程中，主要是對企業內部管理模式進行優化。而隨著人們對電力需求量持續增加，電力系統得到了迅速的發展，但在發展過程中仍存在許多的新問題。具體來說，主要包括以下幾點：

（1）大電網運行控制有待加強。隨著我國電網運行規模的不斷擴大，超高壓、高容量的特大電網建設數量不斷增多，故需要對電網進行分區。待電力系統市場引進之后，人們廣泛使用了遠距離輸送電方式，此方式有利于運行控制的水平的提升，進而有效地提升系統成員類型復雜情況下系統的控制水平。

（2）系統分析有待加強。隨著我國電網建設規模的不斷擴大，電力系統的動態變得越來越復雜。而伴隨著電力市場的改革與創新，電力市場出現了大量的經濟類數據，從而導致系統變得更復雜，故需要對電網系統進行分析。（3）難以達到高實時性、高統一性的需求。當前，為了實現電網實時性控制目標，應對相位測量單元進行采集，但此方式難以達到高速通信實時分析需求。因此，我們需要從經濟角度對空間尺度進行調度，加強各級的協調，且要充分考慮物理的經濟性和穩定性。

（4）人們對智能化調度的要求不斷提高。在電網安全運行過程中，其工作重點是對監控和電網進行實時控制。首先，在電網監控過程中，由于電網系統數據的實時變化監控需要較長的時間，且工作量較大，故將大大削弱系統操作；其次，從歷史數據研究發現，對于電網運行的抽象數據，人們缺乏深入的分析，導致集中數據不足，這將給未來的電網的改變和電力安全運行工作要求越來越高。

3.2 應用實例分析

近年來，世界上最先進的網格化管理系統由美國PJM 互聯電網（PJM Interconnection）推出，此系統主要采用共享的整合平臺，利用Spectrum Power 進行網絡化管理，系統運行能力好，通過控制中心實現對每一站點虛擬網絡管理。同時，用戶界面設置了上網可視化功能，大大地方便用戶的使用，并且人們可以通過各個站點來訪問高級的數據。PJM 作為美國惟一一個具有兩個控制中心的電力公司，能夠及時處理中心故障或者分站點故障，確保電網的安全穩定運行。

2018年，我國某供電公司采用配網管理系統對工程項目的進度、物資、費用等進行統計，并從中提取關鍵數據，并定期對供電項目進行統計與分析，確保工程管理信息得到及時反映，實現了項目的實時管控目標。與此同時，通過了解實時數據，對相關信息進行多維度分析。例如，可以利用系統對線路負荷故障問題進行分析，以及時進行調整升級。另外，可以對最新數據記錄進行實時分析，便于工作人員及時掌握電力工程項目建設情況，大大地提高工程管理效率，為用戶提供安全、可靠的服務。

4 結束語

隨著我國電力事業的持續發展，在電力行業中引入了信息技術，從中不斷提升了電力企業信息化水平，在電力企業信息管理系統中積累了大量的數據。因此，如何做好大數據新技術在電力企業遠營管理中的應用，成為了電力公司努力改善的重點問題。本文著重從數據來源和數據特點分析了電網運營中的數據，并分析了電力大數據關鍵技術，在基于大數據背景下，提出了大數據技術的實際應用，以供電力工作人員參考。