陽(yáng)書擁

【摘要】 電力通信平臺(tái)的高效性和安全性關(guān)系到社會(huì)基本民生問(wèn)題，因此，無(wú)論是在我國(guó)還是在國(guó)際上，“如何進(jìn)一步推動(dòng)電力通信平臺(tái)的發(fā)展”一直以來(lái)都是相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜覍W(xué)者熱議的問(wèn)題。高效智能的自動(dòng)化電力通信平臺(tái)能夠有機(jī)聯(lián)合智能電網(wǎng)系統(tǒng)中的各個(gè)模塊，從而確保智能電網(wǎng)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。目前我國(guó)電力通信平臺(tái)更注重高效性而忽略智能化，因此智能化管理很難實(shí)現(xiàn)。本文將在大數(shù)據(jù)概念基礎(chǔ)之上，具體分析構(gòu)建面向大數(shù)據(jù)的電力通信平臺(tái)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】大數(shù)據(jù) 電力通信平臺(tái) 設(shè)計(jì) 實(shí)現(xiàn)

一、電力通信平臺(tái)概述

2016年是“十三五”開局之年，是我國(guó)能源產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、能源消費(fèi)轉(zhuǎn)型的攻堅(jiān)之年，更是電力體制改革穩(wěn)步推進(jìn)之年。電力行業(yè)作為關(guān)系到國(guó)家能源安全、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會(huì)穩(wěn)定的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，深化電力改革、推進(jìn)能源革命意義重大，影響深遠(yuǎn)。隨著我國(guó)電力事業(yè)的不斷發(fā)展，電網(wǎng)覆蓋面的不斷深入和擴(kuò)大，智能化電力通信平臺(tái)的構(gòu)建工作迫在眉睫。電力通信平臺(tái)同電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)、繼電保護(hù)及安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)一起構(gòu)成電力系統(tǒng)的三大組成部分，是保證電力系統(tǒng)穩(wěn)定、安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行不可或缺的三大支柱，更是電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)市場(chǎng)化和管理現(xiàn)代化的基礎(chǔ)。而智能化電力通信平臺(tái)的構(gòu)建能夠讓面向設(shè)備的人工管控方式轉(zhuǎn)變?yōu)槊嫦蛳到y(tǒng)的自動(dòng)管控方式。由于電力行業(yè)是一個(gè)對(duì)安全性、可靠性、準(zhǔn)確性和快速性要求極高的行業(yè)，而我國(guó)又對(duì)電力行業(yè)予以高度支持，因此，具備發(fā)展通信特殊資源優(yōu)勢(shì)的電力公司都會(huì)獨(dú)立自主的構(gòu)建電力通信平臺(tái)。

二、電力大數(shù)據(jù)概述

大數(shù)據(jù)是一個(gè)籠統(tǒng)的概念，不同行業(yè)的大數(shù)據(jù)涉及的內(nèi)容也不一樣，而電力行業(yè)大數(shù)據(jù)則主要指發(fā)電、輸電、變電、配電、用電和調(diào)度各個(gè)環(huán)節(jié)中涉及到的數(shù)據(jù)資料總和，是跨專業(yè)、跨單位、跨業(yè)務(wù)的將一些不可視的數(shù)據(jù)進(jìn)行充分挖掘和分析，再通過(guò)技術(shù)手段轉(zhuǎn)化為可視化數(shù)據(jù)，對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行智能化調(diào)控。而大數(shù)據(jù)理念、技術(shù)和方法在電力行業(yè)的具體實(shí)踐則構(gòu)成了電力通信平臺(tái)。目前，電力大數(shù)據(jù)分為非結(jié)構(gòu)化和結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)兩種，非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)隨著智能電網(wǎng)建設(shè)的不斷深入和發(fā)展，呈現(xiàn)出逐年遞增的趨勢(shì)，并且具有數(shù)據(jù)數(shù)量大、數(shù)據(jù)類型多、處理速度快、精確性高和價(jià)值大這五大特征。電力大數(shù)據(jù)的發(fā)展已經(jīng)成為電力行業(yè)的重要戰(zhàn)略目標(biāo)，國(guó)家和相關(guān)企業(yè)都予以高度重視，截止到2013年，國(guó)家電網(wǎng)在北京亦莊、上海、陜西建立了三個(gè)大數(shù)據(jù)中心，其中北京亦莊大數(shù)據(jù)中心已安裝超過(guò)10200個(gè)傳感器，每個(gè)月可節(jié)約的能耗價(jià)值大概為30萬(wàn)元。而截止到目前為止，大數(shù)據(jù)中心建設(shè)工作更是推廣到各大城市，并為我國(guó)節(jié)省了大量能源資源。

三、面向大數(shù)據(jù)的電力通信平臺(tái)的功能與優(yōu)勢(shì)

1、利用電力大數(shù)據(jù)監(jiān)控電力設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)

面向大數(shù)據(jù)的電力通信平臺(tái)具有實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)的功能，通過(guò)通過(guò)監(jiān)測(cè)電力設(shè)備和電網(wǎng)狀態(tài)，獲取相應(yīng)的數(shù)據(jù)資料，然后結(jié)合智能化設(shè)備設(shè)置的數(shù)據(jù)分析公式以及相關(guān)判定標(biāo)準(zhǔn)，能夠監(jiān)測(cè)和判斷電力設(shè)備和電網(wǎng)是否處于正常穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)之中，是否出現(xiàn)負(fù)荷現(xiàn)象，是否達(dá)到最佳經(jīng)濟(jì)性能。面向大數(shù)據(jù)的電力通信平臺(tái)的應(yīng)用可以有效解決人工監(jiān)控的滯后性和遲鈍性問(wèn)題，讓電力設(shè)備和電網(wǎng)狀態(tài)處于實(shí)時(shí)監(jiān)控狀態(tài)中，從而能夠及時(shí)有效的發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題，極大的提高了管理員的科學(xué)化管理水平。其次，為了最大程度的減少不必要的能耗，達(dá)到最高經(jīng)濟(jì)效益，就必須在電力設(shè)備和電網(wǎng)處于正常云狀的狀態(tài)下，將電力負(fù)荷和電網(wǎng)頻率控制在最穩(wěn)定和最佳狀態(tài)。在沒有大數(shù)據(jù)之前，我們很難對(duì)其進(jìn)行實(shí)時(shí)且靈活的調(diào)控，而應(yīng)用了面向大數(shù)據(jù)的電力通信平臺(tái)之后，我們可以通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)控和調(diào)配技術(shù)，讓電力系統(tǒng)始終處于最佳狀態(tài)，從而大大提高經(jīng)濟(jì)效益和運(yùn)行效率。

2、利用電力大數(shù)據(jù)對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行故障處理

通過(guò)面向大數(shù)據(jù)的電力通信平臺(tái)對(duì)電力設(shè)備和電網(wǎng)狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，可以及時(shí)甚至提前發(fā)現(xiàn)電力系統(tǒng)中存在的問(wèn)題，然后通過(guò)數(shù)據(jù)分析結(jié)果結(jié)合相應(yīng)的故障處理技術(shù)，智能化的進(jìn)行故障處理。相對(duì)于人工監(jiān)控和處理，大數(shù)據(jù)電力通信平臺(tái)具有以下優(yōu)勢(shì)：首先，可以快速對(duì)故障進(jìn)行反應(yīng)和解決，極大的提高了服務(wù)水平，也優(yōu)化了客戶體驗(yàn)，避免給客戶帶來(lái)不必要的麻煩；其次，防患于未然，實(shí)時(shí)乃至提前發(fā)現(xiàn)和處理問(wèn)題，可以避免因?yàn)殡娏ο到y(tǒng)某些故障導(dǎo)致的損失；最后，因?yàn)殡娏Υ髷?shù)據(jù)平臺(tái)具有根據(jù)歷史數(shù)據(jù)分析當(dāng)前工作狀態(tài)的優(yōu)勢(shì)，因此可以大大減少電力系統(tǒng)可能出現(xiàn)的故障隱患。

四、面向大數(shù)據(jù)的電力通信平臺(tái)的整體設(shè)計(jì)

1、必須具備三大基本能力。首先是數(shù)據(jù)分類和存儲(chǔ)能力，能夠有效甄別和分析傳統(tǒng)電力通信系統(tǒng)中交換的信息和指令，提取有效信息并存儲(chǔ)電力系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)、電力設(shè)備正常工作、電網(wǎng)負(fù)荷不超標(biāo)等狀態(tài)下的有效數(shù)據(jù)，從而運(yùn)用到電力系統(tǒng)監(jiān)控中，通過(guò)數(shù)據(jù)比較及時(shí)發(fā)現(xiàn)可能出現(xiàn)的隱患問(wèn)題；其次，適應(yīng)多種通信協(xié)議的能力，分布式網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為智能電網(wǎng)發(fā)展的大趨勢(shì)，因此面向大數(shù)據(jù)的電力通信平臺(tái)必須具備適應(yīng)多種通信協(xié)議的能力，從而能夠自動(dòng)識(shí)別不同的通信協(xié)議，并且在不同的同性協(xié)議中進(jìn)行有效轉(zhuǎn)換，從而確保用戶體驗(yàn)，能夠監(jiān)控異構(gòu)電力網(wǎng)絡(luò)；第三，與數(shù)據(jù)中心對(duì)接的能力，電力數(shù)據(jù)中心是建立在電力大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)之上的集約化信息存儲(chǔ)和分析系統(tǒng)該系統(tǒng)不僅包含各種數(shù)據(jù)庫(kù)，例如電力系統(tǒng)運(yùn)行和狀態(tài)數(shù)據(jù)、電力設(shè)備和人員數(shù)據(jù)等，還擁有各種軟件系統(tǒng)，能夠監(jiān)控、分析、存儲(chǔ)和預(yù)測(cè)電力信息。因此數(shù)據(jù)中心可謂是電力系統(tǒng)運(yùn)行的大腦和指揮中心，因此，面向大數(shù)據(jù)的電力通信平臺(tái)必須具備和不同型號(hào)數(shù)據(jù)中心對(duì)接實(shí)現(xiàn)智能化通信的能力。

2、三大管理系統(tǒng)相結(jié)合。三大管理系統(tǒng)指的是電網(wǎng)運(yùn)行管理系統(tǒng)、企業(yè)管理系統(tǒng)和用戶管理系統(tǒng)。電網(wǎng)運(yùn)行管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行和電力設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)控，并進(jìn)行故障診斷、調(diào)度分析和解決新能源并用；企業(yè)管理系統(tǒng)即幫助電力生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)行戰(zhàn)略性部署，包括企業(yè)資產(chǎn)管理、員工工作部署、企業(yè)設(shè)備故障檢測(cè)等；用戶管理系統(tǒng)即實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶用電的智能采集計(jì)量、電子收費(fèi)服務(wù)、實(shí)時(shí)監(jiān)控和用電需求預(yù)測(cè)。

五、面向大數(shù)據(jù)的電力通信平臺(tái)的具體實(shí)現(xiàn)

1、對(duì)內(nèi)優(yōu)化管理模式。曾有實(shí)驗(yàn)得出，每當(dāng)數(shù)據(jù)利用率調(diào)高10%，便可使電網(wǎng)提高20%～49%的利潤(rùn)。由此可見，電力行業(yè)大數(shù)據(jù)對(duì)于電力企業(yè)盈利與控制水平的提升有很高的價(jià)值，所以對(duì)內(nèi)要運(yùn)用大數(shù)據(jù)優(yōu)化管理模式。首先，將大數(shù)據(jù)應(yīng)用于基建決策，通過(guò)大數(shù)據(jù)分析并決策電力企業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施的選址和建設(shè)。例如：丹麥風(fēng)電公司VESTAS計(jì)劃將全球天氣系統(tǒng)數(shù)據(jù)與公司發(fā)電機(jī)數(shù)據(jù)結(jié)合，利用氣溫、氣壓、空氣濕度、空氣沉淀物、風(fēng)向、風(fēng)速等數(shù)據(jù)以及公司歷史數(shù)據(jù)，通過(guò)使用超級(jí)計(jì)算機(jī)及大數(shù)據(jù)模型解決方案，來(lái)幫助其風(fēng)力發(fā)電機(jī)的選址，從而充分利用風(fēng)速、風(fēng)力、氣流等因素達(dá)到最大發(fā)電量，并減少能源成本。其次，將大數(shù)據(jù)應(yīng)用于客戶分析。通過(guò)面向大數(shù)據(jù)的電力通信平臺(tái)采集到的用戶數(shù)據(jù)，分析不同用戶的用電需求和用電行為，從而對(duì)用戶進(jìn)行市場(chǎng)細(xì)分，并針對(duì)不同分類進(jìn)行個(gè)性化營(yíng)銷和服務(wù)，從而提高服務(wù)質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益。第三、將大數(shù)據(jù)應(yīng)用于市場(chǎng)分析。通過(guò)面向大數(shù)據(jù)的電力通信平臺(tái)采集到的外部數(shù)據(jù)，分析用電需求與天氣、交通以及電價(jià)等因素之間的關(guān)系，從而構(gòu)建用電需求的預(yù)測(cè)模型，積極主動(dòng)的把握市場(chǎng)動(dòng)態(tài)。第四、將大數(shù)據(jù)應(yīng)用于智能控制。通過(guò)面向大數(shù)據(jù)的電力通信平臺(tái)采集到的內(nèi)部數(shù)據(jù)，分析得出電網(wǎng)系統(tǒng)最優(yōu)狀態(tài)下的數(shù)據(jù)表，通過(guò)實(shí)時(shí)對(duì)比分析，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控、在線檢測(cè)、應(yīng)急指揮和故障維修等功能。

2、對(duì)外豐富增值業(yè)務(wù)。首先，利用大數(shù)據(jù)提供增值服務(wù)。例如：通過(guò)向用戶提供年度用電明細(xì)表，可以讓用戶更加了解自身用電習(xí)慣并做出適時(shí)調(diào)整，也能夠讓電力收費(fèi)過(guò)程更加民主透明；其次，利用大數(shù)據(jù)進(jìn)行經(jīng)濟(jì)指導(dǎo)。用電數(shù)據(jù)作為重要的經(jīng)濟(jì)先行數(shù)據(jù)可以看做一個(gè)地區(qū)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的風(fēng)向標(biāo)，因此可以用來(lái)進(jìn)行經(jīng)濟(jì)指導(dǎo)，讓投資者進(jìn)行更加精準(zhǔn)的投資。例如：將電力大數(shù)據(jù)中的用戶用電信息與人口調(diào)查信息、地理氣象信息等進(jìn)行有機(jī)整合和對(duì)比，可以反映出用電量與人均收入、建筑類型等之間的關(guān)系。從而更準(zhǔn)確地反應(yīng)該區(qū)經(jīng)濟(jì)狀況及各群體的行為習(xí)慣，以輔助投資者的決策，也可為城市和電網(wǎng)規(guī)劃提供基礎(chǔ)依據(jù)。

六、小結(jié)

社會(huì)發(fā)展離不開電，國(guó)家富強(qiáng)離不開電，民生大計(jì)更是離不開電，因此，我們一定要重視面向大數(shù)據(jù)的電力通信平臺(tái)的發(fā)展。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]黃彥浩，于之虹，謝昶，史東宇.周孝信電力大數(shù)據(jù)技術(shù)與電力系統(tǒng)仿真計(jì)算結(jié)合問(wèn)題研究[J].中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2015-01-21.

[2]彭小圣，鄧迪元，程時(shí)杰，文勁宇，李朝暉，牛林.面向智能電網(wǎng)應(yīng)用的電力大數(shù)據(jù)關(guān)鍵技術(shù)[J].中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2015-01-21.

[3]王德文，孫志偉.電力用戶側(cè)大數(shù)據(jù)分析與并行負(fù)荷預(yù)測(cè)[J].中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2015-02-05.