能源互聯(lián)網(wǎng)形勢(shì)下的電力大數(shù)據(jù)發(fā)展趨勢(shì)

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

能源互聯(lián)網(wǎng)形勢(shì)下的電力大數(shù)據(jù)發(fā)展趨勢(shì)

李棟華，耿世奇，鄭建

(北京南瑞埃森哲信息技術(shù)中心有限公司，北京100096)

Development Tendency of Power Big Data in Energy Internet CircumstancesLI Donghua,GENG Shiqi,ZHENG Jian

(Beijing Nari-Accenture Information Technology Center CO., LTD, Beijing 100096 ,China)

摘要：提出了在能源互聯(lián)網(wǎng)形勢(shì)下，針對(duì)電力行業(yè)大數(shù)據(jù)應(yīng)用的發(fā)展方向，提出了一種電力大數(shù)據(jù)技術(shù)框架和關(guān)鍵技術(shù)體系，并定義了其適用的場(chǎng)景和應(yīng)用模式，助力電力大數(shù)據(jù)的發(fā)展研究，提出適用于能源互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境的能源公共數(shù)據(jù)服務(wù)平臺(tái)，作為未來(lái)能源互聯(lián)網(wǎng)的"分析應(yīng)用中樞"，為整個(gè)能源網(wǎng)的運(yùn)行提供必要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐和決策支持。

關(guān)鍵詞：能源互聯(lián)網(wǎng);電力大數(shù)據(jù);能源公共數(shù)據(jù)平臺(tái);智能電網(wǎng);數(shù)據(jù)匯集點(diǎn)

文章編號(hào)：1007-2322(2015)05-0010-05

中圖分類號(hào)：TP391

收稿日期：2015-02-10

作者簡(jiǎn)介：

Abstract：In view of development direction of power big data application in the energy internet circumstances, the technological framework and key technological system of power big data are proposed in this paper, and its applicable scenarios and application mode are also defined, which help for the developing research on power big data. In addition, an energy public data service platform suitable for energy internet environment is put forward to act as a future “analysis-application center” of the energy internet, which will provide necessary basic data support and decision support for the entire energy grid operation.

Keywords：energy internet; power big data; energy public service platform; smart grid; data collection point

0引言

近年來(lái)，伴隨著先進(jìn)的傳感和測(cè)量技術(shù)、先進(jìn)的設(shè)備技術(shù)、先進(jìn)的控制方法以及先進(jìn)的決策支持技術(shù)的應(yīng)用，以智能電網(wǎng)為代表的能源系統(tǒng)得到了大力的發(fā)展，同時(shí)在能源企業(yè)中，已經(jīng)建立了眾多的管理系統(tǒng)，如配網(wǎng)管理系統(tǒng)、能量管理系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)、企業(yè)資產(chǎn)管理系統(tǒng)、停電管理系統(tǒng)、營(yíng)銷管理系統(tǒng)等等，以保證能源網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行可靠、安全經(jīng)濟(jì)、高效、環(huán)境友好和使用安全。

借助信息系統(tǒng)的建設(shè)和智能傳感技術(shù)的充分應(yīng)用，電力行業(yè)所采集收納的數(shù)據(jù)呈爆發(fā)式增長(zhǎng)，現(xiàn)有的傳統(tǒng)數(shù)據(jù)分析方式和方法無(wú)法支撐如此大量、復(fù)雜及快速增長(zhǎng)的數(shù)據(jù)綜合分析，急需引入大數(shù)據(jù)管理來(lái)實(shí)現(xiàn)電力行業(yè)各階段不同應(yīng)用需求的滿足，加強(qiáng)對(duì)信息數(shù)據(jù)的采集、存儲(chǔ)、加工、處理和分析全價(jià)值鏈的處理能力，為管理提升、優(yōu)化整合及服務(wù)轉(zhuǎn)型提供技術(shù)支撐。

有鑒于此，需要針對(duì)于該發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)，提供一個(gè)能源公共服務(wù)平臺(tái)以橫跨當(dāng)前的管理系統(tǒng)和信息系統(tǒng)來(lái)提供分析和優(yōu)化的平臺(tái)功能，對(duì)眾多系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)“物理分布，邏輯集中”的橫向整合與縱向協(xié)同，構(gòu)建系統(tǒng)分析模型，對(duì)已有系統(tǒng)的數(shù)據(jù)和功能進(jìn)行多維度分析、數(shù)據(jù)的深度挖掘和聚類分析，提取各類業(yè)務(wù)規(guī)則，為能源領(lǐng)域各類高級(jí)應(yīng)用提供數(shù)據(jù)以及優(yōu)化和分析的基礎(chǔ)平臺(tái)功能。

1未來(lái)藍(lán)圖與支撐技術(shù)

能源公共服務(wù)平臺(tái)的定位是多元化的數(shù)據(jù)融合與信息展示支撐平臺(tái)，是各方數(shù)據(jù)的匯集點(diǎn)，也是大數(shù)據(jù)分析、信息挖掘和融合的基礎(chǔ)平臺(tái)。能源公共服務(wù)平臺(tái)向下依托大量的采集數(shù)據(jù)源獲取真實(shí)可靠的數(shù)據(jù)，通過(guò)數(shù)據(jù)挖掘、分析和多元信息融合進(jìn)行分類存儲(chǔ)；向上為業(yè)務(wù)應(yīng)用提供可靠的信息源，同時(shí)為各種應(yīng)用開發(fā)提供合理、方便快捷的接口和開發(fā)環(huán)境，作為運(yùn)行控制系統(tǒng)中各類高級(jí)應(yīng)用的支撐。

能源公共服務(wù)平臺(tái)依托物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)技術(shù)，在基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集中采用綜合感知設(shè)備，采集設(shè)備狀態(tài)、環(huán)境、用戶等信息的準(zhǔn)確性和時(shí)效性，及時(shí)監(jiān)測(cè)電能質(zhì)量、環(huán)境的變化及用戶的用電負(fù)荷情況，滿足全面感知的要求；同時(shí)整合多源能源數(shù)據(jù)，通過(guò)交換集成所有的測(cè)點(diǎn)采集與系統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)的來(lái)源渠道包括：

① 電力運(yùn)行、管理系統(tǒng)類數(shù)據(jù)，包括調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)、配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)、用電管理系統(tǒng)、智能電表AMI，GIS地理信息系統(tǒng)等系統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)；

② 能源設(shè)備采集數(shù)據(jù)，包括燃?xì)饩W(wǎng)、熱力網(wǎng)等來(lái)源的信息，如儲(chǔ)能、微燃機(jī)、空氣源熱泵、太陽(yáng)能熱、生物質(zhì)能、電動(dòng)汽車充電樁等信息；

③ 宏觀經(jīng)濟(jì)政策與環(huán)境、氣候等數(shù)據(jù)。包括多渠道數(shù)據(jù)接入、多源數(shù)據(jù)融合與多維數(shù)據(jù)管理功能，并支持系統(tǒng)數(shù)據(jù)與采集數(shù)據(jù)的即插即用。

公共數(shù)據(jù)平臺(tái)的建立，將從數(shù)據(jù)接入、面向開發(fā)、支撐應(yīng)用、服務(wù)用戶等角度帶來(lái)能源互聯(lián)網(wǎng)的創(chuàng)新變革，能夠滿足對(duì)用能產(chǎn)生、轉(zhuǎn)換、輸送、使用、調(diào)度等環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)的集成與管理、計(jì)算與分析以及管理與應(yīng)用，以數(shù)據(jù)即插即用、便捷開發(fā)部署運(yùn)維、高效服務(wù)電網(wǎng)及用能用戶為發(fā)展愿景。

圖1　能源公共服務(wù)平臺(tái)未來(lái)藍(lán)圖

1.1能源公共服務(wù)平臺(tái)架構(gòu)

能源公共服務(wù)平臺(tái)圍繞硬件資源、基礎(chǔ)軟件、網(wǎng)絡(luò)通信、數(shù)據(jù)集成、計(jì)算支撐、應(yīng)用支撐、安全管控等7個(gè)方面，全面深化建設(shè)，構(gòu)建適合多元化的數(shù)據(jù)融合與信息展示的基礎(chǔ)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)能源生產(chǎn)者和能源消耗者的即插即用與協(xié)調(diào)優(yōu)化控制，并實(shí)現(xiàn)與能源互聯(lián)網(wǎng)的交互與主動(dòng)優(yōu)化控制。

硬件資源包括：CPU計(jì)算資源、內(nèi)存與硬盤存儲(chǔ)資源、網(wǎng)絡(luò)帶寬資源，通過(guò)虛擬化的方式來(lái)進(jìn)行靈活擴(kuò)展、統(tǒng)一管理、對(duì)外透明服務(wù)。

基礎(chǔ)軟件主要包括：分布式計(jì)算環(huán)境、分布式數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、平臺(tái)總線3方面的基礎(chǔ)軟件。

為支撐多源大數(shù)據(jù)，面向網(wǎng)絡(luò)通信、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)計(jì)算3大類資源分別作為數(shù)據(jù)的支撐設(shè)計(jì)，數(shù)據(jù)支撐功能包括3大類，分別是：

① 網(wǎng)絡(luò)通信：主要包括滿足海量數(shù)據(jù)通訊的信息傳輸、開放的服務(wù)接口、統(tǒng)一的服務(wù)管理；

② 數(shù)據(jù)集成：通過(guò)通信和集成所有的測(cè)點(diǎn)采集與系統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)組成數(shù)據(jù)海，其中包括多渠道數(shù)據(jù)接入、多源數(shù)據(jù)融合與多維數(shù)據(jù)管理功能，支持系統(tǒng)數(shù)據(jù)與采集數(shù)據(jù)的即插即用；

③ 計(jì)算支撐：主要為滿足大數(shù)據(jù)計(jì)算分析處理的要求，包括數(shù)據(jù)搜索引擎、數(shù)據(jù)處理接口與計(jì)算引擎。

另外，系統(tǒng)考慮各部分的安全系統(tǒng)，重點(diǎn)對(duì)硬件資源、軟件服務(wù)、數(shù)據(jù)的安全做統(tǒng)一的考慮，構(gòu)筑了統(tǒng)一的安全管控體系，為系統(tǒng)的安全提供強(qiáng)有力的保障。其中包括：資源管控、軟件安全、數(shù)據(jù)安全、權(quán)限管理、安全審計(jì)等功能。

通過(guò)整合通信、存儲(chǔ)、計(jì)算資源，對(duì)應(yīng)用服務(wù)提供統(tǒng)一的支撐，滿足接口開放、多樣、支撐大數(shù)據(jù)、人機(jī)物互動(dòng)的特點(diǎn)。

以上共同形成了硬件、軟件、數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)人員四位一體的公共服務(wù)平臺(tái)，能夠滿足對(duì)多源能源大數(shù)據(jù)的支持，又能有力地支撐能源互聯(lián)網(wǎng)的各類應(yīng)用服務(wù)，形成統(tǒng)一的能源公共服務(wù)平臺(tái)。

能源公共服務(wù)平臺(tái)的能源大數(shù)據(jù)關(guān)鍵技術(shù)主要包括：數(shù)據(jù)集成管理分類技術(shù)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)管理技術(shù)、高性能計(jì)算技術(shù)和分析挖掘技術(shù)，具體技術(shù)內(nèi)涵以及范疇參見(jiàn)表1。

能源公共服務(wù)平臺(tái)的大數(shù)據(jù)支撐模塊整體流程包含數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)計(jì)算、任務(wù)調(diào)度、業(yè)務(wù)應(yīng)用4個(gè)階段。圖2是電力大數(shù)據(jù)支撐平臺(tái)架構(gòu)，總體設(shè)計(jì)的主要模塊包括基礎(chǔ)設(shè)施資源管理、結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)處理、非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)處理、歷史/準(zhǔn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分析、電網(wǎng)空間數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)連接器6個(gè)方面，在數(shù)據(jù)計(jì)算引入實(shí)時(shí)計(jì)算、批計(jì)算和流計(jì)算的混合計(jì)算體系架構(gòu)。

圖2　能源公共服務(wù)平臺(tái)總體架構(gòu)

序號(hào)關(guān)鍵技術(shù)技術(shù)內(nèi)涵以及范疇1數(shù)據(jù)集成管理進(jìn)行數(shù)據(jù)的集成管理并為數(shù)據(jù)源提供統(tǒng)一的集成方式。2數(shù)據(jù)存儲(chǔ)管理滿足不同格式、不同訪問(wèn)模式的海量數(shù)據(jù),支持電力大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。3高性能計(jì)算 針對(duì)不同數(shù)據(jù)特性采用不同的計(jì)算分析方式處理。

圖3　電力大數(shù)據(jù)技術(shù)框架

1.2多源能源數(shù)據(jù)集成與服務(wù)技術(shù)

多源能源數(shù)據(jù)集成技術(shù)是構(gòu)筑能源公共服務(wù)平臺(tái)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)的核心技術(shù)，位于平臺(tái)的前端，其核心技術(shù)包括多渠道數(shù)據(jù)接入、多源數(shù)據(jù)融合技術(shù)和多維數(shù)據(jù)管理技術(shù)。

圖4　智能電網(wǎng)多源數(shù)據(jù)集成與服務(wù)技術(shù)

① 多渠道數(shù)據(jù)接入

研究多源數(shù)據(jù)的即插即用接入技術(shù)，實(shí)現(xiàn)電力管理系統(tǒng)類和能源設(shè)備采集數(shù)據(jù)等多類不同來(lái)源數(shù)據(jù)的即插即用數(shù)據(jù)接入。

② 多源數(shù)據(jù)融合

研究面向電網(wǎng)對(duì)象的多源異構(gòu)數(shù)據(jù)集成與管理技術(shù)構(gòu)建大數(shù)據(jù)集成與管理平臺(tái)，形成融合多源數(shù)據(jù)的能源模型庫(kù)，為各類智能電網(wǎng)應(yīng)用提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐。

③ 多維數(shù)據(jù)管理

研究面向智能電網(wǎng)的數(shù)據(jù)、模型、算法、展示共享管理技術(shù)，使得系統(tǒng)的各項(xiàng)應(yīng)用能夠更好地統(tǒng)一集成于平臺(tái)。

1.3能源大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理技術(shù)

智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理技術(shù)提供面向智能電網(wǎng)結(jié)構(gòu)化、非結(jié)構(gòu)化、歷史/準(zhǔn)實(shí)時(shí)、電網(wǎng)地理數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)服務(wù)。

大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理功能的基礎(chǔ)設(shè)施提供資源抽象、資源控制和資源服務(wù)，對(duì)底層資源統(tǒng)一管控并提供統(tǒng)一的管理接口，為上層應(yīng)用提供動(dòng)態(tài)、可伸縮、可虛擬化的計(jì)算能力、存儲(chǔ)能力和交付能力。存儲(chǔ)架構(gòu)中引入分布式體系結(jié)構(gòu)，支持高通量的大規(guī)模數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，提高存儲(chǔ)系統(tǒng)的容錯(cuò)性和可用性。

大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理技術(shù)中可選擇采用大數(shù)據(jù)一體機(jī)等物理層存儲(chǔ)管理技術(shù)，以支持底層硬件和支撐軟件的集成，并就集群管理、熱點(diǎn)數(shù)據(jù)訪問(wèn)、集群任務(wù)調(diào)度、數(shù)據(jù)索引、訪問(wèn)I/O優(yōu)化、遠(yuǎn)程復(fù)制等方面進(jìn)行深度優(yōu)化。

針對(duì)不同類型的智能電網(wǎng)運(yùn)行和分析數(shù)據(jù)，采用適合的數(shù)據(jù)分析處理方案，如非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)基于分布式架構(gòu)，替代現(xiàn)有的盤陣存儲(chǔ)方式，實(shí)現(xiàn)低成本、高效率的海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)并增強(qiáng)可擴(kuò)展性。

1.4高性能計(jì)算與分析挖掘技術(shù)

針對(duì)智能電網(wǎng)實(shí)時(shí)計(jì)算和海量數(shù)據(jù)分析挖掘等不同應(yīng)用需求，構(gòu)建智能電網(wǎng)能源公共服務(wù)平臺(tái)高性能計(jì)算與分析挖掘功能，提供交互式分析、決策參考、趨勢(shì)預(yù)測(cè)和價(jià)值挖掘等4大類能力，為智能電網(wǎng)業(yè)務(wù)需求提供服務(wù)支撐。

在高性能計(jì)算技術(shù)上，遵循計(jì)算、數(shù)據(jù)本地化的原則，綜合MPI、OpenMP、Map/Reduce等并行計(jì)算框架，為能源公共服務(wù)提供高性能計(jì)算支持。針對(duì)龐大的連續(xù)數(shù)據(jù)流處理業(yè)務(wù)，提供流計(jì)算平臺(tái)，對(duì)來(lái)自多種數(shù)據(jù)源實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)流做提取，過(guò)濾，分析，提供面向分布式橫向擴(kuò)展能力，保障計(jì)算過(guò)程中的高可靠性。

在大數(shù)據(jù)分析挖掘上，建立統(tǒng)一的，標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)挖掘平臺(tái)，提供跨業(yè)務(wù)部門的數(shù)據(jù)分享和抽取工具以及數(shù)據(jù)分析和挖掘研究所需要的工具庫(kù)，方便數(shù)據(jù)科學(xué)家和相關(guān)業(yè)務(wù)人員進(jìn)行海量數(shù)據(jù)分析。能源公共服務(wù)數(shù)據(jù)挖掘通過(guò)統(tǒng)計(jì)、在線分析處理、情報(bào)檢索、機(jī)器學(xué)習(xí)、專家系統(tǒng)和模式識(shí)別等諸多方法來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)挖掘目標(biāo)。

1.5能源公共服務(wù)技術(shù)

能源公共服務(wù)平臺(tái)基于平臺(tái)總線，為應(yīng)用的信息交互提供支持，通過(guò)云計(jì)算技術(shù)為應(yīng)用協(xié)同提供支持，通過(guò)應(yīng)用的服務(wù)透明化對(duì)業(yè)務(wù)互動(dòng)提供強(qiáng)大的支持。

能源公共服務(wù)技術(shù)提供基于全局服務(wù)總線的統(tǒng)一服務(wù)平臺(tái)，提供基于標(biāo)準(zhǔn)的松散應(yīng)用耦合模式，實(shí)現(xiàn)可靠、高效的數(shù)據(jù)傳輸以及在應(yīng)用之間傳遞消息功能，提高系統(tǒng)的可擴(kuò)展性、易管理性和易監(jiān)控性，實(shí)現(xiàn)軟件的在線升級(jí)和靈活部署。

統(tǒng)一服務(wù)平臺(tái)應(yīng)屏蔽實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換所需的底層通信技術(shù)和應(yīng)用處理的具體方法，從傳輸上支持應(yīng)用請(qǐng)求信息和響應(yīng)結(jié)果信息的傳輸。統(tǒng)一服務(wù)平臺(tái)應(yīng)提供服務(wù)化的軟件交付功能，支持應(yīng)用動(dòng)態(tài)部署。

1.6大數(shù)據(jù)分析挖掘平臺(tái)與展示工具

隨著社會(huì)對(duì)大數(shù)據(jù)價(jià)值認(rèn)識(shí)的不斷深入，各類信息化巨頭公司或者是購(gòu)買或者自由創(chuàng)建相繼推出了自己的大數(shù)據(jù)分析挖掘平臺(tái)。例如：2013年IBM宣布以17億美元收購(gòu)數(shù)據(jù)分析公司Netezza；EMC繼收購(gòu)數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)軟件廠商Greenplum后再次收購(gòu)集群NAS廠商Isilon；Teradata收購(gòu)了Aster Data 公司；隨后，惠普收購(gòu)實(shí)時(shí)分析平臺(tái)Vertica等。相比較各類商業(yè)化的數(shù)據(jù)分析工具，hadoop作為開源的大數(shù)據(jù)平臺(tái)最為耀眼，目前已經(jīng)得到包括EMC、IBM、Informatica、Microsoft以及Oracle等多加知名企業(yè)的大力支撐。

大數(shù)據(jù)展示方面SPSS是世界上最早采用圖形菜單驅(qū)動(dòng)界面的統(tǒng)計(jì)軟件，它最突出的特點(diǎn)就是操作界面極為友好，輸出結(jié)果美觀漂亮。SPSS采用類似EXCEL表格的方式輸入與管理數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)接口較為通用，能方便地從其他數(shù)據(jù)庫(kù)中讀入數(shù)據(jù)。其統(tǒng)計(jì)過(guò)程包括了常用的、較為成熟的統(tǒng)計(jì)過(guò)程，完全可以滿足基本統(tǒng)計(jì)工作需要。

相比較SPSS，Tableau特點(diǎn)是利用拖拽(drag & drop)的方式來(lái)分析數(shù)據(jù)。點(diǎn)擊相關(guān)數(shù)據(jù)，它就可以快速創(chuàng)建一個(gè)可視化和交互式的分析視圖。數(shù)據(jù)運(yùn)算與美觀的圖表完美地嫁接在一起。它的程序很容易上手，界面上的數(shù)據(jù)越容易操控。

1.7能源應(yīng)用支撐技術(shù)

能源應(yīng)用支撐技術(shù)是能源公共服務(wù)平臺(tái)與上層應(yīng)用之間的橋梁，結(jié)合應(yīng)用需求提供對(duì)上層應(yīng)用的支撐，以更好適配各類應(yīng)用系統(tǒng)。

通過(guò)數(shù)據(jù)模型構(gòu)建生成業(yè)務(wù)分析任務(wù)所需要的數(shù)據(jù)，通過(guò)業(yè)務(wù)規(guī)則管理將業(yè)務(wù)邏輯拆分為多個(gè)計(jì)算機(jī)處理任務(wù)，通過(guò)認(rèn)知計(jì)算將人的任務(wù)分析、識(shí)別、分解、匹配為計(jì)算機(jī)的任務(wù)。實(shí)現(xiàn)人機(jī)自然無(wú)縫交互。通過(guò)數(shù)據(jù)共享服務(wù)為上層應(yīng)用提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)支撐，數(shù)據(jù)流分析提供基本的數(shù)據(jù)分析接口，數(shù)據(jù)人機(jī)展示對(duì)外提供數(shù)據(jù)圖形展示研發(fā)的工具?；谄脚_(tái)總線，為應(yīng)用的信息交互提供支持，通過(guò)云計(jì)算技術(shù)為應(yīng)用協(xié)同提供支持，通過(guò)應(yīng)用的服務(wù)透明化對(duì)業(yè)務(wù)互動(dòng)提供強(qiáng)大的支持。

2應(yīng)用場(chǎng)景

2.1能源信息系統(tǒng)即插即用

能源公共服務(wù)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)多源數(shù)據(jù)分布式集成，并基于公共服務(wù)技術(shù)支持信息系統(tǒng)元件的整合和即插即用。

基于上述技術(shù)，可以根據(jù)需要?jiǎng)討B(tài)組裝形成典型應(yīng)用,系統(tǒng)組裝可靈活配置、互動(dòng)開放、靈活擴(kuò)展。以主動(dòng)配電網(wǎng)運(yùn)行控制為例，以能源公共服務(wù)平臺(tái)整合的電網(wǎng)基礎(chǔ)模型數(shù)據(jù)、調(diào)度自動(dòng)化實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、用電信息采集數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)、GIS數(shù)據(jù)、生產(chǎn)管理數(shù)據(jù)，整合主動(dòng)配電網(wǎng)運(yùn)行控制系統(tǒng)、主動(dòng)配電網(wǎng)態(tài)勢(shì)感知應(yīng)用、主動(dòng)配電網(wǎng)供電品質(zhì)管理功能及可視化展示功能，即可形成主動(dòng)配電網(wǎng)運(yùn)行控制系統(tǒng)。主動(dòng)配電網(wǎng)運(yùn)行控制系統(tǒng)分析產(chǎn)生的數(shù)據(jù)整合進(jìn)入能源公共服務(wù)平臺(tái)，可以進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)與綠色智能小區(qū)能源互動(dòng)系統(tǒng)的集成和整合。

2.2創(chuàng)新用電服務(wù)模式

能源公共服務(wù)平臺(tái)集成了用電信息采集數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)?；谏鲜黾傻挠秒妭?cè)數(shù)據(jù)，結(jié)合用戶信息、地理信息、區(qū)域?qū)傩缘葦?shù)據(jù)，并考慮氣象、經(jīng)濟(jì)、電價(jià)政策等多方面因素，利用分類和聚類方法，對(duì)用戶類型進(jìn)行細(xì)分，建立不同區(qū)域、不同行業(yè)、不同類別用戶的典型負(fù)荷模型庫(kù)，分析各類影響因素與用戶用電行為之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系及其影響機(jī)理，可以實(shí)現(xiàn)用電行為分析、能效管理、需求響應(yīng)策略評(píng)估、電價(jià)政策制定和用戶細(xì)分與定制服務(wù)等創(chuàng)新用電服務(wù)模式，為城市和電網(wǎng)規(guī)劃、 需求側(cè)管理、電價(jià)政策和能效評(píng)估等提供支撐。

2.3下一代能源分析和優(yōu)化管理支撐系統(tǒng)

下一代能源分析和優(yōu)化管理系統(tǒng)建立在能源系統(tǒng)現(xiàn)有的管理系統(tǒng)基礎(chǔ)之上，通過(guò)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)分析、模型構(gòu)建、數(shù)據(jù)挖掘、業(yè)務(wù)規(guī)則整理、認(rèn)知計(jì)算等，挖掘復(fù)雜能源分析優(yōu)化應(yīng)用的共性需求，設(shè)計(jì)具有良好擴(kuò)展性和兼容性的分析優(yōu)化支撐技術(shù)框架，建立面向新一代復(fù)雜能源領(lǐng)域分析優(yōu)化業(yè)務(wù)的通用技術(shù)架構(gòu)平臺(tái)，達(dá)到顯著提升能源系統(tǒng)分析優(yōu)化的效率和性能的功效。

圖5　下一代能源分析和優(yōu)化管理系統(tǒng)

下一代能源分析和優(yōu)化管理系統(tǒng)的功能主要包括有分析優(yōu)化模型構(gòu)建、業(yè)務(wù)規(guī)則管理以及認(rèn)知計(jì)算功能塊。

① 分析優(yōu)化模型構(gòu)建：提供多維分析、數(shù)據(jù)挖掘、聚類分析以及多目標(biāo)優(yōu)化模型構(gòu)建功能，該模型是實(shí)現(xiàn)能源分析優(yōu)化管理以及認(rèn)知計(jì)算的核心數(shù)學(xué)模型。高級(jí)應(yīng)用系統(tǒng)利用構(gòu)建的分析優(yōu)化模型，結(jié)合利用從大數(shù)據(jù)平臺(tái)數(shù)據(jù)源，實(shí)現(xiàn)能源系統(tǒng)的分析和優(yōu)化功能，從而簡(jiǎn)化高級(jí)應(yīng)用功能在分析和優(yōu)化方面的模型開發(fā)任務(wù)，同時(shí)為各類高級(jí)應(yīng)用提供了共享模型源。

② 業(yè)務(wù)規(guī)則管理：業(yè)務(wù)規(guī)則管理是定義、部署、監(jiān)控和維護(hù)業(yè)務(wù)規(guī)則的一組功能，它將業(yè)務(wù)規(guī)則從應(yīng)用功能中分離出來(lái)。通過(guò)將業(yè)務(wù)規(guī)則外部化并提供工具來(lái)管理業(yè)務(wù)規(guī)則，業(yè)務(wù)規(guī)則管理支持專業(yè)人士定義和維護(hù)規(guī)則，從而減少更新生產(chǎn)系統(tǒng)所需的時(shí)間，提高對(duì)變更的響應(yīng)能力。通過(guò)用業(yè)務(wù)規(guī)則將業(yè)務(wù)邏輯提取到業(yè)務(wù)應(yīng)用程序外，開發(fā)人員可以獨(dú)立于應(yīng)用程序來(lái)進(jìn)行業(yè)務(wù)邏輯的開發(fā)和運(yùn)行。業(yè)務(wù)邏輯可在一個(gè)業(yè)務(wù)規(guī)則管理中封裝成決策服務(wù)，而這個(gè)業(yè)務(wù)規(guī)則管理可被應(yīng)用程序和流程觸發(fā)。

③ 認(rèn)知計(jì)算:能源分析和優(yōu)化管理系統(tǒng)中的認(rèn)知計(jì)算充分利用大數(shù)據(jù)資源，模擬能源管理人員的認(rèn)知過(guò)程，用戶不需要提供具體執(zhí)行過(guò)程，認(rèn)知計(jì)算就能夠得出實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)各執(zhí)行步驟，同時(shí)認(rèn)知計(jì)算還能夠充分發(fā)揮大數(shù)據(jù)的優(yōu)勢(shì)，找出數(shù)據(jù)背后的深層關(guān)系，創(chuàng)造更大的應(yīng)用價(jià)值。

3結(jié)論

多元化的數(shù)據(jù)融合與信息展示平臺(tái)是各方數(shù)據(jù)的匯集點(diǎn)，向下依托大量的采集數(shù)據(jù)源獲取真實(shí)可靠的數(shù)據(jù)，通過(guò)數(shù)據(jù)挖掘、分析和多元信息融合進(jìn)行分類存儲(chǔ)，為上層業(yè)務(wù)應(yīng)用提供可靠的信息源，同時(shí)為各種應(yīng)用開發(fā)提供合理、方便快捷的接口和開發(fā)環(huán)境；

① 能量與信息二元融合元件數(shù)據(jù)的即插即用可信接入

能源公共服務(wù)平臺(tái)能夠支持能量與信息二元融合元件數(shù)據(jù)的即插即用可信接入，能夠支持能量直采元件信息的接入與信息系統(tǒng)信息的接入。具有自動(dòng)配置、互動(dòng)開放、靈活擴(kuò)展的特點(diǎn)。從而更好地支撐大數(shù)據(jù)的接入，擴(kuò)展平臺(tái)與支撐應(yīng)用。

② 面向能源互聯(lián)網(wǎng)的多源多類多維大數(shù)據(jù)應(yīng)用開放服務(wù)平臺(tái)

基于多源多類多維大數(shù)據(jù)，為應(yīng)用提供數(shù)據(jù)、計(jì)算、通信的強(qiáng)有力支撐，通過(guò)開放的平臺(tái)總線，基于開放的架構(gòu)，支持應(yīng)用的靈活擴(kuò)展與開放服務(wù)。從而更好地為能源互聯(lián)網(wǎng)眾多系統(tǒng)多樣復(fù)雜應(yīng)用提供統(tǒng)一支撐。

能源互聯(lián)網(wǎng)形勢(shì)下的數(shù)據(jù)應(yīng)用是在公共數(shù)據(jù)平臺(tái)提供的信息源基礎(chǔ)上開展的場(chǎng)景應(yīng)用開發(fā)，從而可以進(jìn)行廣泛的業(yè)務(wù)支撐與應(yīng)用展示。適用于能源互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境的能源公共數(shù)據(jù)服務(wù)平臺(tái)，是未來(lái)能源互聯(lián)網(wǎng)的“分析應(yīng)用中樞”，為整個(gè)能源網(wǎng)的運(yùn)行提供必要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐和決策支持。

參考文獻(xiàn)

[1]王繼業(yè)，孟坤，曹軍威，等.能源互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)研究綜述[J].計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展，2015，52(3)：1-18.

[2]曹軍威，楊明博，張德華，等.能源互聯(lián)網(wǎng)——信息與能源的基礎(chǔ)設(shè)施一體化[J].南方電網(wǎng)技術(shù)，2014，8(4)：1-10.

李棟華(1984—)，男，主要研究方向?yàn)槠髽I(yè)信息系統(tǒng)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)等新；

耿世奇(1977—)，男，研究方向?yàn)殡娏ο到y(tǒng)信息化，E-mail:gengsq@yeah.net；

鄭建(1983—) ，男，工程師，長(zhǎng)期從事大數(shù)據(jù)技術(shù)研究和信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作。

(責(zé)任編輯：林海文)