智能电网环境下的用户需求分析

徐 昊

（深圳供电规划设计院有限公司 配电部，深圳 518054）



智能电网环境下的用户需求分析

徐 昊

（深圳供电规划设计院有限公司 配电部，深圳 518054）

摘 要：随着当今社会信息化的发展，智能电网研究领域的活跃。在云计算，物联网纷纷落地生根，平民大众化的走入千家万户，智能电网也逐渐走入公众的事业中来。电网设备数字化，智能化意味着电力受益者民众的用电数据将成为信息并被记录下来。在大数据通吃一切的今天，有效的利用智能电网的用户数据为居民改善生活条件有着重要的意义。

关键词：智能电网；用户数据；数据存取

1　概述

智能电网是电气工程与自动化结合发展的产物。智能电网利用通信、计算机、自动控制及电子电工传感技术的集成，渗透在供电系统、电网运维、入户用电和电材市场等各领域方面，在尽可能提高电力系统各组成模块的高效性、降低管理成本；提高电气系统的可靠性和稳定性。智能电网的目标是：电力系统整个生产过程中发电、输电、变电、配电、用电及调度等数据记录并可控。智能电网普及的关键是国家电网设备的智能化，经过基础设施替换之后的智能电表数应符合：采集、存储、传输等功能，以便后期的分析和数据挖掘处理工作［1］。

智能电网是大数据的重要组成部分也是我国现代化信息产业发展的趋势，智能电表入户和电力通信的商用，电力网络系统产生了完全不同于电子商务、通信等领域的海量信息数据，怎样从这些数据提取有用信息为我国电网事业宏观规划调整献计献策，是智能电网分析者面临的巨大挑战；

2　遇到的问题

国内电网的传输通信线路网络系统仍然存在问题，兼容性、信息记录格式、存贮手段尚未统一，数据的整理、清理噪音、重复、冗余等前期重要但成果不明显的现象令数据研究者望而却步；人为方面，发电厂与电力局在智能电网大数据的理解视野，战略部署和开发认知方面的观念不同，观念的鸿沟没共识；固件上，电力系统领域注重电力的安全性能和耐久性，而有感应传感的智能器材不被看好，电料供应商不愿扩大转产，在原有产品上享受既得利益，所以大数据在电网领域的智能器材的全面推广困难重重，收集起来也是“百花齐放百家争鸣”的局面。即使投入电力系统科研人员突破电力大数据的壁垒，但在传统观念电力系统的庞大分支下显得过于渺小和重视度不足。

2.1 数据特点

随着电网领域信息智能化涉足于千家万户的建设和应用，电力数据的存量和类别急速飞涨，这些数据称之为—智能电网大数据。根据记录下来的数据的来源，智能电网大数据可分为两类：一类是电力系统输电网络内部数据；另一类是电力系统输电网络外部数据。这种工业数据与商业数据的不同点是大量重复着一种的数据，在很长时间内才会有波动起伏，偶尔有数据异动在短时间的观察范围不能说明一定的问题而且这些数据的采样频率与生命周期彼此不同，从微秒级到分钟级，甚至到年度级。

2.2 克服的障碍

2.2.1 传统观念

电力系统有着复杂的历史背景硬件组成部分，电力专业人员多数沉迷于硬件的设计集成开发等领域，对大数据的应用价值的认识不足，甚至存在一定程度的顾虑和怀疑。

2.2.2 技术基础

虽然国内外已在大数据方面取得了一定的成就，但是主要集中在电子商务领域，在国家电网等产、运、维一体的电力系统领域并未贯通于各个部门、各个产业链条的大数据研究机构专注于此，只是停留在初期探索阶段。

2.2.3 资金流入

大量的资金和技术投入到了电力信息智能化的硬件替换普及推广中，对于软实力的大数据应用获得的效益尚不明确，投入资金大，见效期慢，战略层决策者很难产生业绩所以很难背水一战，放手一搏。

2.2.4 通信架构

当前电力系统有属于自己的一张通信网络，而现有的信息通信架构并不是以大数据的发展为构架而建立，某些功能受到制约，实现数据上传的网络自由度受阻。

2.2.5 数据存取。

数据的有效使用分为存和取，存取的离开不了硬件的坚实基础作为支持，而硬件存储是分散式入户存取还是集中数据中心存储，或者是分布式存贮还是云存储都是需要决策取舍的，数据由哪方负责管理提取和读取时间网关等瓶颈处处掣肘。

2.2.6 技术门槛

智能电网大数据是电力电气技术、电子电工技术、计算机技术的相切圆结合体，因而全面的跨领域人才储备培养不足。

2.2.7 隐私危机

电力数据记录性评估数据如：三峡水电站涡轮机组数据，核电站等涉及国家安全层面国际博弈战略层面数据，不能对外公开提供研究，内部专家又无法有效利用这些数据。

2.3 数据获取

数据挖掘的前提是数据的获取，最重要也是最繁琐最不被人重视的就是智能电网数据获取，我国地域辽阔，地理环境复杂，城市发展速度，乡镇规模有所差异，东部人口密集，西部稀疏。挖掘并获取智能电网数据一定要广而全面，不能仅仅为了容易获取而用城市数据取代。电力系统智能化的铺设至千家万户是住户的用电信息状态变化的第一时间感知。电网的普及远远超过互联网的普及。在24×365的全天候设备运行，配电站，传输输送，降压等运行过程中数据以秒或者毫秒为单位的产生并迅速积累，如各种通断电，变压、电流提升下降、检修和短路报警数据等，庞大的数据无法直观获得任何利益价值，作为异常检测分析也会将正常运行的数据屏蔽废弃掉或被覆盖替换掉。即便是在遥远的山区大漠戈壁，只要有人的地方就有电网，却未必有互联网。百姓用电量长期以来主要作为负荷统计和计费的依据而存在，百姓居家生活中一些看似无用随意的数据仍有潜在价值。例如：而通过智能电表就会发现它与住房空置率之间的联系；家用电器的用电信息不仅是对当地经济水平的记录，还是用户行为聚集迁移人口密度等社会学问题极具参考价值的数据说明。智能电网大数据分析挖掘会预测用户用电高峰，为地方政府制订更为合理的供电方案，为国家宏观经济调控的制定发挥着重要作用。

3　智能电网应用领域

3.1 分析和决策

电力是国民经济生产发展建设、人民群众安居乐业稳定生活的必要保障。宏观经济运行依靠电力的指针作为衡量参考标准。居民、商业、工矿企业等耗电用电能是我国经济的发展状况与趋势的直接客观反映。智能电网的前沿哨所—智能电表和信息采集传感系统，可统计当地居民用电信息。用电信息采集系统所储存积累的电量浮动数据，经过大数据技术处理的数据清洗、数据集成、数据变换、数据脱敏、数据演绎。实现多维度挖掘分析、历史电量数据可视化图标对比、经济数据预测分析等大量数据有用信息提取工作。对家庭用电量数据从社会角度分行业、分区域、分收入等多维度类别展开统计分析工作，不留死角地获取全社住户行为规律，出行时间入住时间，用电习惯，甚至可以根据用电量推断家电种类。可以将小区，楼栋，楼层横向纵向比较，差异性分析，人口密度分析，制定合理的人口户籍政策，疏散城区密集人口，商户等都一一关联规律得出有数据支撑的严谨可靠结论。全社会市农工商业发展状况尽收眼底，用电信息指标衡量比互联网，移动通信两者数据收集更全面更彻底。

3.2 行业分析

通过不同行业分析：农业大棚供电水里灌溉与市场农产品价格、工业能耗与GDP产出，家庭电气供暖与集体供暖的博弈，可为政府宏观经济制定的参考来源，优化产业结构，合理有效能源产出消耗节能减排补贴依据等政策做依据。也可为政府开展智慧城市合理部署交通路灯等便民电力设施提供最优策略实施。根据不同的地域气候条件（如高寒、干燥地带，高温地区）用电设备的电量出现时间、区间判断用电量影响因素，对于受气温影响的电器设备如热水器、冰箱、空调等家庭必备产品耗能与企业承诺达标变频节能相监督，并需分析其对天气的依赖性。根据所得数据建立不同年份相同时间点的聚合图，可得到某区域地理信息和气候变化等自然灾害的预测。

4　结语

（1）智能电网是大数据领域的重要数据来源。数据挖掘技术的电网领域跨越是现存知识难以预测想象的。继通信网络，计算机网络，智能广电网络第四大产生数据的智能电网的崛起。不仅可以充分利用电网自身产生的数据，还可以纵向对比连接互联网数据，大力提升电力的发展和运营水平，提高电力服务与全社会、服务于人民大众的核心价值地位。

（2）电力领域学者应紧跟信息时代步伐，改变传统固件创新升级的思路，有效利用伸手可及的电力数据，开拓创新，做好思想和技术上的储备。

The User Requirements Analysis Based on the Smart Grid Environment

Xu Hao
（Shenzhen Power Supply Planning Design Institute Corporation Limited Power Distribution Department，Shenzhen 518054，China）

Abstract:With the development of today's society informatization，research is meanfull in the field of smart grid. In cloud computing，Internet of things fall to the ground to take root，popularization of civilian into homes，a smart grid also gradually into the public. Digital power grid equipment，intelligent means that power will become the beneficiaries of electricity data information and be recorded. In all big data winner-take-all today，effective use of the smart grid user data for residents to improve living conditions have important significance.

Key words:the smart grid；user data；data access

作者简介：徐昊（1990-），男，宁夏银川，本科，助理工程师；研究方向：配电网自动化工程设计。