面向智能电网应用的电力大数据关键技术论文_孙开宁1,马成林2,徐森3,赵晓晔4

面向智能电网应用的电力大数据关键技术论文_孙开宁1,马成林2,徐森3,赵晓晔4

(123国网新疆电力有限公司;4新疆信息产业有限责任公司)

摘要:智能电网是“可靠、安全、经济、高效、环境友好”的,智能电网逐渐成为现代电网的主流。本文讨论了智能电网的关键技术的运用,希望可以对智能电网的了解和研究有所帮助。

智能电网技术是未来全球的发展目标,无论是在系统的运行、维护和控制方面,智能电网技术都优于传统的电力系统,大力发展和研发智能电网技术将成为国内外的研究热点。

1智能电网与大数据技术分析

1.1 智能电网概述

前提,为了实现能源替代和兼容利用的目的,通过整合系统中的数据信息等手段,进而达到电目前,智能电网尚没有一个统一的定义。但比较公认的定义是:智能电网是以创建开放的系统以及建立共享信息模式为网的运行和管理最优化。为了提高整体电网的综合效率,智能网络的终端设备将用户与用户之间、用户与电网公司之间的网络互动形成瞬时连接,能实时、高速、双向读取各种数据信息。同时,传感器等终端设别也可以对发电、输电、配电、供电等所需的关键设备运转状况实施实时监控和数据的整合。譬如等用电高峰来临时,传感器等终端设备能在不同的区域之间进行及时和合理的调度以平衡供应的饱和和短缺,进而优化管理整个电力系统。此外,智能电网中的智能电表也可以充当路由器进行通信、转播电视和宽带信号。智能电网主要是以物理电网为基础,运用现代先进的通信技术、信息技术及计算机处理技术等,并与控制技术、传感测量技术等相融合与物理电网高度集成的新型电网,其发展为电网用户提供了从组的电力需求,并且在很大程度上保障了电网运输的可靠性和用电安全性等,从而在一定程度上降低了电力成本。从功能上来讲,具有信息处理、分析、集成、显示及安全等功能。

1.2 大数据分类

在智能电网系统中,大数据在整个系统中的各个环节都有应用,具体表现为:电网运行及设备、数据的检测;企业营销数据;企业管理数据。经济社会的不断发展,电网的规模也在不断壮大,输电线路状态检测系统工作中接受、处理数据量也越来越大,这也就对系统数据处理效率和能力提出了更高的要求,输电线路中大数据的处理等,徐涛输电线路状态监测系统提供相应的技术支持,保证监视、控制及运行管理的需要。

1.3 云计算平台分析

云计算平台主要是利用分布式数据存储方案,从而提供高效的查询和计算能力,保持与输电线路状态监测系统、历史存储数据及实时数据的统一等。但是随着系统采集数据量的不断增加,对实时、大量高频数据的采集,云计算平台主要利用分布式的数据存储方式,提供高效的计算能力,与输电线路状态监测系统保持一致。如云计算平台可以采用任意的服务器与PC机构建集群,在不需要满足相同类型服务器的条件下,能充分将当前各地区供电公司闲置的大量服务器资源进行利用,减少建设的成本,并可以借助虚拟机来完成资源虚拟化,从而提升设备的利用率。

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2智能电网中电力大数据关键技术的运用

2.1 ETL关键技术

电力领域智能电网在数据分布上具有分散的特征,数据数量很多,数据类型也较多,这些都为数据处理工作带来了一定的困难。在这种情况下,进行数据处理工作应该要按照标准流程进行规范操作,即“数据集成-抽取-转换-剔除-修止“。电力企业通常将数据仓库技术应用到数据集成上,ETL是“Extract-Transform-Load”的缩写,从中可以看出其包括三个部分,即Extract、Transform和Load,首先是Extract,被叫做数据抽取,就是要将目的数据源系统需要的有关数据从数据源系统中抽取出来;Transform被叫做数据转换技术,用数据抽取技术抽取出的数据根据相关的要求进行转换,将数据变为另一种形式,在这个过程中要对数据源中出现的偏差和错误数据进行处理,要清洗或者加工数据;Load是数据加载技术,就是将上一环节处理好转换好的数据进行加载,之后保存到目的数据源系统内。这一关键技术是智能电网中电力大数据集成的关键技术,将其应用到企业中,需要全面考虑每种因素,在合理考虑后再和多种先进技术进行结合,实现科学的数据集成化,提高企业的发展。

2.2 数据分析关键技术

大数据技术中,核心就是将信号转化为数据,在通过对数据进行处理和分析,将其转化为信息,通过对信息进行提炼,可以得出知识,这为电力企业的决策和行动提供有效参考和依据。因此在大数据时代下,这一技术可以深入巨量的信息数据中,从中找出隐藏的模态和规律,为电力企业决策者提供有效、真实的参考信息[3]。对企业来说,决策非常重要,关系到企业的生产运营,因此只有科学的决策,才能让企业更好的运营,更好的提供服务,为企业发展指导正确方向,实现电力企业竞争力的提高,为企业带来更多的经济利益。例如德国就使用数据分析关键技术,为其太阳能推广提供了有效、科学的决策依据,太阳能的广泛使用可以让电力用户将多余的电能输入电网中,可以有效提高电力企业的经济利益。

2.3 数据处理关键技术

在电力大数据中,使用数据处理技术就是对采集来的数据进行处理,包括分库、分区与分表。数据分库处理就是要按照一定的处理原则将一些利用率高的数据输入到不同的数据库中,这样可以提高数据库中一些数据的利用率。数据分区处理,就是将通表数据有效的载入到不同文件中,可以有效减轻大型表压力,可以提高数据的访问性能,让运行情况更好。数据分表处理,就是按照相关的数据处理原则来建造各种数据表,这样可以减轻单表压力。除此之外,构建并行式和纵列式数据库,可以提高数据加载性能,可以实现高效的数据查询。例如,可以将结构化查询语言和MapReduce进行有机结合,可以加强数据库中数据的处理性能,提高数据的抗压弹性。

2.4 数据展现关键技术

在智能电网电力大数据中,展现数据的关键技术包括可视化技术、历史流和空间信息流,将这三种数据展现关键技术应用到智能电网数据处理中,可以让企业中的管理者正确认识到电力数据的意义和系统运行情况。可视化技术被广泛的应用到智能电网中,用来实时监测和控制电网的运行情况,可以有效提高电力系统的自动化水平。空间信息流展示技术通常体现在电网参数和已有GIS的融合中,例如三维展示技术和虚拟现实技术。在电力配电设备管理中加入GIS应用,可以让电网管理者更加直接的了解到设备的相关情况,为决策者提供实时的地理信息。在变电站工程设计中使用空间信息流展示技术,可以提高工作效率,减少时间,节约成本以及能源,可以给电力企业带来更多的经济利益。历史流展示技术通常会应用到电网历史数据管理和展示中。电力系统只有在充分分析历史数据后才能实现深层次的运用。历史流技术可以实现对电力生产现场的实时监测数据或者电网规划、负荷预测数据等数据走势的预测功能,因此使用历史流展现技术,可以对历史重大事件进行模拟,模拟其发生和演变,可以从中发现其隐藏的知识和规律,可见这一技术具备很大的应用价值。

3结束语

随着我国电网的高速建设和电网体系改革不断取得成果,我国国家电网公司也在这股热潮下迅速地将智能电网的建设提升到战略层面,智能电网必将成为我国电网改革和发展的一个新方向。智能电网对提高电力系统的安全性、能源利用效率、节能减排保护环境等都有其积极的作用,对这项长期的系统性工程不仅相应政策部门要紧密关注,科技人员更要提高重视,让我国在这一领域的关键技术特别是运行的关键技术更上一个台阶。

参考文献:

[1]陈树勇,宋书芳,李兰欣.智能电网技术综述[J].电网技术.2009.04(33).

[2]赵宇海.我国智能电网技术体系探讨[J].科技传播.2012.06.

论文作者:孙开宁1,马成林2,徐森3,赵晓晔4

论文发表刊物:《电力设备》2017年第32期

论文发表时间:2018/4/12

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