数字化背景下电力大数据赋能应急管理的应用研究

摘要：数字化时代，大数据的应用已经渗透到社会生活中的方方面面，电力行业作为国民经济的基础性行业，大数据技术在其中的应用也日益广泛。在此背景下，本文研究了应急管理依托电力大数据的赋能进行创新优化，实时监测电网运行状态、设备性能及电力负荷情况，为应急管理决策提供准确、有效的数据支撑；分析了应急管理对电力大数据的需求，以及如何整合、加工电力大数据与其他相关数据源，提高应急响应、预警预测的效率；通过应用案例展示了电力大数据在应急管理中的实际效用，如实现企业安全生产的监管、提高灾害预警的准确性、优化救援力量和资源的调配。以此为未来电力大数据在应急管理领域的进一步应用提供参考和借鉴。

关键词：电力大数据；应急管理；灾害预警

引言

随着数字化技术的快速发展，大数据在各个领域的应用越来越广泛。特别是在应急管理领域，大数据技术的应用促进了应急管理体系的数字化转型，为应急管理提供了更加科学、高效、精准的技术支持。而电力大数据作为大数据的重要组成部分，在应急管理中的应用潜力巨大。本文旨在探讨数字化背景下应急管理对电力大数据的需求，并分析电力大数据赋能应急管理的应用效果及前景。

1. 电力大数据概述

1.1 电力大数据的特征和价值

类同大数据的通用概念，电力大数据是在电力系统的各个环节（包括发电、输电、变电、配电、用电、调电等）产生的海量、多维度、多时空的生产、运行、经营、管理类数据，具有体量大、数据类型多、价值密度偏低、处理速度快等特征，包括结构化、半结构化、非结构化三种数据类型[1]。近年来，随着国家智能电网和电力数字化建设的推进，以及对大数据技术的推广应用，电力行业积累了大量数据。电力行业广泛使用视频监控设备、音频通信设备等采集数据，出现了数据类型向非结构型及非因果型数据扩展，时间维度向多尺度的流数据扩展的趋势。

电力大数据与社会活动存在紧密的联系，其价值不仅局限于电网内部，更体现在社会进步、行业发展、科学管理等多个层面。因此电力大数据在应用过程中存在着对行业内外能源数据、气象灾害数据、安全生产数据等多类型数据的大量关联分析需求。通过与行业外数据的交互融合，以及在此基础上全方位地挖掘和分析，将会使电力大数据发挥出更大价值。

1.2 电力大数据的收集与管理

当前，电力大数据挖掘进入“复杂再生产”的新阶段。电力行业通过部署大量传感器，实时监测和记录各种电力参数数据，如电压、电流、频率、功率等；通过视频监控设备，监测电力设施的运行状态和周围环境，分析电力设施的运行状态、故障原因；通过音频通信设备监测电力设施运行时的声音信号，获取有关电力设施运行状态的信息等。由此得到的电力数据数量庞大、结构复杂、关系难以梳理，需要提升数据的价值密度。

在进行数据管理时，可利用数据仓库技术（ETL）完成对电力大数据的集成、抽取、转换、剔除和修正，同时为了便于解析，在转换修正时可将多源异构数据转换为特定格式，还可以利用集成管理技术对电力数据资源重构，使其成为使用功能完善的数据集合。采用BP神经网络、模糊逻辑推理等智能算法对电力数据进行分析，找出电力系统实时运行安全情况以及未来变化规律。特别是在对电力行业关联性数据信息进行管理时，可先在日志文件中对HIVE SQL数据进行读取，并将获取到的关键信息分块处理，形成被处理信息的目标、源、逻辑等信息，过程中对数据的流向信息进行记录，组建出数据的关联性[2]。

2. 应急管理对电力大数据的需求分析

2.1 涉电主体繁杂，要求依托电力大数据摸清企业底数

电力是当前社会发展的重要能源基础，生活生产都离不开电力能源，这也导致应急部门对用电企业安全生产监管的难度加大。而随着我国市场经济的日益发展，市场主体数量仍在激增，要想有效对各类市场主体特别是安全生产企业的用电行为进行监管，就需要掌握更为详细的数据，但“数据孤岛”现象的存在，让数据收集难上加难。此外，各类企业经营状态变动频繁，如果单纯依靠人力排查，难以动态更新安全生产监管对象的清单。而借助电力大数据则可以快速掌握企业新增、销户、报停、开工等底数，方便了解企业的运营状况和风险情况。

2.2 安全隐患多样，要求依托电力大数据拓展预警信息渠道

人為因素、设备因素、自然因素都会导致涉电安全事故的发生。经过进一步剖析，其安全隐患往往可能从各类信息中提前得到预警，如企业生产异常波动、线路温度过高、各类不安全用电行为，以及老旧房住人、地下配电房涉水、低洼路灯涉水等不安全场景信息，都可以作为安全预警的依据。对于这一方面，传统应急管理的信息获取渠道比较单一，无法满足应急管理预警需求。而依托电力大数据，在企业用电量异常或出现意外停电的情况下，便可通过数据分析和模型算法对企业是否“昼停夜开”或“明停暗开”等产生自动预警，还可以对地下配电房、低洼路段采用AI积水识别算法，判断积水情况，及时防范安全隐患，达到拓宽预警信息渠道、补齐监测预警短板的效果。

2.3 自然灾害灾情研判，要求依托电力大数据提供技术支撑

自然灾害灾情研判是应急管理的重点，但目前针对自然灾害的应急管理仍然存在不少问题，如隐患监管工作基础薄弱，重特大自然灾害监测预警预报时空精度、预警信息发布时效性不强，应急管理工作机制不健全，特别面对突发的自然灾害事件，基层容易出现指挥失灵、救灾现场忙乱等情况。再从数据层面考虑，基层填报的隐患数据有时不及时、不充分，部门之间的数据又存在信息壁垒，数据共享性不强，这就导致了对各类灾害风险分布情况及极端天气发生的可能性评估研究不足。而研发基于电力大数据的自然灾害灾情研判系统，可以通过分析气象灾害数据实现自然灾害态势影响范围、发生概率、演变过程的预警预测。在应急响应前通过大数据分析预判重点电力故障区域，在应急响应时快速查看、跟踪电网运行，及时响应和处置灾害影响，辅助应急指挥调度，指导救援力量和物资的合理分配。

2.4 应急管理力量不足，要求依托电力大数据提升管理能力

涉电安全管理和自然灾害监测涉及范围广、管理事项庞杂，需要投入大量人力、物力进行管理，但目前应急管理体系仍存在人员基础薄弱、专业技术人才稀缺、监管力量不足的问题。电力大数据技术则能够通过数字化的电力监测网络，整合、建模行业内外数据集合，并结合应急管理领域现有的物联感知设备，实现对电力行业和社会安全状况的实时监测、分析和预警，从而提升管理效能，幫助破解当前应急管理力量不足的问题。

3. 电力大数据在应急管理中的应用

随着数字化技术的不断赋能，电力大数据的作用不容忽视，尤其是近年来我国各地都在积极探索电力大数据助力应急管理的具体路径。电力大数据在危险化学品、烟花爆竹、矿山等高危行业安全生产发挥的成效愈加明显，同时，在监测并接收灾害天气预警信息、调度救援力量和物资分配中也发挥着重要作用[3]。

3.1 安全生产监管

在安全生产领域，根据监管企业分类首先确定监测需求，并选择高危安全生产企业作为试点展开，现场调研企业电力及其他相关信息，包括生产用电情况、重要用电生产线、生产规模、生产规律、特殊作业状况等，结合历史用电数据进行初步分析，验证数据的准确性，从而建立起企业全量用电的台账，然后集成大数据、物联网和人工智能等既有服务，开发企业安全生产用电监测相关电力大数据系统。电力大数据系统可以将企业用电情况通过监测曲线实时展示，并多维度统计分析企业用电行为，实现告警管理模型、企业画像、用电监测、统计报告、查询统计等功能。

以浙江省瑞安市一地为例，全市工业企业火灾中有85%以上与电气故障或用电不慎等用电安全问题有关，当地人身伤亡事故中涉电事故更是占到40%以上[4]。因此，瑞安市供电公司联合当地应急管理局共同打造“电安星”这一安全生产电力大数据分析应用平台。平台通过对接用电客户，摸清企业底数，并以电力波动为切入点，挖掘用电量变化与企业生产状态的内在联系，同时建立企业用电监测风险模型，并结合物联感知技术，得到安全生产综合风险指数，实现智能预警，服务突发状况。“电安星”自上线以来，已经将瑞安市工业企业、老旧房、地下配电房、低洼路灯等纳入实时动态监管，帮助应急部门处置相关安全隐患，切实筑牢了安全防线。

3.2 自然灾害预警

自然灾害对电力安全的影响较大且不可控，应急管理需要加强对自然灾害的灾情分析研判。因此，依托电力大数据资源进行灾害预测预警，可以有效赋能自然灾害应急管理。实现对电力大数据的监测分析，首先，需要扩大数据采集方向，收集、加工气象、水文数据，如气温、湿度、风速、降雨量、气压、水位、流速等，预测未来一周甚至更长时间的天气情况。其次，结合灾害数据，寻找台风、覆冰、暴雨、洪涝等灾害发生的时空规律，估算致灾因子的强度。再次，根据历史数据，找到自然灾害导致的电力信号中断的预警识别方法，评估不同灾害风险下电力设施及用户受损程度和恢复能力。最后，基于电力大数据，研究自然灾害预警等级划分办法，逐步形成预警指标体系，实现对灾情发展趋势的研判。

例如，针对湖南地区入冬后的低温雨雪冰冻天气，湖南电力充分应用了“电网一张图”覆冰模块建设成果，在模块内可以清晰查询电力设备监测装置和监视哨覆冰厚度等数据及现场照片。“电网一张图”利用电力大数据技术实时监测冰情、雪情，动态展现电网覆冰预测，实现了极端天气高效预警。通过该模块，电力部门根据预警详情在寒潮期间有效开展线路抢修及融除冰作业，保障了电力能源供应。

3.3 应急救援和资源调度

在应急救援和资源调度方面，可以挖掘不同用电主体的分布区域、用电时段以及用电聚集度、活跃度等数据。通过分析用电需求，划分受灾情况下灾害救援的重点区域和民生保障的重点区域，灵活调整灾中灾后电网运行方式，保障关键设施和区域的电力供应，并根据受灾区域内的用户用电特征，辅助相关部门找寻合适的救援及物资投放点，支撑应急救援工作。同时利用电力大数据技术，反演灾情发展趋势、影响范围，提高救援效率，优化资源调度。

例如，国网新昌县供电公司开发的“乡村大脑”智慧电力应急响应平台，依托电力大数据赋能了应急救援和资源调度。在极端天气情况下，新昌供电公司会将各供电所、乡镇街道配变停运情况及时更新至“乡村大脑”平台，为政府部门疏散灾区群众提供决策依据，然后运用公司设置在各变电站、电力杆塔等地挂接的视频监控系统，同步公安局、铁塔公司等监控资源，对重点区域进行实时监测，评估救援情况。平台结合各类研判数据及报告，在系统界面中进行告警显示，并同步资源分布，形成资源分布图，进而为电力应急抢修资源调度提供辅助参考，及时为各方救援调拨分配供电、照明、抢险等应急救援资源。在2021年“烟花”“灿都”台风期间，政府部门依托该平台共享水库水位、降雨量、配变停电数据及图像监控信息，指导高风险地区风险研判、开展疏散救援，缩短了平均应急救援时间，保障了乡村居民安全。

结语

综上所述，随着我国经济社会发展，电力大数据将在应急管理方面发挥越来越重要的作用，这就需要各地加强对电力大数据应用系统的开发以及与应急管理业务的结合，从而更深入地挖掘电力领域各维度的数据价值，促进实现应急管理数字化，助力应急管理工作水平的持续提升，为我国应急管理体系和能力现代化注入新的强劲动力。

参考文献：

[1]李红艳.基于大数据的电力数据应用分析[J].电子技术，2023，52（12）：254-255.

[2]胡人卓.基于电力行业的大数据时代下元数据管理方法[J].信息技术与信息化，2020（9）：236-238.

[3]冯双剑.挖掘电力数据资源服务防灾减灾——访应急管理部电力大数据灾害监测预警重点实验室[J].中国应急管理，2022（5）：32-35.

[4]李蓓，傅贤君，戚梦瑶.企业安全生产电力大数据分析系统设计与应用研究[J].电脑知识与技术，2023，19（10）：71-74.

作者简介：陈斯伊，本科，工程师，研究方向：数据资源管理。