面向大数据的电力通信平台设计与实现

来源:用户上传      作者:

　　【摘要】 电力通信平台的高效性和安全性关系到社会基本民生问题，因此，无论是在我国还是在国际上，“如何进一步推动电力通信平台的发展”一直以来都是相关领域专家学者热议的问题。高效智能的自动化电力通信平台能够有机联合智能电网系统中的各个模块，从而确保智能电网系统的正常运行。目前我国电力通信平台更注重高效性而忽略智能化，因此智能化管理很难实现。本文将在大数据概念基础之上，具体分析构建面向大数据的电力通信平台的设计和应用。
　　【关键词】大数据 电力通信平台 设计 实现
　　一、电力通信平台概述
　　2016年是“十三五”开局之年，是我国能源产业结构调整、能源消费转型的攻坚之年，更是电力体制改革稳步推进之年。电力行业作为关系到国家能源安全、经济发展、社会稳定的基础产业，深化电力改革、推进能源革命意义重大，影响深远。随着我国电力事业的不断发展，电网覆盖面的不断深入和扩大，智能化电力通信平台的构建工作迫在眉睫。电力通信平台同电网调度自动化系统、继电保护及安全稳定控制系统一起构成电力系统的三大组成部分，是保证电力系统稳定、安全、经济运行不可或缺的三大支柱，更是电网调度自动化、网络运营市场化和管理现代化的基础。而智能化电力通信平台的构建能够让面向设备的人工管控方式转变为面向系统的自动管控方式。由于电力行业是一个对安全性、可靠性、准确性和快速性要求极高的行业，而我国又对电力行业予以高度支持，因此，具备发展通信特殊资源优势的电力公司都会独立自主的构建电力通信平台。
　　二、电力大数据概述
　　大数据是一个笼统的概念，不同行业的大数据涉及的内容也不一样，而电力行业大数据则主要指发电、输电、变电、配电、用电和调度各个环节中涉及到的数据资料总和，是跨专业、跨单位、跨业务的将一些不可视的数据进行充分挖掘和分析，再通过技术手段转化为可视化数据，对电网系统进行智能化调控。而大数据理念、技术和方法在电力行业的具体实践则构成了电力通信平台。目前，电力大数据分为非结构化和结构化数据两种，非结构化数据随着智能电网建设的不断深入和发展，呈现出逐年递增的趋势，并且具有数据数量大、数据类型多、处理速度快、精确性高和价值大这五大特征。电力大数据的发展已经成为电力行业的重要战略目标，国家和相关企业都予以高度重视，截止到2013年，国家电网在北京亦庄、上海、陕西建立了三个大数据中心，其中北京亦庄大数据中心已安装超过10200个传感器，每个月可节约的能耗价值大概为30万元。而截止到目前为止，大数据中心建设工作更是推广到各大城市，并为我国节省了大量能源资源。
　　三、面向大数据的电力通信平台的功能与优势
　　1、利用电力大数据监控电力设备运转
　　面向大数据的电力通信平台具有实时采集数据的功能，通过通过监测电力设备和电网状态，获取相应的数据资料，然后结合智能化设备设置的数据分析公式以及相关判定标准，能够监测和判断电力设备和电网是否处于正常稳定的运行状态之中，是否出现负荷现象，是否达到最佳经济性能。面向大数据的电力通信平台的应用可以有效解决人工监控的滞后性和迟钝性问题，让电力设备和电网状态处于实时监控状态中，从而能够及时有效的发现问题和解决问题，极大的提高了管理员的科学化管理水平。其次，为了最大程度的减少不必要的能耗，达到最高经济效益，就必须在电力设备和电网处于正常云状的状态下，将电力负荷和电网频率控制在最稳定和最佳状态。在没有大数据之前，我们很难对其进行实时且灵活的调控，而应用了面向大数据的电力通信平台之后，我们可以通过实时监控和调配技术，让电力系统始终处于最佳状态，从而大大提高经济效益和运行效率。
　　2、利用电力大数据对电力系统进行故障处理
　　通过面向大数据的电力通信平台对电力设备和电网状态进行实时监控，可以及时甚至提前发现电力系统中存在的问题，然后通过数据分析结果结合相应的故障处理技术，智能化的进行故障处理。相对于人工监控和处理，大数据电力通信平台具有以下优势：首先，可以快速对故障进行反应和解决，极大的提高了服务水平，也优化了客户体验，避免给客户带来不必要的麻烦；其次，防患于未然，实时乃至提前发现和处理问题，可以避免因为电力系统某些故障导致的损失；最后，因为电力大数据平台具有根据历史数据分析当前工作状态的优势，因此可以大大减少电力系统可能出现的故障隐患。
　　四、面向大数据的电力通信平台的整体设计
　　1、必须具备三大基本能力。首先是数据分类和存储能力，能够有效甄别和分析传统电力通信系统中交换的信息和指令，提取有效信息并存储电力系统正常运转、电力设备正常工作、电网负荷不超标等状态下的有效数据，从而运用到电力系统监控中，通过数据比较及时发现可能出现的隐患问题；其次，适应多种通信协议的能力，分布式网络已经成为智能电网发展的大趋势，因此面向大数据的电力通信平台必须具备适应多种通信协议的能力，从而能够自动识别不同的通信协议，并且在不同的同性协议中进行有效转换，从而确保用户体验，能够监控异构电力网络；第三，与数据中心对接的能力，电力数据中心是建立在电力大数据基础之上的集约化信息存储和分析系统该系统不仅包含各种数据库，例如电力系统运行和状态数据、电力设备和人员数据等，还拥有各种软件系统，能够监控、分析、存储和预测电力信息。因此数据中心可谓是电力系统运行的大脑和指挥中心，因此，面向大数据的电力通信平台必须具备和不同型号数据中心对接实现智能化通信的能力。
　　2、三大管理系统相结合。三大管理系统指的是电网运行管理系统、企业管理系统和用户管理系统。电网运行管理系统实现对电网运行和电力设备的实时监控，并进行故障诊断、调度分析和解决新能源并用；企业管理系统即帮助电力生产企业进行战略性部署，包括企业资产管理、员工工作部署、企业设备故障检测等；用户管理系统即实现对用户用电的智能采集计量、电子收费服务、实时监控和用电需求预测。 　　五、面向大数据的电力通信平台的具体实现
　　1、对内优化管理模式。曾有实验得出，每当数据利用率调高10%，便可使电网提高20%～49%的利润。由此可见，电力行业大数据对于电力企业盈利与控制水平的提升有很高的价值，所以对内要运用大数据优化管理模式。首先，将大数据应用于基建决策，通过大数据分析并决策电力企业基础设施的选址和建设。例如：丹麦风电公司VESTAS计划将全球天气系统数据与公司发电机数据结合，利用气温、气压、空气湿度、空气沉淀物、风向、风速等数据以及公司历史数据，通过使用超级计算机及大数据模型解决方案，来帮助其风力发电机的选址，从而充分利用风速、风力、气流等因素达到最大发电量，并减少能源成本。其次，将大数据应用于客户分析。通过面向大数据的电力通信平台采集到的用户数据，分析不同用户的用电需求和用电行为，从而对用户进行市场细分，并针对不同分类进行个性化营销和服务，从而提高服务质量和经济效益。第三、将大数据应用于市场分析。通过面向大数据的电力通信平台采集到的外部数据，分析用电需求与天气、交通以及电价等因素之间的关系，从而构建用电需求的预测模型，积极主动的把握市场动态。第四、将大数据应用于智能控制。通过面向大数据的电力通信平台采集到的内部数据，分析得出电网系统最优状态下的数据表，通过实时对比分析，实现实时监控、在线检测、应急指挥和故障维修等功能。
　　2、对外丰富增值业务。首先，利用大数据提供增值服务。例如：通过向用户提供年度用电明细表，可以让用户更加了解自身用电习惯并做出适时调整，也能够让电力收费过程更加民主透明；其次，利用大数据进行经济指导。用电数据作为重要的经济先行数据可以看做一个地区经济运行的风向标，因此可以用来进行经济指导，让投资者进行更加精准的投资。例如：将电力大数据中的用户用电信息与人口调查信息、地理气象信息等进行有机整合和对比，可以反映出用电量与人均收入、建筑类型等之间的关系。从而更准确地反应该区经济状况及各群体的行为习惯，以辅助投资者的决策，也可为城市和电网规划提供基础依据。
　　六、小结
　　社会发展离不开电，国家富强离不开电，民生大计更是离不开电，因此，我们一定要重视面向大数据的电力通信平台的发展。
　　参 考 文 献
　　[1]黄彦浩，于之虹，谢昶，史东宇.周孝信电力大数据技术与电力系统仿真计算结合问题研究[J].中国电机工程学报，2015-01-21.
　　[2]彭小圣，邓迪元，程时杰，文劲宇，李朝晖，牛林.面向智能电网应用的电力大数据关键技术[J].中国电机工程学报，2015-01-21.
　　[3]王德文，孙志伟.电力用户侧大数据分析与并行负荷预测[J].中国电机工程学报，2015-02-05.
转载注明来源:https://www.xzbu.com/1/view-11291577.htm