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大数据技术在电力调度中的应用
摘要:在信息技术快速发展的过程中,大数据技术应运而生,推动各个行业向智能化与自动化方向发展。作为国民经济的支柱之一,电力行业应用大数据技术有利于提高电力服务水平。电力调度是电力企业的重点工作,灵活应用大数据技术有利于提高电力系统运营管理水平、提高电网运行质量,因此应当将大数据技术应用在电网运行监控、电力负荷优化等各个环节当中,提高电力调度的效率与质量。
关键词:大数据技术;电力调度;智能监控
前言:
随着经济水平与人民生活水平的提升,人们对电力的需求不断攀升,也对电网运行质量提出了更高的要求。加强电力调度管理有利于增强供电稳定性,而应用大数据技术有利于加强电力调度管理,因此本文将对大数据技术在电力调度中的应用进行简要分析。
1.大数据技术与电力调度分析
1.1大数据技术
大数据属于IT行业的术语,又被称之为巨量资料,指的是所涉及的资料量较大,无法利用传统的软件进行处理,需要利用新的处理模式进行处理的信息资产【1】。大数据技术就是利用信息技术处理海量的数据,具有大量、高速、多样、真实性以及低价值密度等特点。目前,大数据主要包括结构化数据、非结构化数据以及半结构化数据等,其中非结构化数据的量较多。随着技术的发展,大数据的发展呈现出了数据资源化、与云计算深度结合、突破科学理论、成立数据科学与数据联盟、数据泄露泛滥、数据管理转变为核心竞争力、数据生态系统复合化程度加强等趋势。
1.2电力调度
电力调度指的是电力管理手段,主要目的是增强电网运行的安全性、增强供电可靠性、保障电力生产工作的顺利开展。电力调度人员需要根据信息采集设备所采集的数据信息并结合电网运行的各项参数综合分析电力生产工作的情况,合理判断电网运行的安全性与经济性,之后再通过系统进行操作指令的发布,让现场人员进行相关调整,从而保障电网的稳定运行。
2.在电力调度中应用大数据技术的意义
2.1有利于实现电力系统的智能化与自动化发展
在信息化时代中,电力系统的智能化与自动化发展已成为电力系统的发展趋势。在电力系统智能化与自动化水平不断提升的过程中,只有完善智能化的电力调度中心才能够满足需求,对电网运行进行实时监控,增强电力系统的安全性与稳定性。电网运行会产生大量的数据,加强电网监控的本质就是处理电网运行数据。在挖掘和分析数据的过程中应用智能化预警系统可以降低电网负荷,保障电网稳定运行,而应用大数据技术就可以实现这一目标,因此在电力调度工作中应用大数据技术可以提升电力系统的智能化与自动化水平【2】。
2.2有助于电网故障监测
近年来,人们的生活与生产活动越来越多,对电力的需求也越来越多,加大了电网运行负荷,导致电网运行过程中出现了很多不稳定因素。为了保障电网的安全运行,电力调度人员需要利用大数据库技术监控和诊断电网运行的实时状态,通过数据共享追踪和定位具体的故障区域,提高故障处理效率。
2.3有利于提高电力服务质量
大数据技术的预判性较强,电力调度人员可以利用大数据技术综合分析各项数据,为电力供给计划以及电网检修计划的制定提供数据参考,有利于提高电力调度的效率与质量,实现电力资源的优化配置,增强供电稳定性,减少停电等情况的发生,为电力用户提供更优质的电力服务。例如,电力调度人员可以利用大数据技术综合分析用户的历史用电数据,明确电力用户的实际需求,并根据区域的用电情况制定错峰供电计划,降低电网负荷,减少电网故障的发生。
3.大数据技术在电力调度中的具体应用
3.1电力大数据核心技术的应用
电力大数据核心技术主要包括数据分析技术、数据处理技术、数据集成管理技术以及可视化技术等。第一,数据分析技术主要包括机器学习技术与数据挖掘技术,其中机器学习技术可以检测电力设备的运行稳定性,数据挖掘技术可以预测电力系统的运行状态。电力调度人员可以利用数据分析技术综合分析和挖掘电网在运行过程中产生的海量数据,提高分析结果的质量,为电力调度提供数据参考。第二,数据处理技术结合了计算机技术与大数据技术的优势,主要包括分布式计算技术、内存计算技术以及分布式数据流处理技术。电力调度人员可以利用数据处理技术进行数据信息的动态处理。第三,电力调度人员可以利用数据集成管理技术收集电网运行中产生的海量数据,并通过转变旧数据获取更多的新数据,为电力调度提供帮助。第四,电力调度人员可以利用可视化技术进行数据的图形式处理,增强数据处理的直观性。
3.2在电网运行智能监控中的应用
在电网运行时,电力调度人员可以在电力调控中心中应用大数据技术实时监测电网运行数据,明确电网运行中的异常数据,综合分析电网运行中的问题,对电网运行进行智能化监控。例如,电力调度人员可以利用ETL当中常用的Kettle工具抽取数据,并利用集群方式优化工作部署以及Postgre等数据源【3】。同时,电力调度人员可以利用SQL语句以及Java脚本进行数据清晰,并在电子日志当中存储电网运行的监控数据。电力系统越来越复杂,需要的电力设备逐渐增多,产生的数据越来越多,若想提高电力调度的实效性就应当促进智能电网的发展,提高大数据技术的应用效率与质量。
3.3在电力负荷调控中的应用
一直以来,我国采用的都是火力发电等传统的发电方式,但是这种发电方式会对生态环境造成一定的影响。之前,我国过于注重经济的发展,忽视了生态环境的保护,而当前我国深刻认识到了保护生态环境的重要性,认为需要在发展经济的同时保护环境,即发展绿色经济。而绿色经济体现在电力行业就是利用太阳能、风能等清洁能源进行发电,从而减少发电这一环节对环境的影响。太阳能、风能等能源虽然具有较强的环保性,但是间歇性也比较强,过度依赖自然环境,不受认为控制。因此,若将传统的火力发电与新能源发电结合起来,会给电力调度工作带来巨大的挑战。而应用大数据技术可以使电力调度技术更适应电网的发展,有利于提高电网负荷信息的处理效率,优化电力负荷调控。例如,电力调度人员可以在Hedoop分布式文件系统当中利用大数据技术构建HBase数据库,从而实现数据的自动切分与动态增加,提高数据处理质量。
3.4在电力系统智能预警中的应用
大数据技术在电力系统中的应用主要体现在智能预警当中。之前,电力系统的安全预警主要依赖评估预案以及离线计算等方式,电力调度人员需要利用这些方式预测电力系统的运行状态。但是,评估预案以及离线计算等方式的安全预警效率较低,效果也比较差,无法准确进行安全预警,而利用大数据技术进行电力系统的智能化与自动化管理可以提高安全预警的效率与效果,及时发现电力系统当中的问题,保障电力系统的稳定运行。例如,电力调度人员可以利用大数据技术当中的数据分类存储处理技术以及仿真统一计算技术分析电网运行中产生的数据,及时发现电网运行中的异常数据并追踪和定位故障区域,明确发生故障的具体位置。同时,电力调度人员也可以利用大数据技术生成电网运行评估方案,通过有效措施处理电网当中的问题和故障。
3.5在电网检修中的应用
电力系统愈加复杂,加大了电网检修与维护的难度。首先,利用传统的技术无法有效诊断电网故障,导致电网故障的诊断效率较低,甚至会出现长时间停电或大范围停电等情况,降低了供电质量,影响到了用户的正常用电。而利用大数据技术可以对电网运行情况进行动态监测与诊断,也能够自动定位故障具体区域,可以为故障检修提供数据参考。其次,利用大数据技术可以优化电网计划检修工作,避免出现长时间停电等情况。电力调度人员可以利用大数据技术整合用户的用电需求以及电力设备缺陷等数据信息,之后统一安排电网检修工作,并提前通知用户停电时间,减小电网检修的影响。
4.在电力调度中应用大数据技术的思路
4.1构建智能电力调度大数据系统
近年来,我国逐渐将云计算、大数据、网络通信等技术应用在电力系统当中,加强了智能电网建设,但同时对电力调度的要求也越来越高。在大数据时代中,电力调度系统产生的数据量较大,传统的电力调度技术无法增强电力调度的科学性,而应用大数据技术可以提高数据处理效率和质量。因此,电力企业应当构建智能电力调度大数据系统(如图一所示),并根据实际情况完善系统的功能,利用大数据进行智能化与自动化的电网管理工作。
4.2加强特性参数在线辨识
当前,我国仍在不断优化“五纵六横”高压电网骨架,加强了华北、华东以及华中等区域之间的电网影响,但是也带来了一定的安全挑战。在高压电网骨架当中若任何一个环节出现了问题都会造成严重后果。这就需要设计先进的电力负荷模型,从而满足电网的实际需求。现场负荷模型的缺点较为突出,主要体现在数据收集的效率与准确性低等方面上。相比于这一模型,SCADA技术的稳定性较强,再应用WAMS技术便可以动态监控电网的运行情况,有利于推动智能化电网的发展。在应用时,电力企业需综合分析SCADA系统以及WAMS采集技术,满足“五纵六横”高压电网骨架的需求。
4.3进行广域优化调度
之前,电力调度人员在进行电力调度工作时需要调整对应的电机组,在这种情况下,若风电间歇性能源的容量较高,只调整电机组无法有效实现电力调度。未来,在“五纵六横”高压电网骨架的影响下,电力企业也会将很多可控资源融入到电力调度系统当中,应用传统的电力调度方式无法满足电力调度的需求。而在电力调度系统当中应用大数据技术可以实时监控电网的负荷信息,根据资源优化配置这一原则进行大范围的广域电力调度,提升电网的统一能力、控制能力以及决策能力,保障电网的安全运行。
4.4加强监控设备全生命周期管理
在智能电网不断完善的过程中,在进行电力调度时需要操控的电气元件不断增加,产生了大量的数据。例如,SCADA这一个系统一年就可以产生1.24TB数据,WAMS一年可以产生500TB的数据。利用传统的数据处理方式会忽略很多数据,并无法从数据当中获取有价值的信息。而利用大数据技术与云计算技术可以快速处理海量数据,帮助电力调度人员掌握电力系统的运行情况,并根据实际情况进行电力调度,提高电力系统的运行质量。同时,电力调度人员可以利用大数据技术实时监控电力设备并分析设备的运行趋势,增强电力设备运行的安全性与可靠性,降低运行维护成本,为电力调度工作提供更多的智能调度数据。
结语:
在电力调度中应用大数据技术可以满足电力系统智能化与自动化发展的需求、增强电网运行的可靠性并提高电力服务质量,因此电力企业应提高对大数据技术的重视程度,将大数据技术应用在电网运行实时监控等工作当中,并构建智能电力调度大数据系统、完善特性参数在线辨识等功能,提升电力调度的智能化与自动化水平,促进电力行业的长远发展。
参考文献:
[1]程明, 何宝华.大数据技术在局域电网电力调度中的应用分析[J].百科论坛电子杂志, 2018, 001(019):403.
[2]赵莹, 代飞.大数据技术在电网运营管理中的应用研究[J].电子技术与软件工程, 2018, 010(005):P.194-195.
[3]江浩, 邓翔, 黄斌,等.有关大数据的电力信息通信预警技术分析[J].网络安全技术与应用, 2020(1):2.

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