馬晨驍　王啟龍　牛文惠　李福建

摘 要：隨著智能電網(wǎng)的不斷發(fā)展，電力系統(tǒng)的數(shù)字化、信息化、智能化不斷發(fā)展，帶來(lái)了更多的數(shù)據(jù)源，例如，智能電表從數(shù)以百萬(wàn)計(jì)的用電客戶側(cè)帶來(lái)需求側(cè)數(shù)據(jù)，電力設(shè)備在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)從數(shù)以萬(wàn)計(jì)的發(fā)電機(jī)、變壓器、開(kāi)關(guān)設(shè)備、高壓電纜、架空線路等設(shè)備中連續(xù)性獲取不斷變化的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，光伏和風(fēng)力發(fā)電預(yù)測(cè)所需的大量歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)、氣象觀測(cè)數(shù)據(jù)等。

關(guān)鍵詞：大數(shù)據(jù) 智能電網(wǎng) 技術(shù)體系

中圖分類號(hào)：TM734 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2015）11（c）-0030-02

面對(duì)爆炸式增長(zhǎng)的電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理方式不能滿足從海量數(shù)據(jù)中獲取準(zhǔn)確、關(guān)鍵及定制化信息的需求，電網(wǎng)運(yùn)行大數(shù)據(jù)系統(tǒng)的應(yīng)用是電力行業(yè)信息化、智能化發(fā)展的必然要求。

1 電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)采集及分析現(xiàn)狀

（1）多應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)據(jù)共享存在瓶頸。

電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)貫穿電能發(fā)、輸、變、配、用等各個(gè)環(huán)節(jié)，為優(yōu)化電能的生產(chǎn)、分配及消耗，建設(shè)了多個(gè)信息化系統(tǒng)完成電網(wǎng)的運(yùn)維及管理。由于建設(shè)規(guī)劃沒(méi)有考慮各個(gè)系統(tǒng)間數(shù)據(jù)交互問(wèn)題，導(dǎo)致系統(tǒng)間不能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)直接共享。隨著電網(wǎng)規(guī)模不斷增大，電力服務(wù)要求的不斷提高，要求通過(guò)獲取更多的信息以進(jìn)行綜合全面分析，實(shí)時(shí)掌握電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)。

（2）自動(dòng)化功能缺乏診斷及預(yù)測(cè)能力。

目前，電力系統(tǒng)自動(dòng)化功能主要為實(shí)時(shí)監(jiān)控及歷史數(shù)據(jù)記錄，并無(wú)智能分析決策功能及未來(lái)預(yù)測(cè)能力。電網(wǎng)的故障診斷、故障處理、負(fù)荷預(yù)測(cè)、方式管理及設(shè)備檢修安排主要依靠既定規(guī)程規(guī)定及人員主觀判斷等，較大依賴于工作人員的技術(shù)水平，不能快速適應(yīng)電網(wǎng)發(fā)展帶來(lái)的改變。

（3）不能滿足定制化數(shù)據(jù)處理要求。

2 電網(wǎng)運(yùn)行大數(shù)據(jù)采集及分析體系建設(shè)方案

2.1 系統(tǒng)總體構(gòu)架

將已有的各個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)作為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及數(shù)據(jù)處理節(jié)點(diǎn)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)之間的互聯(lián)。應(yīng)用系統(tǒng)中文件管理采用分布式文件系統(tǒng)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)基于C/S模式，網(wǎng)絡(luò)中包含多個(gè)供多用戶訪問(wèn)的服務(wù)器，用戶可以根據(jù)角色權(quán)限設(shè)置像訪問(wèn)本地文件一樣訪問(wèn)其他系統(tǒng)上的文件。

建立一體化平臺(tái)獨(dú)立數(shù)據(jù)處理中心，實(shí)現(xiàn)定制化數(shù)據(jù)處理及數(shù)據(jù)可視化發(fā)布功能。該系統(tǒng)創(chuàng)新性提出了拖拽式電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)自助分析功能，允許使用者在Web頁(yè)面上選擇任意的分析主題表以及任選分析維度、分析指標(biāo)，進(jìn)行自助式的多維分析與數(shù)據(jù)挖掘，滿足了個(gè)性化研究的需要。

2.2 數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)與訪問(wèn)

系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)采用分布式文件方式，將電網(wǎng)運(yùn)行產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)存放于互相連接的服務(wù)器中，用戶可以根據(jù)角色權(quán)限設(shè)置像訪問(wèn)本地文件一樣訪問(wèn)這些服務(wù)器上的文件。由于現(xiàn)有系統(tǒng)已建設(shè)有完備的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備，利用現(xiàn)有資源可以方便的實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的分類存儲(chǔ)及管理。為保證文件安全，提高系統(tǒng)容災(zāi)備用能力，系統(tǒng)采用鏡像及異地備份技術(shù)將重要文件備份至不同系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)重要數(shù)據(jù)的安全備份功能。

系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架采用1000BASE-T以太網(wǎng)技術(shù)，數(shù)據(jù)傳輸速度可達(dá)千兆，滿足大數(shù)據(jù)訪問(wèn)及傳輸?shù)男枰?/p>

2.3 數(shù)據(jù)的挖掘與分析

2.3.1 故障診斷功能實(shí)現(xiàn)原理

電力系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)與故障診斷緊密相關(guān)，鑒于此，利用基于WAMS/SCADA/綜合智能告警混合量測(cè)的電力系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)方法；將非線性估計(jì)結(jié)果作為偽量測(cè)量加入線性估計(jì)中，根據(jù)平均距離動(dòng)態(tài)調(diào)整其權(quán)值，通過(guò)插值對(duì)非線性可觀測(cè)區(qū)域進(jìn)行實(shí)時(shí)的估計(jì)。

2.3.2 故障預(yù)測(cè)功能實(shí)現(xiàn)原理

（1）利用大數(shù)據(jù)技術(shù)，從獲取到的大數(shù)據(jù)中選取所需的數(shù)據(jù)并整合成用于數(shù)據(jù)挖掘的數(shù)據(jù)集；將數(shù)據(jù)集所含的規(guī)律找出來(lái)，建立基于大數(shù)據(jù)分析的非結(jié)構(gòu)化數(shù)學(xué)模型。

（2）通過(guò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和專家系統(tǒng)不斷學(xué)習(xí)強(qiáng)化，不斷提升系統(tǒng)對(duì)電網(wǎng)負(fù)荷關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)的辨識(shí)能力，利用大數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)處理方式可以準(zhǔn)確預(yù)測(cè)電網(wǎng)負(fù)荷走向，有效減少負(fù)荷預(yù)測(cè)對(duì)主觀經(jīng)驗(yàn)的依賴程度。

2.3.3 定制化數(shù)據(jù)分析功能實(shí)現(xiàn)原理

固定的分析與展現(xiàn)形式總會(huì)存在無(wú)法滿足一些用戶個(gè)性化分析需要的情況。為了解決這個(gè)問(wèn)題，該系統(tǒng)創(chuàng)新性提出了拖拽式電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)自助分析功能，允許使用者在Web頁(yè)面上選擇任意的分析主題表以及任選分析維度、分析指標(biāo)，進(jìn)行自助式的多維分析與數(shù)據(jù)挖掘，滿足了個(gè)性化研究的需要。該系統(tǒng)Web服務(wù)數(shù)據(jù)來(lái)源為平臺(tái)數(shù)據(jù)處理中心SCADA服務(wù)器。SCADA服務(wù)器完成數(shù)據(jù)采集及處理功能，即負(fù)責(zé)與其他電力應(yīng)用系統(tǒng)（EMS，DMS等系統(tǒng)）的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通信，訪問(wèn)其數(shù)據(jù)庫(kù)文件及報(bào)表文件等，根據(jù)用戶個(gè)性化命令對(duì)文件中的數(shù)據(jù)進(jìn)行“二次計(jì)算”，并將結(jié)果反饋至平臺(tái)數(shù)據(jù)處理中心Web服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)布，或通過(guò)可視化接口將及計(jì)算結(jié)果進(jìn)行面向用戶的可視化展示。

3 結(jié)語(yǔ)

系統(tǒng)的大數(shù)據(jù)分析及處理預(yù)期目標(biāo)如下：（1）實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)在線信號(hào)識(shí)別、故障診斷；（2）實(shí)現(xiàn)運(yùn)行設(shè)備的預(yù)測(cè)性故障分析；（3）實(shí)現(xiàn)故障過(guò)程回放，為故障性質(zhì)的確定、故障后的系統(tǒng)恢復(fù)、設(shè)備維修提供可信的依據(jù)；（4）實(shí)現(xiàn)故障信息分類、確定故障范圍、診斷故障設(shè)備、故障負(fù)荷統(tǒng)計(jì)等功能，（5）實(shí)現(xiàn)負(fù)荷預(yù)測(cè)等電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確預(yù)測(cè)；（6）實(shí)現(xiàn)定制化數(shù)據(jù)處理功能。

參考文獻(xiàn)

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