智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)技術(shù)在電網(wǎng)資產(chǎn)管理中的應(yīng)用

王健

摘要：面對(duì)全球環(huán)境的變化和可再生能源的發(fā)展，傳統(tǒng)電力系統(tǒng)正在向智能電網(wǎng)演變。智能電網(wǎng)每時(shí)每刻產(chǎn)生體量巨大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、彼此間存在復(fù)雜關(guān)聯(lián)關(guān)系的數(shù)據(jù)。存儲(chǔ)、利用、挖掘這些數(shù)據(jù)的價(jià)值，將在智能電網(wǎng)的發(fā)展中發(fā)揮巨大的支撐作用。本文主要分析了在我國(guó)大數(shù)據(jù)技術(shù)迅速發(fā)展的時(shí)代背景下，大數(shù)據(jù)技術(shù)在電網(wǎng)資產(chǎn)管理中的應(yīng)用，從而為智能電網(wǎng)的運(yùn)行提供更加強(qiáng)有力的技術(shù)支持，不斷提高我國(guó)智能電網(wǎng)技術(shù)水平，促進(jìn)智能電網(wǎng)體系的優(yōu)化升級(jí)。

關(guān)鍵詞：智能電網(wǎng)；大數(shù)據(jù)；電網(wǎng)資產(chǎn)管理

0引言

隨著我國(guó)電力工業(yè)的發(fā)展，電網(wǎng)資產(chǎn)呈幾何級(jí)數(shù)增長(zhǎng)。電網(wǎng)資產(chǎn)管理是指對(duì)電網(wǎng)中巨大數(shù)量設(shè)備資產(chǎn)的高效運(yùn)維和管理。良好的電網(wǎng)資產(chǎn)管理對(duì)電網(wǎng)企業(yè)經(jīng)營(yíng)績(jī)效的提高、電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行水平的提升、智能電網(wǎng)建設(shè)基礎(chǔ)的夯實(shí)，都具有重要的意義。

本文敘述了智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)的定義和來(lái)源，描述了智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)技術(shù)體系，討論了大數(shù)據(jù)技術(shù)在電網(wǎng)資產(chǎn)管理中的應(yīng)用，以期為大數(shù)據(jù)技術(shù)在電網(wǎng)資產(chǎn)管理中的應(yīng)用提供有益的參考。

1 智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)

1.1智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)的來(lái)源

智能電網(wǎng)由傳統(tǒng)電網(wǎng)蛻變而來(lái)，其特點(diǎn)主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面：

（一）智能電網(wǎng)中的電力設(shè)備與信通系統(tǒng)的融合加深。智能電網(wǎng)的智能化表現(xiàn)在高度的可觀(guān)測(cè)，可觀(guān)測(cè)的實(shí)現(xiàn)需要依賴(lài)反映電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)的數(shù)據(jù)。在智能電網(wǎng)的發(fā)展過(guò)程中，發(fā)電、輸電、變電、配電、用電和調(diào)度等環(huán)節(jié)都安裝了大量的數(shù)據(jù)采集與信息管理系統(tǒng)。隨著智能電網(wǎng)的發(fā)展，可以預(yù)見(jiàn)還有大量的系統(tǒng)將投入運(yùn)行。

（二）智能電網(wǎng)與外界的交互加強(qiáng)。智能電網(wǎng)的發(fā)展伴隨著新能源的大規(guī)模接人、電動(dòng)汽車(chē)和儲(chǔ)能技術(shù)的廣泛應(yīng)用等。用戶(hù)用電行為、類(lèi)似階梯電價(jià)的用電激勵(lì)政策、電力市場(chǎng)機(jī)制等對(duì)電網(wǎng)的運(yùn)行產(chǎn)生巨大影響。智能電網(wǎng)已變成一個(gè)與用戶(hù)、市場(chǎng)、交通、經(jīng)濟(jì)社會(huì)等交互的開(kāi)放性電力系統(tǒng)。

智能電網(wǎng)的特點(diǎn)使其具有豐富的數(shù)據(jù)源。這些數(shù)據(jù)主要來(lái)自三個(gè)方面：

（一）發(fā)、輸、配、售等環(huán)節(jié)戶(hù)數(shù)的大量監(jiān)測(cè)、計(jì)量和控制系統(tǒng)，這些數(shù)據(jù)直接反映電網(wǎng)運(yùn)行的狀態(tài)；

（二）電力公司及科研機(jī)構(gòu)進(jìn)行的仿真計(jì)算、試驗(yàn)數(shù)據(jù)，對(duì)智能電網(wǎng)的規(guī)劃、運(yùn)行決策提供了重要依據(jù)；

（三）智能電網(wǎng)的交互性使天氣、用戶(hù)、交通、社會(huì)經(jīng)濟(jì)、政策法規(guī)等外部數(shù)據(jù)具有重要的應(yīng)用價(jià)值。

狹義上，可以將上述數(shù)據(jù)集合稱(chēng)為智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)；廣義上的智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)也包括對(duì)于上述數(shù)據(jù)的相關(guān)理論、技術(shù)等。

1.2智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)技術(shù)

智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)技術(shù)涉及數(shù)據(jù)的采集、存儲(chǔ)、處理、分析挖掘、可視化等諸多環(huán)節(jié)，各環(huán)節(jié)采用的技術(shù)和方法也日新月異。基于大數(shù)據(jù)的信息鏈，并結(jié)合文獻(xiàn)[1-4]和部分大數(shù)據(jù)研究成果，建立智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)的技術(shù)架構(gòu)，如圖一所示。

2大數(shù)據(jù)技術(shù)在電網(wǎng)資產(chǎn)管理中的幾個(gè)典型應(yīng)用

解決實(shí)際問(wèn)題是智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)技術(shù)的重要任務(wù)。本節(jié)根據(jù)智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)的來(lái)源和特點(diǎn)，討論了電網(wǎng)資產(chǎn)管理中適用于智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)的應(yīng)用場(chǎng)景。

電力設(shè)備的缺陷和故障會(huì)降低設(shè)備壽命、損壞設(shè)備性能、影響設(shè)備運(yùn)行，是電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的重大隱患。智能電網(wǎng)背景下，在電力設(shè)備監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、天氣預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)、調(diào)度數(shù)據(jù)等多源數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)可以對(duì)電力設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估和預(yù)測(cè)，及時(shí)消除設(shè)備故障隱患，保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。大數(shù)據(jù)技術(shù)在電網(wǎng)資產(chǎn)管理中的典型應(yīng)用場(chǎng)景包括：輸變電設(shè)備狀態(tài)檢修，電力設(shè)備可靠性評(píng)估。

2.1輸變電設(shè)備的狀態(tài)檢修

惡劣的運(yùn)行條件容易誘發(fā)輸變電設(shè)備的缺陷和故障。目前的輸變電設(shè)備上均安裝有大量的傳感器，利用傳感器可以得到設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)。同時(shí)，結(jié)合設(shè)備的歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)、氣象環(huán)境數(shù)據(jù)、負(fù)荷數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)，可以對(duì)設(shè)備進(jìn)行評(píng)估和預(yù)警，為輸變電設(shè)備的狀態(tài)檢修提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)和技術(shù)支持。

目前，電網(wǎng)設(shè)備的檢修方式主要是計(jì)劃?rùn)z修和故障檢修。計(jì)劃?rùn)z修是對(duì)設(shè)備進(jìn)行定期的維護(hù)；故障檢修是設(shè)備故障后對(duì)其進(jìn)行檢修。計(jì)劃?rùn)z修存在很大的盲目性，造成了人力、物力的浪費(fèi)，過(guò)度檢修對(duì)設(shè)備的絕緣也存在較大影響；故障檢修不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備的故障或缺陷，有時(shí)在發(fā)現(xiàn)故障時(shí)已造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。在大數(shù)據(jù)技術(shù)的幫助下，通過(guò)對(duì)輸變電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測(cè)和評(píng)估，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行隱患。根據(jù)設(shè)備運(yùn)行狀況進(jìn)行的狀態(tài)檢修，既可以提高設(shè)備運(yùn)行的可靠性，又可以減小設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)成本，提高設(shè)備運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。

2.2電力設(shè)備可靠性評(píng)估

電力設(shè)備的可靠性評(píng)估傳統(tǒng)方法通常是定性分析。定性分析是根據(jù)規(guī)定或人工經(jīng)驗(yàn)，將設(shè)備缺陷分為一般缺陷、嚴(yán)重缺陷、危急缺陷。根據(jù)缺陷的嚴(yán)重情況對(duì)電力設(shè)備運(yùn)行的可靠性進(jìn)行評(píng)估，其本質(zhì)上是一種事后的評(píng)估方法。

在智能電網(wǎng)背景下，通過(guò)融合體量巨大的電網(wǎng)設(shè)備靜態(tài)參數(shù)、電網(wǎng)設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)和電力設(shè)備的全壽命周期數(shù)據(jù)記錄，可對(duì)設(shè)備在生產(chǎn)制造、運(yùn)行維護(hù)、更換退役等各個(gè)階段的可靠性指標(biāo)及變化規(guī)律進(jìn)行分析，更加客觀(guān)地分析、歸類(lèi)電力設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)及風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)；同時(shí)更加容易識(shí)別某些設(shè)備的家族性缺陷。智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)背景下的電力設(shè)備可靠性評(píng)估可以對(duì)運(yùn)維策略、系統(tǒng)運(yùn)行方式的評(píng)估提供有效的輔助決策。

3結(jié)語(yǔ)

隨著大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來(lái)及大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展，充分利用智能電網(wǎng)產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)對(duì)電網(wǎng)資產(chǎn)進(jìn)行高效合理的管理已經(jīng)成為了可能。

通過(guò)集合各系統(tǒng)的信息，規(guī)范數(shù)據(jù)類(lèi)型，形成豐富的大數(shù)據(jù)樣本，可以完成電力設(shè)備的可靠性評(píng)估及輸變電設(shè)備的狀態(tài)檢修，為電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行及智能電網(wǎng)的自愈提供保障。

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