摘要：現(xiàn)代大數(shù)據(jù)技術的快速發(fā)展，為智能電網(wǎng)建設、發(fā)展與應用帶來了更為豐富的技術工具，有效拓寬了智能電網(wǎng)的覆蓋范圍，具有多重價值。文章從智能電網(wǎng)的基本內(nèi)涵出發(fā)，分別介紹了大數(shù)據(jù)技術在電網(wǎng)數(shù)據(jù)信息融合與配電網(wǎng)智能調(diào)度等方面的應用方法。在此基礎上，展望了大數(shù)據(jù)技術在智能電網(wǎng)應用中的前景。

關鍵詞：大數(shù)據(jù)技術；智能電網(wǎng)；應用現(xiàn)狀；發(fā)展路徑

中圖法分類號：TP311 文獻標識碼：A

１ 引言

智能電網(wǎng)的建設與發(fā)展需要以大數(shù)據(jù)技術為依托，強化對電網(wǎng)運行數(shù)據(jù)信息的優(yōu)化整合，實現(xiàn)電網(wǎng)運行數(shù)據(jù)的價值轉(zhuǎn)換，提升智能電網(wǎng)運行管理效能。

在當前經(jīng)濟社會發(fā)展環(huán)境下，有必要立足智能電網(wǎng)建設發(fā)展的現(xiàn)實需求，拓展延伸大數(shù)據(jù)技術鏈條，提升智能電網(wǎng)管理水平。

２ 大數(shù)據(jù)技術與智能電網(wǎng)的內(nèi)涵

２．１ 大數(shù)據(jù)技術

在互聯(lián)網(wǎng)和云時代，大數(shù)據(jù)技術開始成為提升經(jīng)濟社會發(fā)展成效、優(yōu)化數(shù)據(jù)、信息資源整合的重要工具，深刻改變著社會生產(chǎn)生活方式。大數(shù)據(jù)技術是一種以海量數(shù)據(jù)信息資源為主要面向?qū)ο螅詳?shù)據(jù)類比、優(yōu)化與提取為主要過程的現(xiàn)代科學技術方法，其整個應用實施過程需要首先按照既定規(guī)則收集有效信息，然后對數(shù)據(jù)信息進行分布式處理，這充分體現(xiàn)出數(shù)據(jù)信息的重要價值。在大數(shù)據(jù)技術支持下，電網(wǎng)運行過程中形成的數(shù)據(jù)同樣可被深度整合利用，以數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析結(jié)論輔助電網(wǎng)運行管理決策，提升智能電網(wǎng)運行效益，實現(xiàn)智慧化的智能電網(wǎng)運行成效［１］ 。

２．２ 智能電網(wǎng)

智能電網(wǎng)在運行管理過程中可形成諸多不同類型的數(shù)據(jù)信息，這些數(shù)據(jù)信息包含重要的信息元素，可為電網(wǎng)調(diào)度、能源分配與電網(wǎng)建設等提供可靠參考與依據(jù)。在傳統(tǒng)電網(wǎng)系統(tǒng)環(huán)境下，數(shù)據(jù)流的形成更多地停留在發(fā)電、輸電、變電、配電和用電等環(huán)節(jié)，其單向化的數(shù)據(jù)流特征相對突出，容易因數(shù)據(jù)分析處理不到位而造成電力資源浪費。而智能電網(wǎng)則可在結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)中提取有效信息，將數(shù)據(jù)信息的價值貫穿于發(fā)、輸、變、配、調(diào)、用等環(huán)節(jié)，具有顯著的規(guī)模性、多樣性、高速性及價值大、密度低等特征。在大數(shù)據(jù)技術支持下，智能電網(wǎng)的建設與發(fā)展將更具現(xiàn)實意義。

３ 大數(shù)據(jù)技術在智能電網(wǎng)數(shù)據(jù)信息融合中的應用

３．１ 信息融合技術

大數(shù)據(jù)技術在智能電網(wǎng)中的應用過程同時是對多類型數(shù)據(jù)信息進行優(yōu)化融合的過程，其中需要以信息融合技術為依托，對數(shù)據(jù)信息予以關聯(lián)、相關和綜合，并以此為基礎建立數(shù)據(jù)模型，反映與體現(xiàn)智能電網(wǎng)的客觀實際狀態(tài)。在信息融合技術應用中，首先應建立完善而標準的信息融合規(guī)范，對不同類型的信息源數(shù)據(jù)進行拓展延伸，為數(shù)據(jù)高效融合創(chuàng)設優(yōu)化環(huán)境。在實踐中，信息融合可將智能電網(wǎng)數(shù)據(jù)信息細化分為數(shù)據(jù)層、特征層和決策層等多類型，通過遺傳算法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡和機器學習等信息融合方法完成相應融合指令，保障信息融合效率。

３．２ 智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)融合框架

智能電網(wǎng)的高效運轉(zhuǎn)需要在大數(shù)據(jù)融合框架范圍內(nèi)實施，尤其在現(xiàn)代自動化技術和智能化技術快速推進的趨勢下，智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)融合框架的約束規(guī)范作用更加突出。在該融合框架中，應明確分級，充分有效銜接數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)、廣域相量測量系統(tǒng)與保護故障信息管理系統(tǒng)的關聯(lián)關系，為智能電網(wǎng)故障檢測與處理等提供有效依據(jù)。智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)融合框架還應對相對分散且冗余的數(shù)據(jù)進行集中統(tǒng)籌管理，融合銜接信息流轉(zhuǎn)方式，以減少數(shù)據(jù)信息流阻塞等情況。通過對原始數(shù)據(jù)進行篩選，形成基于決策層融合的決策結(jié)果，為智能電網(wǎng)運行提供決策參考［２］ 。

３．３ 智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)融合平臺建設和性能優(yōu)化

３．３．１ 傳感測量層

傳感測量層是智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)融合平臺的關鍵構(gòu)成要素，其整體性能的優(yōu)劣直接關系到智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)融合的質(zhì)量與效率，理應采取更加系統(tǒng)完善的方法予以優(yōu)化。因此，應建立基于傳感裝置的傳感量測層標準規(guī)范，按照資源使用、能源感知和高效操作的標準要求，對其運行狀態(tài)進行動態(tài)化監(jiān)測，以保證物理層和鏈路層的傳輸速率。另外，提升數(shù)據(jù)融合中心的數(shù)據(jù)傳輸效能，在智能電網(wǎng)主干網(wǎng)中組建數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)層次，以降低其延遲性，為光互聯(lián)技術的優(yōu)化應用提供技術基礎支持。

３．３．２ 數(shù)據(jù)管理層

智能電網(wǎng)數(shù)據(jù)信息融合中的數(shù)據(jù)管理層可在特定意義上完成對海量數(shù)據(jù)信息的整合管理，實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的優(yōu)化集成，使數(shù)據(jù)信息價值得以體現(xiàn)。為優(yōu)化數(shù)據(jù)管理層的性能，技術人員應根據(jù)數(shù)據(jù)集成工具、數(shù)據(jù)管理工具與編程模型工具的實際需求，為其匹配相應的結(jié)構(gòu)化集群，并以此為基礎建立存儲分布式數(shù)據(jù)庫，形成規(guī)范化、集成化與統(tǒng)一化的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。

為數(shù)據(jù)管理層預留充足拓展端口，為其未來升級改造及增設局部數(shù)據(jù)庫等提供相應空間。細化完善防止數(shù)據(jù)信息冗余的實踐方法，按照數(shù)據(jù)預處理的操作要求，對存在不一致性的數(shù)據(jù)進行全面剔除，清除無效信息。

３．３．３ 應用層

智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)的高效融合需要以應用層為基礎，在數(shù)據(jù)處理程序接口的支持下實現(xiàn)數(shù)據(jù)優(yōu)化處理，完成數(shù)據(jù)融合的深化應用。在該過程中，應建立應用層融合標準，構(gòu)造智能電網(wǎng)安全分析和可靠性分析體系，使智能電網(wǎng)數(shù)據(jù)信息的融合能夠保持在閉環(huán)體系之中，降低集群能耗等。注重提升應用層的大數(shù)據(jù)處理能力、快速計算能力與資源整合能力等，促進智能電網(wǎng)信息化、共享化與數(shù)字化，使有限的資源要素能夠全面發(fā)揮實際價值。引入虛擬化技術與云計算技術等，整合優(yōu)化智能電網(wǎng)在線檢測、電網(wǎng)調(diào)度與預測應用等功能，提高計算性能［３］ 。

４ 大數(shù)據(jù)技術在智能電網(wǎng)智能調(diào)度中的應用

４．１ 基于大數(shù)據(jù)的智能調(diào)度技術

電網(wǎng)調(diào)度需要以相關數(shù)據(jù)信息為依托，在系統(tǒng)終端海量的電力數(shù)據(jù)中高效篩選有效信息，以解決非線性數(shù)據(jù)難以精準分類和存儲的難題。因此，基于大數(shù)據(jù)的智能調(diào)度技術應圍繞智能電網(wǎng)的數(shù)據(jù)特點，從數(shù)據(jù)采取、系統(tǒng)分析與業(yè)務應用等層面實現(xiàn)流程化的操控規(guī)則，并以廣大用戶體驗為導向，實現(xiàn)“全過程、全覆蓋”的系統(tǒng)運行管理效果，這對于促進智能電網(wǎng)的持續(xù)優(yōu)化具有積極作用。在調(diào)度要求方面，應利用決策支持效果，有針對性地突破數(shù)據(jù)壁壘的局限性，以時序化的方式實現(xiàn)智能電網(wǎng)高效調(diào)度的預期效果。

４．２ 大數(shù)據(jù)計算的智能電網(wǎng)任務調(diào)度

智能電網(wǎng)的任務調(diào)度具有連續(xù)性與動態(tài)性等特點，這為大數(shù)據(jù)計算方法的應用提供了有效空間，更為實現(xiàn)服務器使用資源的優(yōu)化分配提供了良好環(huán)境。

因此，首先應按照電網(wǎng)調(diào)度的技術規(guī)范要求，對任務進行數(shù)據(jù)化排序，將應用服務的目標導向置于首要位置，使不同類型的數(shù)據(jù)信息得以有效存儲。其次，需對大數(shù)據(jù)服務器中的數(shù)據(jù)資源進行共享互聯(lián)，等待執(zhí)行相應的調(diào)度任務，并配置相應的計算機資源。最后，根據(jù)系統(tǒng)要求將任務進行差異化處理，形成大數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)模型與任務模型，通過分析目標函數(shù)、調(diào)度算法與評價指標等，得出智能電網(wǎng)調(diào)度結(jié)果。

４．３ 大數(shù)據(jù)下用電調(diào)度系統(tǒng)框架

現(xiàn)代大數(shù)據(jù)技術的持續(xù)快速發(fā)展，為智能電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)提供了更為豐富的技術手段，使傳統(tǒng)技術環(huán)境下難以完成的智能電網(wǎng)調(diào)度任務目標更具實現(xiàn)可能。

大數(shù)據(jù)下的用電調(diào)度系統(tǒng)框架主要由數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控、骨干網(wǎng)絡路由器、供用電調(diào)度中心等構(gòu)成，其彼此之間通過專用網(wǎng)絡實現(xiàn)互聯(lián)交互，以協(xié)同化的方式實現(xiàn)對智能電網(wǎng)的監(jiān)控和維護管理。在“自上而下”的用電調(diào)度系統(tǒng)框架中，調(diào)度方案應完成傳統(tǒng)型調(diào)度向數(shù)字化調(diào)度的轉(zhuǎn)變，從而保證電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行狀態(tài)。強化對智能電網(wǎng)負荷的動態(tài)監(jiān)控，提升負荷預測的精確度，并應用計量自動化系統(tǒng)，完成負荷分析與線損計算等［４］ 。

４．４ 配電網(wǎng)智能調(diào)度結(jié)構(gòu)方案及大數(shù)據(jù)計算實現(xiàn)

４．４．１ 實現(xiàn)方案

配電網(wǎng)智能調(diào)度結(jié)構(gòu)方案的數(shù)據(jù)載體支撐為智能數(shù)據(jù)中心，實現(xiàn)配網(wǎng)運行監(jiān)控系統(tǒng)與主網(wǎng)運行監(jiān)控系統(tǒng)之間的對接，使計量自動化系統(tǒng)、配電生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)、配電地理信息系統(tǒng)和營銷管理信息系統(tǒng)等能夠彼此交互，在數(shù)據(jù)資源方面實現(xiàn)有效關聯(lián)與共享，拓展延伸數(shù)據(jù)模型的覆蓋范圍，保障智能調(diào)度總體框架整體效果的不斷優(yōu)化。在配電網(wǎng)智能調(diào)度結(jié)構(gòu)實現(xiàn)方案中，應滿足數(shù)據(jù)交互與接口規(guī)范要求，對智能電網(wǎng)的實時載荷狀態(tài)保持穩(wěn)態(tài)監(jiān)視。選擇具有代表性的評價指標，對智能調(diào)度結(jié)構(gòu)方案效果進行評價分析。

４．４．２ 遺傳算法過程及技術實現(xiàn)

在諸多類型的智能調(diào)度算法中，遺傳算法具有獨特優(yōu)勢，其可在更加寬泛的范圍內(nèi)實現(xiàn)調(diào)度優(yōu)化。具體而言，遺傳算法首先應建立初始化種群，明確并設置各類參數(shù)，并對其予以編碼化操作，然后為各類特定參數(shù)進行賦值操作，體現(xiàn)適應度值的個性化差異，按照相應規(guī)則進行變異操作或交叉操作，直至得出遺傳算法的最終結(jié)果。在編碼中，應對智能電網(wǎng)數(shù)據(jù)信息的個體要素進行分別編碼，而非簡單的統(tǒng)一決策變量。初始化種群的建立，按照智能電網(wǎng)數(shù)據(jù)信息之間的關聯(lián)性，獲取局部最優(yōu)解，降低求解難度，改善技術實現(xiàn)效果。

４．４．３ 基于大數(shù)據(jù)計算的調(diào)度支持系統(tǒng)實現(xiàn)

在數(shù)據(jù)庫分工層面，應從大數(shù)據(jù)的基本特點與應用規(guī)律出發(fā)，分別建立主網(wǎng)模型和配網(wǎng)模型，收集與整合各類靜態(tài)參數(shù)和歷史統(tǒng)計結(jié)果，并進行實時數(shù)據(jù)采集和高速計算，將相應的計算結(jié)果存儲在時間序列數(shù)據(jù)庫中。在數(shù)據(jù)庫關聯(lián)層面，則應在關系數(shù)據(jù)庫和實時數(shù)據(jù)庫之間建立關聯(lián)，通過唯一標識，保證數(shù)據(jù)信息的一致性和同步性，并同步保持數(shù)據(jù)庫的彼此獨立性。為確保智能電網(wǎng)數(shù)據(jù)信息的集中收集與統(tǒng)一管理，應對調(diào)度支持系統(tǒng)的相關信息進行優(yōu)化整合，促進數(shù)據(jù)信息在全網(wǎng)共享［５］ 。

５ 大數(shù)據(jù)技術在智能電網(wǎng)應用中的前景展望

５．１ 強化數(shù)據(jù)驅(qū)動

大數(shù)據(jù)技術在智能電網(wǎng)中的應用需要以數(shù)據(jù)信息為基本支撐，尤其在未來智能電網(wǎng)建設節(jié)奏不斷加快的趨勢下，更需要強化數(shù)據(jù)驅(qū)動，以智能電網(wǎng)數(shù)據(jù)信息為基本導向，實施相應的電網(wǎng)運行管理策略。為優(yōu)化提升數(shù)據(jù)驅(qū)動的整體效果，技術人員應按照高質(zhì)量、有效益、可持續(xù)的原則，深挖數(shù)據(jù)信息的潛在價值，堅持數(shù)據(jù)交互關聯(lián)共享理念，強化關鍵數(shù)據(jù)技術科研攻關，持續(xù)提高能源效率，使智能電網(wǎng)更加符合大數(shù)據(jù)技術趨向要求。

５．２ 優(yōu)化電網(wǎng)規(guī)劃

電網(wǎng)規(guī)劃關系到電網(wǎng)建設事業(yè)的發(fā)展成效，更關系到電網(wǎng)建設的綜合效益，只有立足于大數(shù)據(jù)技術的核心價值，不斷拓展延伸電網(wǎng)規(guī)劃的綜合實效，才能進一步實現(xiàn)電網(wǎng)價值。因此，應對大數(shù)據(jù)技術進行深度應用，提升其與智能電網(wǎng)之間的契合度，并根據(jù)區(qū)域性用電特點與需求，細化分解電網(wǎng)規(guī)劃結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，對未來一段時間內(nèi)的用電服務需求進行準確預測，為廣大用戶提供更加清晰明確的服務，提升電網(wǎng)規(guī)劃的整體性、前瞻性和可行性。

５．３ 降低網(wǎng)絡耗損

在當前技術條件下，如何有針對性地降低電網(wǎng)損耗，強化用戶信息數(shù)據(jù)，開始逐漸成為廣大電力企業(yè)關注的焦點。在未來的大數(shù)據(jù)技術應用中，智能電網(wǎng)的運行將更加側(cè)重于降低網(wǎng)絡損耗，密切結(jié)合用戶服務需求、區(qū)域位置、用戶特點等，形成更加系統(tǒng)完善的損耗降低方案，為不同用戶提供專屬用電方案，在保障用戶基本用電需求的基礎上，減少智能電網(wǎng)運行過程中的損耗。依托大數(shù)據(jù)技術，未來的智能電網(wǎng)還可緩解用電高峰壓力，優(yōu)化電力資源配置［６］ 。

５．４ 實現(xiàn)用電管理智能化

用電管理智能化的實現(xiàn)需要以用電量預測為依據(jù)，持續(xù)滿足用戶的個性化需求，保障經(jīng)濟社會對電力資源的連續(xù)性需求。通過應用大數(shù)據(jù)技術，智能電網(wǎng)可根據(jù)以往用電數(shù)據(jù)信息找出其中的規(guī)律和關系，對用電量的變化趨勢進行有效預估，并形成具有可視化特征的數(shù)據(jù)模型，為調(diào)整優(yōu)化用電管理策略提供基礎參考。在該過程中，大數(shù)據(jù)技術還可推動泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設，為用戶提供優(yōu)質(zhì)高效的綜合能源服務。

６ 結(jié)束語

大數(shù)據(jù)技術的核心價值決定了其在智能電網(wǎng)體系中的應用地位。因此，技術人員應立足智能電網(wǎng)的客觀實際需求，建立健全基于大數(shù)據(jù)技術的智能電網(wǎng)運行管理模式，在更加寬泛的范圍內(nèi)整合優(yōu)化智能電網(wǎng)運行管理數(shù)據(jù)資源，強化標準化技術規(guī)范的應用，深入挖掘與整理有價值數(shù)據(jù)資源，提升智能電網(wǎng)管理人員綜合技能，為全面彰顯大數(shù)據(jù)技術的綜合效用奠定基礎，為促進智能電網(wǎng)事業(yè)高質(zhì)量發(fā)展貢獻力量。

參考文獻：

［１］ 夏盛海，金宇，楊攀，等．基于大數(shù)據(jù)分析技術的電網(wǎng)智能調(diào)控分析方法［Ｊ］．電力大數(shù)據(jù)，２０２２，２５（３）：５１?５８．

［２］ 沈夢雪，李屹然．基于云計算的大數(shù)據(jù)分析技術在智能電網(wǎng)中的應用［Ｊ］．無線互聯(lián)科技，２０２２，１９（１３）：１１７?１１９．

［３］ 王均，劉熠．大數(shù)據(jù)平臺下配電網(wǎng)智能化運維管控平臺的設計［Ｊ］．網(wǎng)絡安全技術與應用，２０２２（２）：１０８?１０９．

［４］ 趙云龍，傅文進，李沛．基于大數(shù)據(jù)的配電網(wǎng)運行風險智能預警方法［Ｊ］．自動化應用，２０２２（１）：１１６?１１８＋１２２．

［５］ 王琨，杜亮，馬來·對山拜，等．面向智能電網(wǎng)應用的電力大數(shù)據(jù)關鍵技術研究［Ｊ］．微型電腦應用，２０２１，３７（８）：１２３?１２６．

［６］ 袁佳琰．基于智能的配電網(wǎng)電力大數(shù)據(jù)三維場景可視化分析［Ｊ］．電力設備管理，２０２２（９）：６３?６６．

作者簡介：和乾（１９８１—），本科，講師，研究方向：計算機應用技術與教育。