摘要：经济在不断的发展，社会在不断的进步，随着新能源的大量接入和用户的广泛参与，电网企业的数据呈指数级增长，电网规划部门迫切需要运用大数据的分析手段提高规划决策的精准性。本文以地市供电公司的实体业务为切入点，基于地理位置信息，在数据融合贯通的基础上，运用数据可视化技术多维度动态展示地区电网负荷分布和电网供给能力，辅助规划人员快速发现负荷分布规律和电网薄弱点。运用大数据分析挖掘方法构建基于负荷特性分析的负荷预测模型，支撑电网项目和运行方式安排。打破电网负载问题的单一评价方法，建立可度量的电网综合评价体系及模型，为电网项目统筹提供量化依据。基于大数据的电网规划精益分析平台通过电网负荷可视化展示，有效提升了电网诊断分析效率，运用大数据分析方法提高了地区最大负荷的预测精度，实现了电网问题的数字化评估，提高了电网规划投资决策的精准性。
关键词：数据融合；数据可视化；数据分析挖掘；负荷预测
引言
电力系统在实际工作的过程中，所制造的数据资料、信息非常庞大，并且数据迅速增长，种类非常繁多，这就与大数据的基本特性是一致的。如今电网继续向前发展，体系中的数据源渐渐增加，增长非常迅猛。而在现今的信息时代中，各大企业就更加要继续完善企业自身，构建成熟的电力大数据平台，进而使得数据与信息的意义、价值得到充分体现，借助现代化的科技力量，使得智能电网中电力大数据的处理质量得到极大的提升，进而使得企业能够赢得更大的竞争优势，进而有效推动电网领域的发展与进步。
1基于电力大数据的电网规划简介
电力大数据是基于先进的通信技术、信息技术、计算机远程控制技术和原有的输配电设施，创造出实现智能电力的新型电网。在我国的一些大中城市，电力大数据被广泛用于提高资源利用效率，减少环境负面影响，提高客户用电的可靠性和安全性，提高效率。通过高效率的电力传输，使电力消耗得到了降低，起到了积极作用。基于大数据的电力自动化应用控制技术和数字信息技术的发展，实现了从发电到功耗的双向通信。同时在优化发电方面，在输电和电力利用方面发挥着重要作用。
2平台设计与实现
2.1技术架构
本平台在技术实现上遵循国网公司大数据技术平台统一技术规范，基于国网统一大数据技术平台进行实现，具体技术架构设计参考如图1所示。（1）数据层，实现海量、多源、异构的电网规划精益分析相关的设备、运行、外部等给相关数据的接入，融合与治理；（2）存储层，利用大数据存储技术，实现结构化和非结构化数据的存储；（3）计算层，利用各类算法与工具，实现数据挖掘、数据架构及数据搜索；（4）展现层，使用前端可视化工具，实现数据可视化分析与展示；（5）应用场景，基于大数据平台，实现负荷动态分布与预测、电网供给能力的时空可视化分析与展示、电网问题自动诊断评价分析等具体业务场景应用。
2.2负荷分布与预测
1）历史负荷分布分析通过遥测数据计算主网220kV和110kV变电站最近3年最大负荷及主变负载率、每年最大负荷日时变电站负荷及主变负载率、主网输电线路开关最近3年最大负荷及负载率、主网输电线线路每年最大负荷日线路开关负荷及负载率、专线客户历史负荷。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆结合实际网架地理位置，基于地图通过颜色可视化展现主网网架重要时刻负荷分布情况及点击展示详细信息，可动态切换历史重要时刻进历史网架负荷状态展现。2）负荷特征模型分析对电网历史运行数据、温度、工业/商业/居民比例关系、行业特征及其他关联信息，利用不同的数据挖掘算法建立负荷特征模型库，实现基于参数模型的负荷特征分析。3）增量负荷预测分析在存量负荷特征模型库分析基础上，结合业扩报装信息（包括：报装容量、电源点、行业、预计供电时间等），建立新增负荷发展分布模型，精益化增量负荷的分布和预测。4）综合负荷预测分析结合负荷特征模型、增量负荷预测，构建基于分区的综合负荷预测分析。5）电网供给能力时空可视化1、容量接入能力分析通过变电站归属区域、变电站总容量、变电站最大负荷、主变负载率、输电线路负载计算区域的容载比及变电站主变的负载率来反应当前电网的容量接入能力并基于地图展先区域容载比大小、主变负载水平、线路负载水平。2、接入资源分布分析基于地图分区、分电压等级分析当前电网的已有接入资源情况、已用接入资源情况、剩余接入资源情况3、存量大客户容量分布分析存量工业用户合同容量基于地图进行容量分布分析展现。4、增量大客户容量分布分析当年截至目前的业扩报装大客户容量分布分析展现。5、潜在用电大客户分布分析根据业务部门提供潜在用电客户信息，基于地图分析潜在用电用户分布分析。
2.3关键技术及创新点
（1）构建了基于负荷特性分析的负荷预测模型。集成用户容量、负荷、业扩、气候、经济、人口等数据，通过二叉树、聚类、熵值分割、最小二乘法、回归等算法设计，挖掘负荷影响因子和影响系数，构建了基于分类用户容量与饱和负荷关系系数、负荷成长周期、温度影响系数的变电站负荷预测模型以及基于基础负荷、高温持续天数和平均温度、时间序列的统调负荷预测模型。（2）实现了电网供给能力的时空可视化展示。集成电网台账、运行、用户、需求、地理位置等数据，综合运用多图联动、空间可视化、时间过程动态、颜色可视化、图形对比、热图等大数据可视化分析方法，通过合适的可视化组合设计，直观动态地展示电网资源、负荷分布、电网供给能力，辅助业务人员发现负荷分布和变化规律，为规划方案制定提供可视化支撑。（3）建立了电网问题自动诊断评价模型。集成电网台账、负荷、业扩、温度数据等，选择基于半监督学习和随机森林的Co-Forest算法，分析重过载、轻载问题与最大（平均）负载率、负载率越限时间和频次、温度、负荷特性等的关联关系，构建电网的重过载、轻载判别模型，建立考虑负荷自然增长、成长周期和饱和系数的电网重过载预测模型，为电网规划项目的计划统筹提供量化依据。
2.4基于大数据的电网规划评估
城市电网规划系统将有效地帮助规划者掌握现有的电网和城市发展，提供充分的原始规划和设计信息。为规划决策提供科学的评估方法和标准，完善网络规划和规划管理。城市电网规划系统可以有效管理规划设计数据，减少冗余设计和数据输入，提高电网规划和管理的效率和质量，节省人员成本，取得显著的经济效益。随着城市地理信息的引入，城市电网规划系统可以一目了然地看到电网的实际情况，充分利用电缆沟等现有电厂，减少电网建设中的城市道路交通堵塞，对居民日常生活产生积极的影响，获得一定的社会效益。
结语
本文通过对电力大数据研究与应用以及电网规划精益分析的背景进行分析，结合“大数据”和“互联网+”时代的新要求，对基于大数据的电网规划精益分析平台的功能定位、数据融合和功能需求进行深入分析，从技术架构、功能架构、关键技术及创新点等方面对平台的设计与实现进行了深入的研究，通过负荷动态分布与预测、电网供给能力可视化展示、电网问题自动诊断等典型业务场景的研究过程、业务成效的深入阐述，表明基于大数据的电网规划精益分析平台为电网规划实际应用与提升电网规划效率等方面效果显著，具有重要的参考价值。
参考文献：
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［3］张凌云，肖惠仁，吴俊豪，等.电力系统负荷预测综述［J］.电力大数据，2018，21（01）：52－56.
论文作者:王军,杜娟
论文发表刊物:《防护工程》2019年第3期
论文发表时间:2019/5/24
标签：电网论文; 负荷论文; 数据论文; 负载论文; 电力论文; 模型论文; 变电站论文; 《防护工程》2019年第3期论文;