基于电力大数据关键技术及应用探讨

陈清明，王定波，付彦哲

（南方电网传媒有限公司，广州 510000）

目前，在电网运营过程中，将会涉及到众多数据，包括数据源、异构、海量等，故将大数据新技术引入电网运营过程中，是发展智能电网的必然条件。随着我国智能电网的建设规模不断扩大，电网营销系统、资产系统、人才资源系统、财务系统、综合系统、协同和决策系统等6+1系统在电力各个领域中得到了广泛应用。这些系统是我国电力大数据的重要来源，推动了电力行业的迅速发展。因此，本文探讨基于电力大数据关键技术及应用具有重要的意义。

1 电力企业运营中的大数据概述

目前来说，我国部分电力企业已建成并拥有生产、GIS、投资计划、项目、物资、基建、财务、营销、人力资源、客户全方位等一批信息化管理系统，实现了业务全覆盖，并构建资产全生命周期管理、客户全方位服务等的企业管理体系。然而从企业管理的角度分析，目前的信息化平台建设仍有不足之处。首先，企业级运营管控体系缺少总体规划，各业务系统的核心数据未实现整合和应用，无法为企业管理层带来客观准确的业务定位、管理对象、监测及分析方法。其次，面向公司领导，企业经营指标等数据仍采用手工上报方式，无法实现指标的实时监控。最后，平台缺乏集约能力，无法合理地运用现代化技术去充分展示公司良好形象。因此，为提升电力企业运营效率和效益，需要结合国际先进的云大物智移技术，搭建专业级的数字化运营管理工具。

1.1 大数据的来源

在电网运营管理过程中，其数据类型主要分为基础数据、运营数据、管理数据和外部数据等几种：其中，基础数据、运营数据、管理数据储存于电力系统之内，基础数据指的是电力设备参数和属性。运营数据包括客户信息、用电量和售电量等。管理数据主要是指一体化平台数据。而外部数据是指地理、气象、法律等数据，储存于电力系统之外。

1.2 数据特点

（1）数据量较大。据不完全统计，我国的电力生产、运行、管理数据已达到20PB，相当于950个国家图书馆的数据量。

（2）数据类型众多。在电网运营过程中，涉及到的大数据类型众多，包括用电量、视频数据、音频数据、报表数据以及95598工单数据等。

（3）具有一定的实时性：在电网数据采集过程中，通过采用监控系统 SCADA（Supervisory Control And Datacquisition），并以秒为单位进行数据采集。

（4）以结构化数据为主。电网数据主要以结构化数据为主，主要将电网数据存储在数据库中，其中结构化数据分为非结构化数据和半结构化两种数据。这两种数据主要在电力企业生产、物资、财务、营销、客户全方位管理应用较多。

2 电力大数据关键技术

2.1 物联网技术

平台通过智能感知、识别技术与普适计算等通信感知手段，对物体进行实时采集及监控，形成一个智能物联网络体系，为监控业务提供实时的管理和控制能力。在生产领域，平台以无人机、电网自动化设备、可视化移动作业终端为载体，通过使用其嵌入式系统技术、流媒体及传感器技术，实现视频的在线监控实时调取，并对电网的负荷曲线趋势监控，对监测到的故障及风险提前消缺提前预防，保障电网的安全稳定运行。

2.2 大数据技术

平台涵盖大规模数据同步、海量数据存储建模、基于深度学习数据挖掘等技术，实现资产、营销、人资、财务、客户全方位等相关的12个信息系统核心数据的抽取、整合、统计、分析，实现全指标数据的直采直送。大规模数据同步技术，平台主要体现为针对6+1系统及本地化业务系统存在不同的系统架构与底层开发语言难点，采用了更细致的数据调度方案，按照存储量、实时性按需定制，实现资源合理抢占、数据有效隔离及公平调度，保障数据实时性。同时，运用基于深度学习数据挖掘技术开展分析，对关键指标进行聚类算法分析，识别分析出指标之间的关联度，从而进一步对指标进行构成影响分析，精准定位到影响核心指标的关键点，为后续指标的计划值设定提供辅助参考。

2.3 可视化技术

平台利用unity3D、css3，ThreeJs 技术实现全景展示的3D 建模渲染与首页星空旋转、内容进场动效、模块切换效果、界面点缀动效等视觉动效，大幅提高页面的性能与用户体验。同时，通过大屏系统的单时钟处理技术，保障所有信号在系统主时钟的控制下同时输出，实现拼接屏间图像完全同步、影像清晰。在拼接屏上可显示两个或多个信号源图像，完成在任意显示画面上叠加、裁剪、分割、拼接其他画面，形成画中画的显示效果。

2.4 人工智能技术

通过引入人脸识别技术，实现对平台访问客户进行精准识别，以友好方式迎接来宾及签到管理，并结合语音识别、体感手势等人工智能技术，用户在进行功能演示、汇报工作时，可随时通过语音指令与手势模拟滑动，快速切换展示内容，给来访客户一种全新的、科技感丰富、沉浸式的交互体验。

3 电力大数据技术的应用

3.1 应用中存在的问题

大数据技术在电力行业应用过程中，主要是对企业内部管理模式进行优化。而随着人们对电力需求量持续增加，电力系统得到了迅速的发展，但在发展过程中仍存在许多的新问题。具体来说，主要包括以下几点：

（1）大电网运行控制有待加强。随着我国电网运行规模的不断扩大，超高压、高容量的特大电网建设数量不断增多，故需要对电网进行分区。待电力系统市场引进之后，人们广泛使用了远距离输送电方式，此方式有利于运行控制的水平的提升，进而有效地提升系统成员类型复杂情况下系统的控制水平。

（2）系统分析有待加强。随着我国电网建设规模的不断扩大，电力系统的动态变得越来越复杂。而伴随着电力市场的改革与创新，电力市场出现了大量的经济类数据，从而导致系统变得更复杂，故需要对电网系统进行分析。（3）难以达到高实时性、高统一性的需求。当前，为了实现电网实时性控制目标，应对相位测量单元进行采集，但此方式难以达到高速通信实时分析需求。因此，我们需要从经济角度对空间尺度进行调度，加强各级的协调，且要充分考虑物理的经济性和稳定性。

（4）人们对智能化调度的要求不断提高。在电网安全运行过程中，其工作重点是对监控和电网进行实时控制。首先，在电网监控过程中，由于电网系统数据的实时变化监控需要较长的时间，且工作量较大，故将大大削弱系统操作；其次，从历史数据研究发现，对于电网运行的抽象数据，人们缺乏深入的分析，导致集中数据不足，这将给未来的电网的改变和电力安全运行工作要求越来越高。

3.2 应用实例分析

近年来，世界上最先进的网格化管理系统由美国PJM 互联电网（PJM Interconnection）推出，此系统主要采用共享的整合平台，利用Spectrum Power 进行网络化管理，系统运行能力好，通过控制中心实现对每一站点虚拟网络管理。同时，用户界面设置了上网可视化功能，大大地方便用户的使用，并且人们可以通过各个站点来访问高级的数据。PJM 作为美国惟一一个具有两个控制中心的电力公司，能够及时处理中心故障或者分站点故障，确保电网的安全稳定运行。

2018年，我国某供电公司采用配网管理系统对工程项目的进度、物资、费用等进行统计，并从中提取关键数据，并定期对供电项目进行统计与分析，确保工程管理信息得到及时反映，实现了项目的实时管控目标。与此同时，通过了解实时数据，对相关信息进行多维度分析。例如，可以利用系统对线路负荷故障问题进行分析，以及时进行调整升级。另外，可以对最新数据记录进行实时分析，便于工作人员及时掌握电力工程项目建设情况，大大地提高工程管理效率，为用户提供安全、可靠的服务。

4 结束语

随着我国电力事业的持续发展，在电力行业中引入了信息技术，从中不断提升了电力企业信息化水平，在电力企业信息管理系统中积累了大量的数据。因此，如何做好大数据新技术在电力企业远营管理中的应用，成为了电力公司努力改善的重点问题。本文着重从数据来源和数据特点分析了电网运营中的数据，并分析了电力大数据关键技术，在基于大数据背景下，提出了大数据技术的实际应用，以供电力工作人员参考。