淺談電力大數(shù)據(jù)在智能電網(wǎng)中的具體應(yīng)用

摘要：大數(shù)據(jù)時(shí)代對(duì)智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)處理水平提出了全新要求，受多方面的限制當(dāng)前智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)處理技術(shù)還比較復(fù)雜。同時(shí)，在異構(gòu)多數(shù)據(jù)處理技術(shù)、實(shí)時(shí)分析以及可視化分析方面存在一定的缺陷。所以，我們需要要采取措施，進(jìn)一步完善大數(shù)據(jù)處理技術(shù)，以便滿足時(shí)代發(fā)展的需求。

關(guān)鍵詞：電力大數(shù)據(jù)；智能電網(wǎng)；智能電表；應(yīng)用

1電力大數(shù)據(jù)特點(diǎn)

1.1 數(shù)據(jù)量大

對(duì)于電力行業(yè)的數(shù)據(jù)信息來說，較顯著的特點(diǎn)就是數(shù)據(jù)量大，這其中包括生產(chǎn)數(shù)據(jù)、管理數(shù)據(jù)、營(yíng)銷數(shù)據(jù)等等，并且這些數(shù)據(jù)類型中往往還包含著多種多樣的形式，不僅包括數(shù)字、符號(hào)等這些結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)，而且還包括圖像、視頻等這些非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，它們共同構(gòu)成了龐大的電力大數(shù)據(jù)。

1.2 數(shù)據(jù)速率高

在電力行業(yè)的運(yùn)行過程，雖然電力系統(tǒng)擁有龐大的數(shù)據(jù)信息，但是為了系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，還要求數(shù)據(jù)分析處理的速度非?？欤@樣才能滿足社會(huì)對(duì)電力資源的需求。因此，這就要求電力企業(yè)大力普及速度快、智能化程度高的現(xiàn)代化智能設(shè)備，能提高電力大數(shù)據(jù)分析、計(jì)算的準(zhǔn)確性與及時(shí)性，確保電力大數(shù)據(jù)的價(jià)值得到充分的發(fā)揮。

2智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)處理技術(shù)現(xiàn)狀

2.1 復(fù)雜性

智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)處理的準(zhǔn)確性、及時(shí)性、準(zhǔn)確性能夠助推社會(huì)經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)健長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展，因此，我們?cè)谥悄茈娋W(wǎng)的操作過程中肯定不能停留在追求當(dāng)前目標(biāo)上，還要不斷完善和改進(jìn)大數(shù)據(jù)處理技術(shù)，認(rèn)識(shí)到其中的復(fù)雜性。當(dāng)前在諸多領(lǐng)域中大數(shù)據(jù)技術(shù)都得到了較為廣泛的運(yùn)用，同時(shí)也取的較為顯著的效果。由于智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)處理技術(shù)的復(fù)雜性，在使用或是發(fā)展過程中存在著一系列的問題，故而我們要不斷完善，在應(yīng)用過程中借助云計(jì)算減少存儲(chǔ)成本。雖然減少了成本但是在實(shí)時(shí)性方面還存在一定的問題，加之在大數(shù)據(jù)時(shí)代數(shù)據(jù)規(guī)模較大，我們還需不斷加強(qiáng)打大數(shù)據(jù)處理技術(shù)的多樣性。

2.2 云計(jì)算技術(shù)

云計(jì)算技術(shù)可以存儲(chǔ)、處理數(shù)據(jù)，因此在具體的使用過程中具有諸多勢(shì)。在智能電網(wǎng)的運(yùn)行和檢修中有很多的應(yīng)用。如基本數(shù)據(jù)、在線數(shù)據(jù)以及缺陷數(shù)據(jù)等，在處理的上述的時(shí)候還需要要較高的可靠性和實(shí)時(shí)性，受多種因素的限制。當(dāng)前云計(jì)算技術(shù)還在智能電網(wǎng)行業(yè)還處在探索階段。

3電力大數(shù)據(jù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用

3.1 電網(wǎng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)方面

在以往電力系統(tǒng)的運(yùn)行過程中，比較注重的是單臺(tái)設(shè)備的電網(wǎng)監(jiān)測(cè)與診斷，在不同的設(shè)備之間無法實(shí)現(xiàn)測(cè)試數(shù)據(jù)的信息共享，這樣就無法滿足電力企業(yè)和用戶之間的信息交流。[2]通過在智能電網(wǎng)中應(yīng)用電力大數(shù)據(jù)，可以對(duì)電網(wǎng)的狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，準(zhǔn)確分析，很好的實(shí)現(xiàn)了電力企業(yè)與用戶之間的溝通。 

在傳統(tǒng)的電力數(shù)據(jù)計(jì)算中，面對(duì)大量的電力數(shù)據(jù)，計(jì)算起來非常困難，尤其是一些分布的異構(gòu)狀態(tài)的數(shù)據(jù)，無論是在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)或者分析方面，都會(huì)遇到很大的困難。通過電力大數(shù)據(jù)的應(yīng)用，可以非常成功地解決這些問題。與其他行業(yè)的網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)相比，電網(wǎng)大數(shù)據(jù)表現(xiàn)出明顯的易失性、無序性，但是大數(shù)據(jù)的應(yīng)用仍然在智能電網(wǎng)的數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)上發(fā)揮了很大的使用價(jià)值。

3.2 電網(wǎng)損耗監(jiān)測(cè)方面

電力系統(tǒng)是一個(gè)相對(duì)來說比較復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)，因此對(duì)電能損耗的分析也是非常困難的。在電力大數(shù)據(jù)的應(yīng)用下，可以對(duì)電力系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)損耗進(jìn)行實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確的計(jì)算。并且在電力大數(shù)據(jù)準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)的基礎(chǔ)上，能夠?qū)λ须姳頂?shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)合理的建模，對(duì)大量的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行快速地準(zhǔn)確計(jì)算。在智能電網(wǎng)中，利用大數(shù)據(jù)的高速云計(jì)算功能，可以地提高電網(wǎng)損耗數(shù)據(jù)計(jì)算的速度和準(zhǔn)確率。從某種程度來講，大大提高了電力企業(yè)的工作效率。

3.3 電網(wǎng)安全穩(wěn)定分析及智能預(yù)警方面

在傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)模式中，電網(wǎng)的安全穩(wěn)定分析和預(yù)警都是在離線的狀態(tài)下進(jìn)行和預(yù)測(cè)的，所以并不能保證和預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性。大數(shù)據(jù)技術(shù)因?yàn)楸旧砭哂袝r(shí)間和空間上的勢(shì)，在智能電網(wǎng)中應(yīng)用電力大數(shù)據(jù)，可以地對(duì)大規(guī)模的電網(wǎng)進(jìn)行安全分析和智能預(yù)警。并且在電力大數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，能夠?qū)﹄娏ζ髽I(yè)的所有變電站和各級(jí)電力調(diào)度中心的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)共享，這種情況下就大大提高了電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定分析和預(yù)警的能力。

4云計(jì)算大數(shù)據(jù)處理技術(shù)在智能電網(wǎng)中的運(yùn)用

4.1 集成管理技術(shù)

就集成管理技術(shù)而言，在實(shí)際使用過程中，需要對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，在此過程中使用數(shù)據(jù)抽取技術(shù)、數(shù)據(jù)清洗技術(shù)、數(shù)據(jù)過濾技術(shù)。同時(shí)在相關(guān)數(shù)據(jù)抽取過程中采用集成管理技術(shù)，完成數(shù)據(jù)的聚合和集成處理，在所有數(shù)據(jù)處理結(jié)束后，對(duì)所有數(shù)據(jù)的處理結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，保證數(shù)據(jù)后，采取合理的方法進(jìn)行保存。為了保證數(shù)據(jù)的真實(shí)性和質(zhì)量完好，需要注意在數(shù)據(jù)集成前，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗處理。

4.2 傳輸、存儲(chǔ)技術(shù)

在數(shù)據(jù)的傳輸過程中，要將所有需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行抽取和集成，來減輕電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的工作壓力。為了保證智能電網(wǎng)可以將大量數(shù)據(jù)保存到較小空間內(nèi)，首先要提高數(shù)據(jù)的處理質(zhì)量，使用先進(jìn)的傳輸技術(shù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮處理，是繁多的數(shù)據(jù)數(shù)量減少，保證數(shù)據(jù)的傳輸。在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)過程中，大量數(shù)據(jù)的傳輸前可以使用壓縮技術(shù)，以達(dá)到高質(zhì)量的傳輸，提高數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)價(jià)值。

4.3 數(shù)據(jù)分析、處理技術(shù)

為了將原有的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成為的信息，要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，使工作人員通過這些數(shù)據(jù)做出正確的判斷，更好的應(yīng)對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行中的故障問題，目前電網(wǎng)的處理技術(shù)可分為分布式、內(nèi)存式、流處理式三種。分布式處理技術(shù)可以將大數(shù)據(jù)分割成小數(shù)據(jù)，并進(jìn)行針對(duì)性處理；內(nèi)存式處理技術(shù)可以縮短數(shù)據(jù)處理時(shí)間，提高處理技術(shù)的；流處理式處理技術(shù)，可以幫助用戶把握市場(chǎng)的變化情況，對(duì)業(yè)務(wù)的處理有著較好的效果。

5安科瑞變電所電力運(yùn)維云平臺(tái)介紹及選型

5.1 云平臺(tái)概述：

按照電網(wǎng)公司的統(tǒng)計(jì)，10kV及以上供電電壓等級(jí)的工商業(yè)用戶有200萬戶以上，此類“用戶側(cè)變配電所”產(chǎn)權(quán)歸電力用戶所有（工商企業(yè)、住宅小區(qū)、學(xué)校、醫(yī)院等），雖然數(shù)量眾多，但是日常的運(yùn)行維護(hù)工作比較傳統(tǒng)，普遍存在以下痛點(diǎn)： 

人工成本高：人工巡視、紙質(zhì)記錄、電話溝通，缺乏智能化的手段

工作效率低：巡視頻率低、巡檢任務(wù)無法定位、巡檢過程不標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、巡檢缺陷缺乏閉環(huán)跟蹤；

安全隱患：有些用電單位無維護(hù)電工、無法即時(shí)排查電氣隱患、隱蔽工程隱患檢查難等難題；

搶修時(shí)間長(zhǎng)：變電所設(shè)備種類較多，在分布上也比較分散，無法即時(shí)識(shí)別和定位故障信息，需要用戶通知后到現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)；

運(yùn)行大數(shù)據(jù)缺少分析：有些用戶未有數(shù)據(jù)匯總分析平臺(tái)，甚至未安裝電力儀表導(dǎo)致運(yùn)維人員對(duì)現(xiàn)場(chǎng)電力參數(shù)信息不了解，無法確定電力系統(tǒng)是否正常運(yùn)行。

5.2 應(yīng)用場(chǎng)所

5.3 云平臺(tái)架構(gòu)

我司的運(yùn)維平臺(tái)綜合運(yùn)用綜合保護(hù)裝置、多功能電力儀表、母排及線纜測(cè)溫裝置、變壓器溫控儀、視頻攝像頭、水浸煙霧、溫濕度、門磁等多種傳感器接入變電所現(xiàn)場(chǎng)的邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)，經(jīng)邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)將數(shù)據(jù)封裝、壓縮、加密后上傳至云平臺(tái)。實(shí)時(shí)集中監(jiān)測(cè)所有變電所用電情況、調(diào)度運(yùn)維巡檢安排，線上線下聯(lián)動(dòng)；實(shí)現(xiàn)用戶側(cè)變配電所的24小時(shí)無人值守，監(jiān)測(cè)各配電回路運(yùn)行狀態(tài)，即時(shí)定位故障，降低安全風(fēng)險(xiǎn)。通過手機(jī)APP下發(fā)運(yùn)維任務(wù)到人員手機(jī)上，并通過GPS跟蹤運(yùn)維執(zhí)行過程。將企業(yè)集團(tuán)/高等院校內(nèi)廣泛分布的變電所集中管理，提高運(yùn)維效率、提高故障響應(yīng)速度，即時(shí)發(fā)現(xiàn)運(yùn)行缺陷并做消缺處理。為售電企業(yè)提供電能集抄服務(wù)，即時(shí)掌握用戶用電量情況，避免偏差考核；響應(yīng)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的政策，增加客戶粘性，為后期的增值服務(wù)開展做準(zhǔn)備。 

5.4 平臺(tái)功能

5.5 平臺(tái)配置方案

5.6 產(chǎn)品介紹

5.6.1 AM5SE系列微機(jī)綜合保護(hù)裝置

功能：

（1）保護(hù)功能：主變差動(dòng)保護(hù)功能、主變后備保護(hù)、三段式過流帶方向帶電壓閉鎖、三段式過流、零序電流保護(hù)、過電壓、

（2）低電壓保護(hù)、大功率電機(jī)保護(hù)、高壓電動(dòng)機(jī)綜合保護(hù)、PT并列功能、非電量保護(hù)、并網(wǎng)逆功率保護(hù)、檢同期功能 

（3）測(cè)量功能：保護(hù)電流、測(cè)量電流、零序電流、母線電壓、零序電壓4-20MA輸出、直流測(cè)量 

（4）通訊功能：提供RS485通訊接口，RS232維護(hù)接口，IRIG-B對(duì)時(shí)接口、USB升級(jí)接口，RJ45網(wǎng)口接口 

（5）故障錄波功能：保護(hù)動(dòng)作時(shí)觸發(fā)錄波，可以記錄故障前8個(gè)周波后四個(gè)周波的數(shù)據(jù) 

（6）控制回路：自帶操作回路，防跳功能 

（7）GPS校時(shí)功能：提供時(shí)鐘同步接口，接收GPS校時(shí)信號(hào) 

應(yīng)用：

35kV及以下電壓等級(jí)的變配電站及設(shè)備的保護(hù)測(cè)控功能，至少包括35kV進(jìn)線/主變壓器（一般容量2000kVA以上）/PT/母聯(lián)、10kV進(jìn)線/饋線/配電變壓器（一般容量2000kVA以下）/高壓電動(dòng)機(jī)/高壓電容器/母聯(lián)/PT等設(shè)備的保護(hù)和自動(dòng)控制功能

5.6.2 ASD300系列智能操控裝置

功能:

（1）一次動(dòng)態(tài)模擬圖指示及自檢帶電顯示、閉鎖及自檢

（2）核相、強(qiáng)制加熱、強(qiáng)制照明

（3）語音防誤提示

（4）人體感應(yīng)及柜內(nèi)照明、已帶電語音播報(bào)

（5）分合閘、遠(yuǎn)方就地、儲(chǔ)能轉(zhuǎn)換開關(guān)

（6）分合閘回路完好指示/電壓測(cè)量 

（7）預(yù)分預(yù)合閃光指示

（8）斷路器分合次數(shù)統(tǒng)計(jì)

（9）RS485串行通訊接口

（10）開關(guān)柜節(jié)點(diǎn)無線測(cè)溫

（11）全電參量測(cè)量U,I,P,Q,f,PF,Ep,Eq 

應(yīng)用：

35KV高壓及以下中置柜，手車柜，環(huán)網(wǎng)柜

5.6.3 ARTM-Pn無線測(cè)溫裝置

功能：

（1）接收多60個(gè)ATE100/200/300/400 

（2）3U3I電參量測(cè)量

（3）實(shí)時(shí)測(cè)溫功能

（4）RS485通訊接口，通過標(biāo)準(zhǔn)的MODBUSRTU協(xié)議實(shí)現(xiàn)組網(wǎng)功能

（5）具備自檢功能

（6）超溫、高溫、相間溫差報(bào)警、溫度突變量告警功能

應(yīng)用：

變電站、配電室、箱變等

5.6.4 APM810系列多功能電力儀表

功能：

（1）準(zhǔn)確度等級(jí)：有功電能0.5S級(jí)，無功電能2級(jí) 

（2）測(cè)量功能：三相電壓、三相電流、分相及總有功功率、分相及總無功功率、分相及總視在功率、分相及總功率因數(shù)、頻率、需量

（3）電能計(jì)量：分相及總雙向電能、四象限無功電能

（4）電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)：2-63次分次諧波、總（奇、偶）諧波測(cè)量、電壓波峰系數(shù)、電話波峰因子、電流K系數(shù)測(cè)量 

（5）輸入輸出：2路開關(guān)量輸出（選配MD82模塊多可擴(kuò)至8路）及2路開關(guān)量輸入（選配MD82模塊多可擴(kuò)至26路），開關(guān)量輸出可配置為報(bào)警輸出或遠(yuǎn)程，DO用作報(bào)警輸出時(shí)可自由關(guān)聯(lián)報(bào)警內(nèi)容 

（6）SD卡存儲(chǔ)功能：用于電參量、電能、諧波等數(shù)據(jù)定時(shí)存儲(chǔ)，波形存儲(chǔ)等功能

應(yīng)用：

適用于電力系統(tǒng)、工礦企業(yè)、公用設(shè)施、智能大廈等需要電力監(jiān)控的場(chǎng)合

5.6.5 DTSD1352導(dǎo)軌式電能表

功能：

（1）測(cè)量功能：三相電流、電壓、功率、頻率、總正反向有功電能統(tǒng)計(jì)、總正反向無功電能統(tǒng)計(jì)； 

（2）準(zhǔn)確級(jí)精度：有功0.5S 

（3）電流信號(hào)接入：直接接入10（80)A經(jīng)CT接入1（6）A 

（4）電壓信號(hào)：100V380V 

（5）通信：RS485接口，支持MODBUS-RTU或者DL/T645通訊協(xié)議 

應(yīng)用：

適用于和大型公建中對(duì)電能的分項(xiàng)計(jì)量，也可用于企事業(yè)單位作電能管理考核。

5.6.6 ADW300無線智能儀表

功能：

（1）測(cè)量功能：三相電流、電壓、功率、頻率、總正反向有功電能統(tǒng)計(jì)、總正反向無功電能統(tǒng)計(jì)； 

（2）電能質(zhì)量：電壓、電流不平衡度，電壓、電流總諧波及2-31分次諧波 

（3）需量：大電流、功率需量及實(shí)時(shí)電流，功率需量 

（4）準(zhǔn)確級(jí)精度：0.5s級(jí)ADW300外置互感器型1級(jí) 

（5）電流信號(hào)規(guī)格：100A輸入，經(jīng)互感器輸入，5 A二次互感接入 

（6）通訊方式：RS485、LORA無線通訊、NB-IOT無線通訊、4G無線通訊 

應(yīng)用：

ADW300方便用戶進(jìn)行用電監(jiān)測(cè)、集抄和管理，可靈活安裝在配電箱中，可用于電力運(yùn)維、環(huán)保監(jiān)管等在線監(jiān)測(cè)類平臺(tái)中。

5.6.7 ARCM300系列電氣火災(zāi)監(jiān)控儀表

功能：

（1）測(cè)量：?jiǎn)位芈肥Ｓ嚯娏鳌?路溫度、電壓、電流、功率、頻率、功率因數(shù)、視在電能、四象限電能 

（2）保護(hù)：剩余電流、溫度、過流等 

（3）報(bào)警：聲光報(bào)警，支持消音、復(fù)位操作 

（4）開關(guān)量：1路繼電器輸出、4路開關(guān)量輸入 

（5）通訊方式：RS485、NB-IOT無線通訊、4G無線通訊 

應(yīng)用：

適用于智能樓宇、高層公寓、賓館、飯店、商廈、工礦企業(yè)、 消防單位以及石油化工、文教衛(wèi)生、、電信等領(lǐng)域。 

5.6.8 ANET智能網(wǎng)關(guān)

功能：

（1）數(shù)據(jù)采集（支持串口、以太網(wǎng)，只需配置即可兼容支持標(biāo)準(zhǔn)電力規(guī)約的各類儀表） 

（2）數(shù)據(jù)上傳（支持往上海分類分項(xiàng)能耗平臺(tái)、寧夏電力需求側(cè)平臺(tái)、江蘇電力運(yùn)維平臺(tái)、浙江電力運(yùn)維平臺(tái)上傳數(shù)據(jù)）

（3）邊緣計(jì)算（靈活的報(bào)警閾值設(shè)置、主動(dòng)上傳報(bào)警信息、數(shù)據(jù)合并計(jì)算、斷點(diǎn)續(xù)傳、數(shù)據(jù)加密、4G路由） 

（4）遠(yuǎn)程管理（遠(yuǎn)程配置、遠(yuǎn)程升級(jí)、遠(yuǎn)程監(jiān)視） 

應(yīng)用：

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)、能耗系統(tǒng)平臺(tái)、電力需求側(cè)管理平臺(tái)、第三方云平臺(tái)、預(yù)付費(fèi)系統(tǒng)、運(yùn)維系統(tǒng)平臺(tái)、電力監(jiān)控平臺(tái)、能源綜合管理平臺(tái)

5.8 平臺(tái)價(jià)值

為電力運(yùn)維企業(yè)提供線上運(yùn)維服務(wù)平臺(tái)，實(shí)時(shí)集中監(jiān)測(cè)所有變電所用電情況、調(diào)度運(yùn)維巡檢安排，線上線下聯(lián)動(dòng)。

將企業(yè)集團(tuán)/高等院校內(nèi)廣泛分布的變電所集中管理，提高運(yùn)維效率、提高故障響應(yīng)速度； 

響應(yīng)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的政策，增加客戶粘性，為后期的增值服務(wù)開展做準(zhǔn)備；

為售電企業(yè)提供電能集抄服務(wù)，即時(shí)掌握用戶用電量情況，避免偏差考核；

5.9 訪問方式

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5.10 典型案例

6 結(jié)束語

隨著信息科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，大數(shù)據(jù)技術(shù)已經(jīng)在社會(huì)的各個(gè)行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。隨著我國(guó)智能電網(wǎng)建設(shè)的不斷深入，電力大數(shù)據(jù)必將成為服務(wù)電力企業(yè)與電力用戶的關(guān)鍵，將大數(shù)據(jù)技術(shù)引入電力系統(tǒng)建設(shè)具有非常重要的意義。

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