大数据技术在电力系统中的应用

迟克寒 郝成亮 臧洪睿 马旭东 王天琰

摘要：大数据作为技术概念逐渐得到了世界各国的认可和重视。因智能电网和能源互联网的快速发展，在技术应用、服务模式和发展理念方面，传统电力系统均发生了很大的变化。电力网络设备和用电设备普遍分散化、小型化和智能化特征，使得电力系统运行和控制信息均呈现出快速增长趋势。而承栽这些信息的数据量也将呈现出指数型增长，并凸显出大数据特征。在此背景下，本文在概述大数据和电力大数据的基础上，分析了大数据技术在电力系统中的应用，并探讨了大数据技术给电力行业带来的挑战。

关键词：大数据技术;电力系统：应用;挑战

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2020）05-0104-01

0引言

因电力系统规模的不断扩大，可再生能源发电渗透率的增强和电动汽车的快速发展，能量和信息之间的双向流通的智能电网开始出现。国家电网与南方电网公司等在智能电网、网络安全、用电能效等不同领域方面的大数据研究，进一步推动了大数据技术的发展。与此同时，外国针对智能电网大数据方面的研究也呈现出增多的趋势。大数据技术在电力系统中的应用，通过对用户的用电行为进行分析，可以更好的帮助消费者来调整自身的用电行为，通过对电力使用情况进行规划，进一步提升资源的利用效率。

1大数据概述

1.1大数据定义

大数据又被人们称之为巨量资料，主要是涉及到了庞大的数据资料规模，很难在合理的时间内通过当前的主流软件工具对其进行掘取、管理、处理并整理成帮助企业经营者决策的信息。大数据具有四方面的特征：大量、多样、高速、价值，并简称“4V”特点。

1.2大数据技术简介

现阶段，在对大数据进行处理的过程中，最为流行的计算架构是Apache基金会所开发的Hadoop分布式系统基础架构。用户在对分布式底层细节不了解的情况下，可以对分布式程序进行开发。在高速运算和储存的过程中则是对集群的能力进行了充分利用。其中HDFs和MapReduce是Hadoop架构的核心组件，且还有其他优秀的组件存在于Hadoop生态圈内，这里重点介绍一些重要的组件。

2电力大数据概述

2.1电力大数据特征

通常睛况下，电力大数据主要是指在电力行业中发电、输电、配电、变电、用电、售电、调度不同环节中产生数据信息的总称。电力大数据包含了大数据的所有特征，包括数量庞大、数据类型多、处理速度快、数据准确、数据价值五方面的特征。

2.2电力大数据技术

2.2.1电力大数据存储

因电力大数据存储量的增加，非结构化数据的存储和在低廉硬件设备上部署存储方案将是当前面临的两个问题。Hadoop大数据架构的出现，有效弥补了大数据时代数据存储和计算方面的不足。Hadoop生态系统中的Hive组件则能实现电力大数据结构化数据的存储。

2.2.2电力大数据计算和可视化

借助于Hadoop中的MapRedu∞計算框架和Spark分布式计算框架可对大数据进行分布式计算，数据挖掘技术主要对大量数据进行分析，找出数据分布规律，步骤主要有数据准备、规律寻找和表示三个。可视化方法现已被证明是解决大规模数据分析最为有效的方法，并在实践过程中得到了广泛应用。通过可视化方法，借助于相关的算法可以将数据以图片的方式展现出来，可快速实现数据的观察和定性定量分析。

3大数据技术在电力系统中的应用

3.1在谐波治理中的应用

大数据技术的进步和完善在很大程度上促进了电力大数据的发展，并在电网故障诊断、电力风险评估等方面得到了广泛应用，为确保电力系统安全、稳定的运行提供了强有力保障。

3.2在电力规划中的应用

因电力行业的快速发展，在电力行业中发电、输电、配电、变电、用电、售电、调度不同环节中产生了大量的TB级数据，能否对数据进行及时采集、分析和处理对电力行业提出了更高的要求。因此，应将大数据技术引入到电力规划中，进而实现空间负荷、用电量的预测及关联分析多项指标。

3.3在政府决策中的应用

作为承载能源和用能两大主体的载体，电网同很多因素相关联。电网企业可以为政府部门了解社会各个行业的发展状况、产业结构布局、未来经济发展等的预测提供数据支撑。

4大数据技术给电力行业带来的挑战

4.1数据质量方面的挑战

收集海量的信息数据是大数据技术的先决条件。结合当前电力系统实际，不难发现自动化设备还没有完全在整个电网范围内实现普及，部分老旧的厂站和线路上布设的相关电气设备还没有自动化功能，相关人员很难第一时间来采集信息，此时的数据分析准确性和实时性不能得到保证，会在很大程度上影响电力大数据技术的应用。

4.2数据分析与处理方面的挑战

当前，电力行业中涵盖的数据量极为庞大，相较于外国发达国家，我国在对数据进行分析和处理时的能力还较为薄弱，大都处于数据的录入和查询等较低的级别，很难深入挖掘数据潜在的价值信息。

5结论

我们正处于一个变革的时代，在新的能源变革、工业革命和“互联网+”行动计划带来的社会变革中，电网企业担当着重要角色并面临着转型发展的机遇。大数据演化着一场模式与价值功能的重构，为智能电网、全球能源互联网的发展提供了新思路、新方法和新的解决方案，也为我国电网企业赶超国际先进水平，在应用领域采取跨越式的方法吸收创新，提供了新的机遇。可以预见，电力大数据将迎来最好的时代，成为产业风口。这需要我们积极面对，需要得到强烈认知和战略上的认同，从而推进大数据从概念走向现实。