楊德慈 臧寶志 季笑慶 井嶸

摘要 大數(shù)據(jù)技術(shù)是目前國內(nèi)外各行各業(yè)都在研究的一個(gè)熱點(diǎn)項(xiàng)目。本文基于當(dāng)前的大數(shù)據(jù)知識(shí)背景，探討其在電網(wǎng)設(shè)計(jì)與規(guī)劃中的結(jié)合與應(yīng)用。隨著全球范圍內(nèi)大數(shù)據(jù)概念的疾速擴(kuò)展，我國也越來越重視大數(shù)據(jù)技術(shù)的實(shí)際運(yùn)用。大數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)了對(duì)數(shù)據(jù)的集成、分析和處理，支持著電網(wǎng)企業(yè)相關(guān)業(yè)務(wù)的海量數(shù)據(jù)檢索。本文主要研究大數(shù)據(jù)技術(shù)背景下的電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)統(tǒng)籌。

【關(guān)鍵詞】大數(shù)據(jù)技術(shù) 電網(wǎng)應(yīng)用 設(shè)計(jì)統(tǒng)籌

本文基于大數(shù)據(jù)技術(shù)在電網(wǎng)中的應(yīng)用，討論大數(shù)據(jù)技術(shù)在支撐電網(wǎng)設(shè)計(jì)規(guī)劃中的發(fā)展，為更好將大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用于電網(wǎng)中做鋪墊。由實(shí)際應(yīng)用可知，配電網(wǎng)運(yùn)行、檢修、規(guī)劃和管理等均需要參考大量的數(shù)據(jù)。大數(shù)據(jù)技術(shù)基于大量高速多變數(shù)據(jù)的視角，直接鮮明地展現(xiàn)出電網(wǎng)的統(tǒng)籌設(shè)計(jì)，將會(huì)更好地支撐電網(wǎng)的規(guī)劃和發(fā)展。

1 大數(shù)據(jù)在電網(wǎng)運(yùn)用中的特征

1.1 數(shù)據(jù)量大

近年來物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在電力行業(yè)的應(yīng)用越來越廣泛，企業(yè)的信息化逐漸擴(kuò)大，在各種業(yè)務(wù)流程的運(yùn)作過程中所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量規(guī)模巨大。

1.2 數(shù)據(jù)種類多

電力生產(chǎn)過程中出現(xiàn)各種不同類型的數(shù)據(jù)，按照產(chǎn)生方式來劃分，有設(shè)備監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)、電網(wǎng)狀態(tài)信息數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)采樣數(shù)據(jù)等。按照產(chǎn)生環(huán)節(jié)來劃分，有發(fā)電側(cè)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)、輸變電側(cè)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)以及用電側(cè)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。

1.3 價(jià)值潛力大

電網(wǎng)大數(shù)據(jù)反映的是電力行業(yè)內(nèi)部的規(guī)律特征，通過相關(guān)技術(shù)分析研究大數(shù)據(jù)，可以獲取這些數(shù)據(jù)的巨大潛在價(jià)值，如社會(huì)經(jīng)濟(jì)評(píng)估。

1.4 處理迅速

數(shù)據(jù)處理技術(shù)不斷發(fā)展，信息化水平逐漸提升，使得電力企業(yè)在電力調(diào)度、設(shè)備運(yùn)行等方面能夠快速處理數(shù)據(jù)。

2 大數(shù)據(jù)技術(shù)在電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

2.1 電力負(fù)荷預(yù)測(cè)

電力負(fù)荷預(yù)測(cè)，主要研究電力負(fù)荷，很多外部因素都有可能影響負(fù)荷變化，比如自然情況或地區(qū)條件。因此在預(yù)測(cè)電力負(fù)荷時(shí)，應(yīng)當(dāng)充分考慮地區(qū)經(jīng)濟(jì)、氣象條件等因素的影響規(guī)律，利用相匹配的模型和算法，估測(cè)電力規(guī)劃需求。

電力需求數(shù)據(jù)量巨大，電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)人員如果從海量數(shù)據(jù)中獲取有價(jià)值的數(shù)據(jù)，通常使用大數(shù)據(jù)技術(shù)來挖掘和分析，其中包括用電量和負(fù)荷的歷史數(shù)據(jù)，在充分研究外部因素的基礎(chǔ)上，推測(cè)其與電力需求的關(guān)系，根據(jù)負(fù)荷變化規(guī)律最終得出預(yù)測(cè)結(jié)果。負(fù)荷預(yù)測(cè)方法有多種選擇，例如電力彈性指數(shù)法、時(shí)間序列法、回歸分析法、灰色預(yù)測(cè)法等，根據(jù)該地區(qū)的實(shí)際情況，選取最優(yōu)預(yù)測(cè)模型，由此得出可靠結(jié)果。

2.2 電網(wǎng)架構(gòu)規(guī)劃

電網(wǎng)架構(gòu)規(guī)劃是電網(wǎng)規(guī)劃的重要環(huán)節(jié)。隨著電網(wǎng)規(guī)模擴(kuò)大，復(fù)雜程度逐年增加，自動(dòng)化程度不斷提升，在電網(wǎng)架構(gòu)方面有了更加嚴(yán)格的要求。大數(shù)據(jù)所啟發(fā)的新型數(shù)據(jù)理念，為電網(wǎng)架構(gòu)的設(shè)計(jì)提供了嶄新思路。電網(wǎng)架構(gòu)依賴電力市場(chǎng)的分析預(yù)測(cè)，以及終端用戶的負(fù)荷預(yù)測(cè)。電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、設(shè)備型號(hào)選擇以可靠的預(yù)測(cè)結(jié)果為依據(jù)，以保證電網(wǎng)架構(gòu)的合理性。

未來，新型智能電網(wǎng)將成為電網(wǎng)架構(gòu)發(fā)展的主要趨勢(shì)。雖然在變電站選址和容量確定、輸配網(wǎng)綜合優(yōu)化、巨型電網(wǎng)智能控制等領(lǐng)域正在進(jìn)行大量研究并己取得一定進(jìn)展進(jìn)展，但由于電網(wǎng)本身的特性在分散型低能量電源的安全性、電能質(zhì)量、網(wǎng)損等方面影響較大，而新技術(shù)的發(fā)展將不斷改善優(yōu)化電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，會(huì)在未來逐漸提高電網(wǎng)的安全性和可靠性。

2.3 動(dòng)態(tài)安全評(píng)估

動(dòng)態(tài)安全評(píng)估，即電網(wǎng)安全方面的實(shí)時(shí)評(píng)價(jià)和估量。在電網(wǎng)規(guī)劃階段對(duì)設(shè)計(jì)方案的可行性、合理性和優(yōu)劣性進(jìn)行評(píng)估，有利于電網(wǎng)運(yùn)行水平的提升。評(píng)估內(nèi)容包括供電可靠性、供電安全性、供電能力、線損等。

動(dòng)態(tài)安全評(píng)估通常由相關(guān)系統(tǒng)來完成，該系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)評(píng)估電網(wǎng)的穩(wěn)定水平，及時(shí)發(fā)現(xiàn)安全隱患，加強(qiáng)電網(wǎng)控制決策的預(yù)測(cè)性和科學(xué)性。在系統(tǒng)運(yùn)行過程中，數(shù)據(jù)挖掘環(huán)節(jié)會(huì)自動(dòng)檢測(cè)到不正常的數(shù)據(jù)分布，暴露設(shè)備運(yùn)行異常，以便工作人員及時(shí)預(yù)測(cè)機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)，采取相應(yīng)措施。

2.4 狀態(tài)檢修支持

狀態(tài)檢修支持，其依據(jù)是機(jī)械設(shè)備的當(dāng)前實(shí)際工作情況。通過高科技狀態(tài)監(jiān)測(cè)，分析故障原因，識(shí)別故障前兆，及時(shí)采取措施，確保設(shè)備的安全可靠。電力大數(shù)據(jù)是狀態(tài)檢修的基礎(chǔ)，狀態(tài)檢修系統(tǒng)廣泛收集各項(xiàng)信息，從中篩選出有價(jià)值的數(shù)據(jù)，運(yùn)用數(shù)據(jù)挖掘統(tǒng)計(jì)分析，評(píng)估設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，根據(jù)設(shè)備狀態(tài)做出檢修決策。

供電設(shè)備定期檢修是電力行業(yè)的必備環(huán)節(jié)。機(jī)械設(shè)備的狀態(tài)檢修系統(tǒng)會(huì)不斷升級(jí)，提高技術(shù)含量，甚至發(fā)展出基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的處理模型，高效準(zhǔn)確地對(duì)設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估，提供科學(xué)有效的管理決策，使得設(shè)備檢修和維護(hù)工作更加具有針對(duì)性和有效性，使得工作人員規(guī)范有序地開展?fàn)顟B(tài)檢修工作。

3 大數(shù)據(jù)背景下電網(wǎng)統(tǒng)籌規(guī)劃的展望

大數(shù)據(jù)在電網(wǎng)中的應(yīng)用蘊(yùn)藏著巨大的商業(yè)價(jià)值和社會(huì)價(jià)值，挖掘電力大數(shù)據(jù)的價(jià)值面臨巨大的機(jī)遇。智能電網(wǎng)基于數(shù)據(jù)和能源的同步傳輸，促進(jìn)能源與信息技術(shù)的深度融合，逐漸形成以能源、數(shù)據(jù)為運(yùn)行體系支撐下的堅(jiān)強(qiáng)可靠、清潔環(huán)保、友好互動(dòng)的能源管理網(wǎng)絡(luò)。

大數(shù)據(jù)電網(wǎng)的挖掘很好地實(shí)現(xiàn)了智能用電管理，大幅度提升能源效率。用戶因此得以實(shí)時(shí)掌握用電性能、耗電數(shù)據(jù)、即時(shí)電價(jià)等，由此實(shí)現(xiàn)能源的二次循環(huán)和高效使用。

電網(wǎng)統(tǒng)籌量大面廣，資產(chǎn)管理難度較大，同時(shí)需要大量基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，這正是大數(shù)據(jù)的優(yōu)勢(shì)，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)可實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)在資產(chǎn)管理體系、模型方法、信息交互等多方面的提升，以根本提高配電資產(chǎn)管理水平。

另外，在數(shù)據(jù)來源方面，大部分?jǐn)?shù)據(jù)的開放程度比較低，其獲取存在一定難度。在數(shù)據(jù)質(zhì)量方面，電力行業(yè)數(shù)據(jù)可獲取的顆粒程度，數(shù)據(jù)獲取的及時(shí)性、完整性和一致性等方面尚未達(dá)到理想水平，應(yīng)繼續(xù)完善和提升。

4 結(jié)語

在當(dāng)前時(shí)代各個(gè)領(lǐng)域都發(fā)生著變革，電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)在新能源和大數(shù)據(jù)技術(shù)帶來的產(chǎn)業(yè)調(diào)整中面臨著前所未有的轉(zhuǎn)型發(fā)展機(jī)遇。大數(shù)據(jù)技術(shù)的迅猛發(fā)展為需求和挑戰(zhàn)不斷增多的配電網(wǎng)提供了解決方案新的視角，通過大數(shù)據(jù)技術(shù)可實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)設(shè)計(jì)規(guī)劃的高效綠色性、省時(shí)經(jīng)濟(jì)性、科學(xué)完備可擴(kuò)展性、透明依據(jù)性。大數(shù)據(jù)正在重構(gòu)產(chǎn)業(yè)模式與價(jià)值功能，在智能電網(wǎng)、全球能源方面提供了發(fā)展的新思路、新方法，推動(dòng)我國電網(wǎng)向著智能化、信息化和現(xiàn)代化不斷發(fā)展。

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