《電子技術(shù)應用》
您所在的位置:首頁 > 模擬設計 > 業(yè)界動態(tài) > 智能電網(wǎng)中大數(shù)據(jù)技術(shù)的應用現(xiàn)狀及未來發(fā)展難點

智能電網(wǎng)中大數(shù)據(jù)技術(shù)的應用現(xiàn)狀及未來發(fā)展難點

2017-06-06

  改革開放以來,我國的經(jīng)濟水平發(fā)生了翻天覆地的變化,電力資源的廣泛應用有效地為進一步促進經(jīng)濟增長、社會建設奠定了堅實基礎。如今,電力資源已然成為了國家賴以發(fā)展、人民賴以生存的重要能源,切實融入了人們的生活、工作、生產(chǎn)之中,與社會、人們之間形成了千絲萬縷、割舍不斷的關(guān)系。隨著現(xiàn)代化進程的不斷加快,人們對電力事業(yè)的工作要求與日俱增,在保障用電安全質(zhì)量的同時,人們對供電服務有了更多的期待。為此,在經(jīng)濟全球化背景下,智能電網(wǎng)的普及將成為必然之勢,智能電網(wǎng)指的就是電網(wǎng)的智能化管理及運行,也被稱為“電網(wǎng)2.0”,是建立在集成、高速雙向通信網(wǎng)絡的基礎上,通過先進的傳感和測量技術(shù)、先進的設備技術(shù)、先進的控制方法以及先進的決策支持系統(tǒng)技術(shù)的應用,繼而實現(xiàn)了電網(wǎng)的安全、經(jīng)濟、高效優(yōu)質(zhì)、環(huán)境友好、使用安全等目標。只有確保電網(wǎng)管理、運行的智能化、自動化、科學化、信息化,才能保障電能產(chǎn)出可以滿足21世紀用戶用電的需求,容許各種不同發(fā)電形式的接入、啟動電力市場以及資產(chǎn)的優(yōu)化高效運行。在智能電網(wǎng)的運行過程中,大數(shù)據(jù)技術(shù)的應用至關(guān)重要,其應用可以直接促進智能電網(wǎng)的運行、發(fā)展。

  1.大數(shù)據(jù)技術(shù)的概述

  近年來,世界已經(jīng)進入了大數(shù)據(jù)時代,大數(shù)據(jù)技術(shù)的應用已經(jīng)滲透到了諸多領域,在某種程度上改變了人們的生產(chǎn)工作及生活方式。何謂大數(shù)據(jù)?大數(shù)據(jù)的英文全稱為“bigdata”,翻譯作“巨量資料”。大數(shù)據(jù)技術(shù)指的是基于計算機網(wǎng)絡技術(shù)的興起應運而生的數(shù)據(jù)分析技術(shù),簡單來說即所涉及到的數(shù)據(jù)信息資料規(guī)模龐大,已經(jīng)達到了無法通過目前主流軟件工具進行收集、管理、處理并整理成為企業(yè)經(jīng)營決策所需資訊的程度。這種信息數(shù)據(jù)呈爆炸式的趨勢,需要進一步實現(xiàn)挖掘、優(yōu)化,只有采取具有更強決策力、洞察力的處理方式才能有效地應用大數(shù)據(jù)技術(shù)??梢哉f,“大數(shù)據(jù)是數(shù)據(jù)分析的前沿技術(shù),是繼云計算、物聯(lián)網(wǎng)之后又一次顛覆性的技術(shù)變革?!盵1]

  在我國電網(wǎng)系統(tǒng)不斷建設、發(fā)展的過程中,數(shù)據(jù)化信息的應用已經(jīng)達到了前所未有的地步,隨著運營水平的不斷提升,電網(wǎng)系統(tǒng)的不斷智能化實現(xiàn),信息平臺所承載的數(shù)據(jù)信息量將會越來越多,甚至呈現(xiàn)出井噴趨勢,在這種情況下,如果不能有效利用智能電網(wǎng)中計算機信息技術(shù)網(wǎng)絡平臺的豐富數(shù)據(jù),就意味著智能化系統(tǒng)沒有起到真正的實質(zhì)作用,只是一種形式化內(nèi)容。數(shù)據(jù)越是豐富、多樣、實時,供電企業(yè)越是要采取更加具有顛覆性、前沿性的技術(shù)來加以支持,繼而構(gòu)建智能化、自動化、實時化的電網(wǎng)系統(tǒng),大數(shù)據(jù)技術(shù)恰恰能夠提供這種技術(shù)支持,成為促進智能電網(wǎng)運行生產(chǎn)的重要手段。研究大數(shù)據(jù)技術(shù)在智能電網(wǎng)運營中的發(fā)展,將對電力企業(yè)的規(guī)模擴大、電能資源的質(zhì)量提高有著不可或缺的重要作用。

  2.智能電網(wǎng)管理中大數(shù)據(jù)處理技術(shù)的應用

  2.1智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)的挖掘與采集應用

  由于智能電網(wǎng)具有高度的自動化、實時化功能,所以導致其與傳統(tǒng)的電網(wǎng)建設運營相比,將獲取內(nèi)容量無比巨大的信息數(shù)據(jù),而在智能電網(wǎng)的運行過程中,這些數(shù)據(jù)信息將會影響到其正常的工作,甚至直接關(guān)系到供電的質(zhì)量與安全,如果不能高效、集中地控制、管理這些數(shù)據(jù)資源,將會給智能電網(wǎng)的運營帶來嚴重的阻礙影響。而大數(shù)據(jù)技術(shù)正是一種具有處理信息實時、有效的技術(shù),具有挖掘、采集的應用功效,“大數(shù)據(jù)挖掘與采集技術(shù)的應用主要集中在以下方面。一是在全面的數(shù)據(jù)挖掘中,在智能管理過程中,其主要管理數(shù)據(jù)不僅集中在電網(wǎng)中電力企業(yè)、變電設施等內(nèi)部管理中,同時也表現(xiàn)在與電網(wǎng)相關(guān)的電力用戶、經(jīng)濟發(fā)展乃至自然條件等相關(guān)數(shù)據(jù)有著重要影響?!盵2]為此,大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)可以通過對電網(wǎng)下游經(jīng)濟的發(fā)展狀況進行挖掘處理的方式起到積極效用,為分析電力的使用情況而提供數(shù)據(jù)資料,起到不可或缺的作用。為了確保電力系統(tǒng)運行的安全與質(zhì)量,在運行過程中,智能電網(wǎng)必須采集大量的數(shù)據(jù)信息,不僅如此,其必須確保信息的全面性,而傳統(tǒng)的電網(wǎng)管理對信息數(shù)據(jù)的收集十分有限,數(shù)據(jù)的有限性給后期的分析處理帶來了一定的消極影響。如今,在智能電網(wǎng)的幫助支持下,電網(wǎng)運行過程中的電側(cè)靜態(tài)、動態(tài)信息,輸變電側(cè)等數(shù)據(jù)信息都可以得到完整采集,這種快速的、龐大的數(shù)據(jù)信息采集量目前只有大數(shù)據(jù)采集技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn),這種優(yōu)勢,將成為后期數(shù)據(jù)分析處理的重要基礎。

  2.2新型數(shù)據(jù)庫管理應用技術(shù)

  傳統(tǒng)的電網(wǎng)系統(tǒng)在處理數(shù)據(jù)信息方面存在極為明顯的劣勢,因此,在數(shù)據(jù)信息如此龐大的今天,傳統(tǒng)電網(wǎng)已然不再適應大數(shù)據(jù)處理方面的要求,更缺少足夠的數(shù)據(jù)庫存量來對呈井噴式的信息作出管理的能力。在這種情況下,必須為智能電網(wǎng)的龐大數(shù)據(jù)信息管理選擇更加先進、高效、實時的數(shù)據(jù)庫管理技術(shù),只有這樣,才能有效地提高管理水平,確保數(shù)據(jù)信息的質(zhì)量。不僅如此,在實際應用的過程中,數(shù)據(jù)處理技術(shù)的作用至關(guān)重要,傳統(tǒng)電網(wǎng)系統(tǒng)的信息數(shù)據(jù)處理之所以較慢,沒有效率,恰是因為缺少信息處理的規(guī)律性以及同步性。而現(xiàn)在智能電網(wǎng)的數(shù)據(jù)處理技術(shù)恰好能克服這一問題,通過增加處理節(jié)點的并行方式對管理數(shù)據(jù)實現(xiàn)同步操作,有效地提高了數(shù)據(jù)信息的可用率,保障了數(shù)據(jù)信息的實際效用。

  2.3數(shù)據(jù)處理中的云計算技術(shù)

  “云計算技術(shù)”是近年來剛剛興起的熱詞,是基于互聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)服務增加,使用和交付模式,通常涉及通過互聯(lián)網(wǎng)來提供動態(tài)易擴展且經(jīng)常是虛擬化的資源?!霸啤笔蔷W(wǎng)絡、互聯(lián)網(wǎng)的一種比喻說法,如今,云計算技術(shù)的出現(xiàn)與應用可以實現(xiàn)每秒十萬億次的運算,只有這么強大的計算能力才能滿足日益變化的市場發(fā)展趨勢以及爆炸式的數(shù)據(jù)計算。作為智能電網(wǎng)中大數(shù)據(jù)處理技術(shù)的重要部分,云計算技術(shù)主要被應用在數(shù)據(jù)的計算、分析以及統(tǒng)計階段,其最大的效用主要體現(xiàn)在兩個方面,一是在數(shù)據(jù)信息的計算方面,二是在智能電網(wǎng)的遠程監(jiān)控方面。首先在計算數(shù)據(jù)方面,云計算技術(shù)所具有的無與倫比的計算能力可以幫助智能電網(wǎng)有效地計算內(nèi)部各項數(shù)據(jù)信息,在短時間內(nèi)完成龐大數(shù)據(jù)信息的計算工作,且能夠保障計算的準確性與高效性。這在以往的技術(shù)面前是無法想象的,云計算技術(shù)的應用實現(xiàn)了數(shù)據(jù)信息處理效率與質(zhì)量的新階段躍進,這次質(zhì)與量的提升是跨越性的。在數(shù)據(jù)信息遠程監(jiān)控方面,智能電網(wǎng)的管理區(qū)域?qū)写蠓鹊脑黾?,區(qū)域范圍的增加將導致遠程數(shù)據(jù)監(jiān)控工作具有相當大的難度,如果沒有一種高效的、實時的網(wǎng)絡計算技術(shù)同時跟進,作為有效的技術(shù)支持,那么監(jiān)控工作將難以順利開展。而云計算技術(shù)恰好可以滿足這一點,以其快速、高效、準確的數(shù)據(jù)計算能力在網(wǎng)絡平臺對各項數(shù)據(jù)指標進行實時監(jiān)控,且能夠同步對這些問題進行分析處理,如果在分析數(shù)據(jù)問題的過程中發(fā)現(xiàn)了超出標準范疇的情況,將會及時進行預警并采取相應處理措施,這樣,智能電網(wǎng)在大數(shù)據(jù)處理中的遠程監(jiān)控將得以順利實現(xiàn)。

  3.智能電網(wǎng)中大數(shù)據(jù)技術(shù)的應用現(xiàn)狀以及未來發(fā)展難點

  3.1智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)技術(shù)的應用現(xiàn)狀

  “在智能電網(wǎng)中,大數(shù)據(jù)的產(chǎn)生和存在主要有以下三個方面的原因。一方面是對于電網(wǎng)運行以及設備數(shù)據(jù)方面的內(nèi)容,這方面的數(shù)據(jù)也是智能電網(wǎng)的主要內(nèi)容,第二方面是對于電能的營銷數(shù)據(jù),第三方面是對于電力企業(yè)的管理數(shù)據(jù)?!盵3]而這三者對于我國的電力企業(yè)而言,都是最為重要的部分,如果脫離了這三部分內(nèi)容,電網(wǎng)事業(yè)將無以為繼,一直以來,在這些方面,我國的電力企業(yè)都投注了巨大的人力、物力資源,并耗費了相當多的時間與資金成本,然而換來的結(jié)果不盡理想,對于智能電網(wǎng)而言,數(shù)據(jù)內(nèi)部的層次劃分將成為解決數(shù)據(jù)庫的重點。

  目前,大數(shù)據(jù)的研究和應用隨著全球化進程的加快以及世界領域科學技術(shù)水平的提高而逐漸進入熾熱發(fā)展階段。我國在這方面所呈現(xiàn)出來的態(tài)勢主要體現(xiàn)在大數(shù)據(jù)的控制、管理問題上,然而就某些方面而言仍然存在的巨大的劣勢,比如云計算平臺的構(gòu)建尚有較大的發(fā)展空間,數(shù)據(jù)發(fā)掘及處理技術(shù)的應用尚待提高等。目前,我國在混合計算模式的應用方面取得了一些新進展,有效地促進了數(shù)據(jù)計算的提高,給后期智能電網(wǎng)的運行打開了良好的發(fā)展局面。

  3.2智能電網(wǎng)中大數(shù)據(jù)技術(shù)未來發(fā)展的難點

  3.2.1缺少對大數(shù)據(jù)技術(shù)的認同

  盡管智能電網(wǎng)的運行以及大數(shù)據(jù)技術(shù)的應用已然成為了一個不可避免的新趨勢,但是在我國的電力事業(yè)領域,仍存在大量的傳統(tǒng)企業(yè),其對大數(shù)據(jù)技術(shù)缺少必要的理解與認知。大部分“電力專業(yè)人員對大數(shù)據(jù)的基本概念,大數(shù)據(jù)在智能電網(wǎng)中應用價值的認識不足,甚至存在著一定程度的懷疑。”[4]這種懷疑是缺少客觀性的,因為很多電力專業(yè)的人并沒有將互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、云計算技術(shù)與智能電網(wǎng)的運行發(fā)展有機地結(jié)合起來。只有充分認識到大數(shù)據(jù)技術(shù)的實際效用,其在今后的應用過程中才能被不斷重視,得以有效發(fā)展。

  3.2.2技術(shù)準備與資金投入的有限

  盡管在國內(nèi)外區(qū)域,大數(shù)據(jù)技術(shù)的應用和研究都取得了一些成果,但是從整體發(fā)展趨勢來看,我國智能電網(wǎng)中大數(shù)據(jù)技術(shù)應用發(fā)展仍存在著巨大的局限性,即缺少必要的技術(shù)準備,導致大數(shù)據(jù)技術(shù)只是較為零散地被納入智能電網(wǎng)運行中,而不是以一種發(fā)展戰(zhàn)略的身份整體實施到電網(wǎng)系統(tǒng)的運行工作。因此我國在這方面仍然停留于初期的探索階段而沒有深入實質(zhì),將其化為全局性的戰(zhàn)略內(nèi)容與戰(zhàn)略目標。這種技術(shù)準備上的不足不僅源于我國科學探究水平的有限,更是由于資金投入力度的不足,目前,大數(shù)據(jù)技術(shù)的巨大潛力仍然未被完全挖掘出來,其后市是否具有無比的價值市場尚不得而知,然而很多電力企業(yè)對于未知的經(jīng)濟效益不敢果斷地投入高額成本,以至于大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展缺少主動性、關(guān)鍵性。

  3.2.3傳輸存儲技術(shù)的應用

  信息的高度膨脹,讓信息化技術(shù)的發(fā)展成為了目前的大趨勢,且在電網(wǎng)系統(tǒng)的智能化管理應用方面取得了一定程度上的效果,然而,龐大的數(shù)據(jù)資源對于智能電網(wǎng)的運行而言并非百利而無一害,事實上,數(shù)據(jù)信息的高速膨脹給傳輸和存儲帶來了較大壓力。首先在傳輸方面,由于“在電力系統(tǒng)的運行過程中,需要對各個環(huán)節(jié)的相關(guān)數(shù)據(jù)和設備的監(jiān)測數(shù)據(jù)進行詳細的記錄,這個過程中所產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù),使得監(jiān)控系統(tǒng)承擔著比較大的壓力”[5],為此就要減少數(shù)據(jù)信息的傳輸量,力求提高數(shù)據(jù)信息監(jiān)管控制的效率與質(zhì)量。然而數(shù)據(jù)傳輸量的縮減可利用的策略較少,一般而言,是采取對數(shù)據(jù)信息進行壓縮處理的方式,確保數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量。

  而在存儲方面,數(shù)據(jù)信息量的無限增多也帶來了一些無法回避的問題,在這種情況下,傳統(tǒng)的分布式文件保存方法難以應用在實時數(shù)據(jù)的處理技術(shù)上,這就導致實時數(shù)據(jù)的處理缺少合理的、良好的解決方式。在后期的大數(shù)據(jù)技術(shù)發(fā)展中,將不利于其進一步提高處理信息的質(zhì)量與效率。

  3.2.4實時處理技術(shù)

  電網(wǎng)系統(tǒng)智能化的終極體現(xiàn)即實現(xiàn)了電力系統(tǒng)操作管理的自動化、實時化、智能化、科技化,對于智能電網(wǎng)系統(tǒng)而言,實時化不僅是管理效率的提高,更是監(jiān)控預警的有效保障,如果不能做到實時化,就會導致智能電網(wǎng)的實際效用大打折扣,因此大數(shù)據(jù)的實時處理技術(shù)至關(guān)重要,也將成為后期發(fā)展的一項重點,然而由于大數(shù)據(jù)技術(shù)所涉及的數(shù)據(jù)信息量過于巨大,有時甚至會嚴重超過其處理范疇與處理能力,繼而導致效率下降、時間過長。為此,有效地控制數(shù)據(jù)信息量的增長與變化將是大數(shù)據(jù)技術(shù)發(fā)展的首要解決難題。

  3.2.5可視化技術(shù)的發(fā)展難點

  目前,在智能電網(wǎng)運行中,大數(shù)據(jù)技術(shù)的可視化效果尚未得以全面、有效地實現(xiàn),仍處在前期探究階段,對于智能電網(wǎng)而言,數(shù)據(jù)信息的有效處理顯現(xiàn)在屏幕上,具有可視化功能將是一項長遠的發(fā)展挑戰(zhàn)??梢暬夹g(shù)要建立在集成技術(shù)、交互工具等技術(shù)方法設備完善的前提基礎上,繼而通過高分辨率的圖像顯現(xiàn)得以為用戶提供便利、準確的結(jié)果,從而保障電網(wǎng)質(zhì)量。要想促進可視化技術(shù)的發(fā)展,除了要考慮集成技術(shù)的應用性外,還要加強后期的檢測、維護技術(shù),確保數(shù)據(jù)可視化不會出現(xiàn)任何紕漏。

  4.大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展趨勢

  4.1充分認識大數(shù)據(jù)技術(shù)的重要性

  大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展將隨著電網(wǎng)建設規(guī)模的不斷壯大成為必然趨勢,為此,促進大數(shù)據(jù)技術(shù)水平的不斷提高應成為電力企業(yè)的共同目標,首先電力企業(yè)應對大數(shù)據(jù)技術(shù)的價值意義與長遠作用有著明確清晰的認識,在現(xiàn)代化社會,智能電網(wǎng)運行中的數(shù)據(jù)信息量只會與日俱增,因此,大數(shù)據(jù)技術(shù)是智能電網(wǎng)運行順利的重要前提,數(shù)據(jù)技術(shù)人員必須深知其所具備的關(guān)鍵性,完善各項管理技術(shù),繼而有效提高大數(shù)據(jù)技術(shù)的處理能力,保障數(shù)據(jù)信息的處理質(zhì)量與效率。

  4.2加強數(shù)據(jù)處理的質(zhì)量要求

  智能電網(wǎng)的運行過程中,大數(shù)據(jù)技術(shù)的應用價值主要體現(xiàn)在對信息數(shù)據(jù)處理的高效性、實時性上,如果大數(shù)據(jù)技術(shù)具有的極強信息處理能力用以解決、處理一些無效信息,將導致效率直線下降,為此保障數(shù)據(jù)信息的價值性、有效性將成為提高大數(shù)據(jù)技術(shù)效率的前提。電力企業(yè)應在數(shù)據(jù)處理過程中,對數(shù)據(jù)信息的管理指標進行嚴格的要求,提高數(shù)據(jù)挖掘的質(zhì)量標準,將有助于大數(shù)據(jù)技術(shù)的效率提升,繼而進一步保障數(shù)據(jù)處理的質(zhì)量。

  4.3數(shù)據(jù)可視化

  在大數(shù)據(jù)技術(shù)不斷發(fā)展的過程中,可以將可視化技術(shù)與之進行融合,繼而實現(xiàn)智能電網(wǎng)數(shù)據(jù)可視化功能,利用數(shù)據(jù)庫中的應用數(shù)據(jù)構(gòu)成可視圖像,繼而能夠?qū)?shù)據(jù)信息從不同維度進行觀察、分析、探索。對數(shù)據(jù)資料進行宏觀調(diào)控以及微觀把握,這樣能夠進一步保障智能電網(wǎng)的運行可靠性。

  4.4預測用電量變化趨勢

  在傳統(tǒng)電網(wǎng)應用模式下,數(shù)據(jù)資料的有限難以提供有效的信息,繼而對用電量的變化進行準確地預測分析。然而大數(shù)據(jù)時代背景下,大數(shù)據(jù)技術(shù)的應用發(fā)展能夠為智能電網(wǎng)提供必要的數(shù)據(jù)信息,不僅如此,大數(shù)據(jù)技術(shù)提供的數(shù)據(jù)信息并非龐雜無章,而是經(jīng)過處理的能夠反映數(shù)據(jù)間關(guān)系的內(nèi)容,以此能夠?qū)τ秒娏康淖兓龀鲚^為準確有效的分析預測,進一步強化工作重點。

  結(jié)論

  智能電網(wǎng)的發(fā)展將有效地促進電力企業(yè)的供電生產(chǎn)量提高,保障供電服務的質(zhì)量與安全,為電力企業(yè)的效益增加與長遠發(fā)展奠定堅實基礎。為了實現(xiàn)電網(wǎng)系統(tǒng)管理的智能化、實時化、自動化,大數(shù)據(jù)技術(shù)的應用將具有不可替代的作用,電力企業(yè)應針對其各項問題進一步作出有效處理,使其在電網(wǎng)運行過程中發(fā)揮出更大價值。


本站內(nèi)容除特別聲明的原創(chuàng)文章之外,轉(zhuǎn)載內(nèi)容只為傳遞更多信息,并不代表本網(wǎng)站贊同其觀點。轉(zhuǎn)載的所有的文章、圖片、音/視頻文件等資料的版權(quán)歸版權(quán)所有權(quán)人所有。本站采用的非本站原創(chuàng)文章及圖片等內(nèi)容無法一一聯(lián)系確認版權(quán)者。如涉及作品內(nèi)容、版權(quán)和其它問題,請及時通過電子郵件或電話通知我們,以便迅速采取適當措施,避免給雙方造成不必要的經(jīng)濟損失。聯(lián)系電話:010-82306118;郵箱:aet@chinaaet.com。