強東盛,高 龍

(1.國網(wǎng)河北省電力公司電力科學(xué)研究院,石家莊 050021;2.國網(wǎng)河北省電力公司保定供電分公司,河北 保定 071000)

大數(shù)據(jù)在電力調(diào)度中的應(yīng)用

強東盛1,高 龍2

(1.國網(wǎng)河北省電力公司電力科學(xué)研究院,石家莊 050021;2.國網(wǎng)河北省電力公司保定供電分公司,河北 保定 071000)

介紹電力調(diào)度大數(shù)據(jù)和大數(shù)據(jù)基本框架,從異常數(shù)據(jù)統(tǒng)計、電網(wǎng)運行數(shù)據(jù)可視化展示、調(diào)度各專業(yè)精益化管理、停電事件綜合查詢分析等方面分析大數(shù)據(jù)在電力調(diào)度中的應(yīng)用情況,分析表明極大提升了電力設(shè)備運行水平、促使調(diào)度專業(yè)管理提升到新的高度。

電力調(diào)度,大數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)挖掘,智能判斷

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、計算機技術(shù)的飛速發(fā)展,大數(shù)據(jù)技術(shù)和理念應(yīng)運而生,雖然現(xiàn)在仍處于發(fā)展階段,但在許多領(lǐng)域已經(jīng)創(chuàng)造了巨大的價值,可謂前景無限。電力調(diào)度體系和大數(shù)據(jù)的結(jié)合,憑借其強大的數(shù)據(jù)挖掘和智能判斷能力,能為電力調(diào)度打造出高效的業(yè)務(wù)流程,助力自身戰(zhàn)略決策,并將逐步改變電力企業(yè)發(fā)展方式,為全球能源互聯(lián)網(wǎng)和智能電網(wǎng)的建設(shè)提供新的思路。

1 電力調(diào)度大數(shù)據(jù)介紹

電力調(diào)度大數(shù)據(jù)主要體現(xiàn)在多數(shù)據(jù)融合、數(shù)據(jù)可視化、大規(guī)模結(jié)構(gòu)化存儲3個方面[1]。多數(shù)據(jù)融合是電力調(diào)度大數(shù)據(jù)應(yīng)用的核心。傳統(tǒng)的調(diào)度系統(tǒng)如D5000系統(tǒng)、調(diào)度生產(chǎn)管理系統(tǒng)、電量采集系統(tǒng)、缺陷管理系統(tǒng)、調(diào)度工作評價系統(tǒng)等往往獨立配置,各系統(tǒng)間數(shù)據(jù)不互通,保護、方式、自動化等專業(yè)數(shù)據(jù)彼此獨立,形成信息孤島。電力調(diào)度大數(shù)據(jù)的多數(shù)據(jù)融合性有力地破除了信息孤島的數(shù)據(jù)壁壘,增強了數(shù)據(jù)的耦合度;電力系統(tǒng)運行和電網(wǎng)檢修的特征和規(guī)律一般較抽象,難以發(fā)現(xiàn),電力調(diào)度大數(shù)據(jù)可視化的優(yōu)勢有效解決了該問題,圖形化展示海量數(shù)據(jù)中隱藏的內(nèi)在聯(lián)系,便于各部門信息的傳遞與經(jīng)驗的分享;電力調(diào)度大數(shù)據(jù)大規(guī)模結(jié)構(gòu)化存儲為點多面雜的電力數(shù)據(jù)提供了一個全方位、多聯(lián)系的媒介,可規(guī)模化存儲歷史數(shù)據(jù),為統(tǒng)計分析提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)[2]。

2 電力調(diào)度大數(shù)據(jù)基本框架

電力調(diào)度大數(shù)據(jù)的整個框架結(jié)構(gòu)是自下而上數(shù)據(jù)融合、分析、處理的過程,根據(jù)數(shù)據(jù)處理的不同階段,可以將電力調(diào)度大數(shù)據(jù)系統(tǒng)劃分為四層結(jié)構(gòu),如圖1所示。

圖1 電力調(diào)度大數(shù)據(jù)系統(tǒng)的基本框架結(jié)構(gòu)

框架底層為電力調(diào)度相關(guān)的應(yīng)用系統(tǒng),如調(diào)度前置系統(tǒng),提供電網(wǎng)最基礎(chǔ)也最重要的電流電壓功率數(shù)據(jù),大數(shù)據(jù)所有的智能判斷和前瞻性預(yù)測都以前置系統(tǒng)的電網(wǎng)數(shù)據(jù)為依托。SCADA系統(tǒng)提供電網(wǎng)模型,電網(wǎng)中線路、主變壓器、電容器、母線的數(shù)量、參數(shù)及相互之間的拓?fù)潢P(guān)系都可以從中得到。生產(chǎn)管理系統(tǒng)、缺陷管理系統(tǒng)為大數(shù)據(jù)系統(tǒng)加入了電網(wǎng)管理信息,使大數(shù)據(jù)不僅能為電網(wǎng)數(shù)據(jù)展示提供便利,而且真正成為電網(wǎng)管理者強有力的管理工具,綜合智能告警、停電信息查詢等各項便捷功能應(yīng)運而生。第二層為數(shù)據(jù)庫層,收集調(diào)度各應(yīng)用系統(tǒng)的生數(shù)據(jù),并按照遙測、信號、模型、管理的類別差異,分類存在不同的數(shù)據(jù)庫模塊中,現(xiàn)代數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的可擴展性和多結(jié)構(gòu)性極大的提升了數(shù)據(jù)的存儲效率。第三層為數(shù)據(jù)綜合處理層,該層為大數(shù)據(jù)系統(tǒng)的核心,依托數(shù)據(jù)庫層中海量數(shù)據(jù),可根據(jù)工作需要實現(xiàn)負(fù)荷越限告警、無功電壓潮流、保護缺陷分析、方式調(diào)整決策等智能應(yīng)用。事實上電力系統(tǒng)中幾乎所有的統(tǒng)計、分析、決策、參考信息都能在數(shù)據(jù)綜合處理服務(wù)器中自動生成。最高層為展示層,目的是建立人性化的人機交互,數(shù)據(jù)綜合處理層中提取的有用信息通過圖表的形式展示出來,便于調(diào)度管理者理解和分析。

3 電力調(diào)度大數(shù)據(jù)的應(yīng)用

3.1 應(yīng)用分析

3.1.1 異常數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

異常數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析的作用是從電力系統(tǒng)海量信息中自動挖掘錯誤或異常數(shù)據(jù),達(dá)到錯誤異常提示的目的。電力系統(tǒng)中的錯誤、異常數(shù)據(jù)往往預(yù)示著電網(wǎng)中設(shè)備的故障或異常狀態(tài),指引調(diào)度管理者處理電網(wǎng)缺陷,提升電網(wǎng)的穩(wěn)定性。例如,負(fù)荷突變推送,系統(tǒng)實時采集各縣域總加負(fù)荷,并形成負(fù)荷曲線,當(dāng)某縣域負(fù)荷突增或驟減時,自動生成負(fù)荷異常記錄,并通過短信的形式告知調(diào)度專責(zé)。又如廠站運行率,系統(tǒng)自動統(tǒng)計每座變電站當(dāng)前通訊狀態(tài)、當(dāng)月通訊中斷時長,并算出一定時間段內(nèi)的廠站運行率,廠站運行率較低的說明廠站自動化設(shè)備故障或通訊通道欠佳,供調(diào)度自動化專責(zé)參考。再如遙控失敗、遙信異常、遙測異常、監(jiān)控信號頻發(fā)統(tǒng)計,更是直指SCADA基礎(chǔ)數(shù)據(jù)缺陷,有助于提升調(diào)度自動化基礎(chǔ)數(shù)據(jù)水平。

3.1.2 電網(wǎng)運行數(shù)據(jù)可視化展示

隨著電網(wǎng)規(guī)模增大和數(shù)據(jù)量的增多,需要更先進、更直觀的工具和手段來幫助調(diào)度員實現(xiàn)對電網(wǎng)及時有效的監(jiān)控,可視化功能是目前從人機界面角度實現(xiàn)上述功能的最有效的技術(shù)手段。模型數(shù)據(jù)庫中包含電網(wǎng)中所有設(shè)備的參數(shù)信息,在數(shù)據(jù)展示區(qū)可展示電網(wǎng)規(guī)模,顯示在運所有變電站的數(shù)量、主變數(shù)量、線路數(shù)量等;統(tǒng)調(diào)發(fā)購,風(fēng)電、光伏、火電出力,地區(qū)用電負(fù)荷可在“負(fù)荷電量”區(qū)集中展示,用日曲線、年曲線的形式比較直觀,便于縱向比對,同時提供歷史曲線查詢功能;“設(shè)備運行”版塊可展示主變油溫、線路及主變負(fù)載率、母線電壓越限情況,電網(wǎng)設(shè)備異常狀態(tài)一目了然;“負(fù)荷控制”版塊可展示可控用戶負(fù)荷、有序用電、事故拉路、低頻減載等。

3.1.3 調(diào)度各專業(yè)精益化管理

對于電力調(diào)度管理者來說,收集數(shù)據(jù)是一切分析與決策的前提。而調(diào)度大數(shù)據(jù)系統(tǒng)天然具有數(shù)據(jù)優(yōu)勢,可為調(diào)度各專業(yè)精益化管理提供全方位的平臺。調(diào)度控制專業(yè)可集成過載設(shè)備監(jiān)視、預(yù)計設(shè)備過載、設(shè)備過載統(tǒng)計功能;調(diào)度計劃專業(yè)可集成輸變電設(shè)備檢修瀏覽、清潔能源出力消納、等效平均負(fù)荷等功能;設(shè)備監(jiān)控專業(yè)可集成全網(wǎng)監(jiān)控信息展示、監(jiān)控信息分析、油溫負(fù)載率越限、電壓越限、無功電壓潮流等功能;繼電保護專業(yè)可集成遠(yuǎn)方操作統(tǒng)計、保護設(shè)備統(tǒng)計、保護缺陷分析等功能;自動化專業(yè)可集成狀態(tài)估計、廠站運行率、缺陷分析、智能告警等功能,甚至是調(diào)度綜合管理也會得益于它的強大數(shù)據(jù)處理能力,生成全網(wǎng)人員管理、調(diào)度工作評價、網(wǎng)站欄目發(fā)文統(tǒng)計、會議室管理等實用性功能。

3.1.4 停電事件綜合查詢分析

停電事件不僅會破壞電網(wǎng)的穩(wěn)定性,增加電網(wǎng)風(fēng)險,而且會給用戶造成損失,影響電力企業(yè)形象,因此,對停電事件的分析勢在必行。調(diào)度大數(shù)據(jù)系統(tǒng)可將檢修停電、故障停電、接地拉路停電、過負(fù)荷限電信息提取出來,自動生成停電時段分部、當(dāng)前停電設(shè)備、年度停電分布、重復(fù)停電次數(shù)等報表或圖像,供調(diào)度或營銷管理者參考。另外可對故障停電做系統(tǒng)分析,統(tǒng)計故障跳閘率高、缺陷發(fā)生率高的設(shè)備,重新規(guī)劃供電方案,更新?lián)Q代老舊設(shè)備,逐步降低故障停電的概率。

3.2 應(yīng)用效果

大數(shù)據(jù)在電力調(diào)度中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在2個方面。首先是極大提升了電力設(shè)備運行水平,通過異常數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析、電力系統(tǒng)故障可視化展示和停電事件綜合查詢分析,電力調(diào)度管理者可輕易發(fā)現(xiàn)電網(wǎng)設(shè)備運行中的缺陷和隱患,提前做好大修技改儲備計劃和應(yīng)急預(yù)案,保證不出現(xiàn)電網(wǎng)安全事故,同時可通過電網(wǎng)運行規(guī)律的深度挖掘,研究形成電網(wǎng)最優(yōu)運行方案,減少線路損耗,增強電網(wǎng)運行可靠性。其次是促使調(diào)度專業(yè)管理提升到新的高度,利用調(diào)度大數(shù)據(jù)系統(tǒng)的全方位性,將管理抓手橫向延伸至專業(yè)邊沿,縱向延伸至各級調(diào)度體系,形成調(diào)度管理的全面管控,另外,增強了調(diào)度管理的科學(xué)性和客觀性,一切結(jié)論和決策都拿數(shù)據(jù)“說話”,有利于抑制主觀臆斷對管理決策的影響。

4 結(jié)束語

隨著數(shù)字信息化時代的迅猛發(fā)展,信息量也呈爆炸性增長態(tài)勢。在人類充分享受信息化帶來的資訊、方便和快捷時,也使得全球的數(shù)字信息資源正進入到一個前所未有的快速增長期。大數(shù)據(jù)在電力調(diào)度中的應(yīng)用,充分利用了大數(shù)據(jù)高性能計算、數(shù)據(jù)挖掘、統(tǒng)計分析的能力,將電網(wǎng)運行數(shù)據(jù)和調(diào)度管理信息結(jié)合起來,成為提升電力調(diào)度發(fā)展水平的新的發(fā)動機。未來電力調(diào)度大數(shù)據(jù)的應(yīng)用必將轉(zhuǎn)變電力公司發(fā)展方式,促進電力行業(yè)轉(zhuǎn)型升級,為智能電網(wǎng)的全面建成打下堅實的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

[1] 中國電機工程學(xué)會信息化專業(yè)委員會.中國電力大數(shù)據(jù)發(fā)展白皮書[M].北京:中國電力出版社,2013.

[2] 趙云山,劉煥煥.大數(shù)據(jù)技術(shù)在電力行業(yè)的應(yīng)用研究[J].電信科學(xué),2014,30(1):57-62.

本文責(zé)任編輯：羅曉曉

Application of Big Data in Field of Electric Power Dispatching

Qiang Dongsheng1,Gao Long2
(1.State Grid Hebei Electric Power Research Institute,Shijiazhuang 050021,China; 2.State Grid Hebei Electric Power Corporation Baoding Power Supply Branch,Baoding 071000,China)

With the rapid development of internet and computer technology,big data technology and ideas came into being.Although it is still in the development stage,but in many areas it has created great value.It has unlimited prospects.By its powerful data mining and intelligent judgment ability,big data on power dispatching will gradually change the development of power enterprise and provide new ideas for the construction of the global energy net and the intelligent gird.This paper mainly discusses the application of big data in the field of electric power dispatching.

power dispatching;big data;data mining;intelligent judgment

TM734

B

1001-9898(2017)02-0001-02

2017 03 22

強東盛(1964-),男,高級工程師,主要從事電力系統(tǒng)保護及自動化專業(yè)、變電站運行檢修等專業(yè)管理工作。