关于电网调度大数据技术的发展研究

关于电网调度大数据技术的发展研究

邬中生

广东电网有限责任公司河源供电局广东河源517000

摘要：自进入二十一世纪以来，我国在经济领域、军事领域、科学技术领域等方面均取得了举世瞩目的发展成就，人们的生活水平与生活质量也有了很大的提升。此外，随着新能源技术的快速发展，在电网调度中涉及到的数据越来越复杂，类型也越来越多样化，因此，传统电网调度向智能电网调度的方向发展是一种必然趋势。在本文将从数据来源、数据特点以及应用趋势等方面对电网调度大数据进行分析与研究，并在此基础之上结合电网调度的需求对应用场景进行探讨。

关键词：电网调度；大数据技术；发展；研究

前言：随着信息技术的发展与完善，现代化的社会越来越注重智能化的发展，在电网调度中也开始向智能电网的方向发展，智能电网就是通过获取更多电能信息，对电的生产、传输、调度、分配以及消费等过程进行优化。在社会高速发展的同时，电网还可以在传输能源的基础上还可以完成采集数据、挖掘数据以及分析数据的工作，早日达成清洁发电、高效输电、动态配电、合理用电的目标。现如今，在电网调度中，相关设备的采集点数量日益增多，采样的频率也越来越高，此外，还对电网调度提出了实时进行变化采样的需求，不论是从电力数据的规模还是从种类的增长速度上来看，我国的电力行业已经开始向着大数据时代迈进。

1电力大数据的现状分析

改革开放，各行各业均取得了令人瞩目的进步与发展，但是在电力行业方面还有着很大的发展空间。近年来，我国关于电力大数据的研究工作才刚刚开始起步。我国于2012年成立了大数据团队以此来应对智能电网建设中的大数据挑战问题，并于次年由我国电机工程学会电力信息化专委会发布了《中国电力大数据发展白皮书》，这也是针对电力大数据问题所发布的第一部白皮书，同年，北京交通大学成立了电网调度大数据分析与处理的创新基地，为电网调度大数据的计算与分析搭建了一个良好的信息平台。

在信息爆炸的大数据时代，数据的重要性可以与自然资源、人力资源、物力资源所持衡，是一种非常重要的战略资源。而电网调度中心则是电网运行数据的心脏所在，保障电网运行与安全生产的宝贵信息就蕴含在其中，将这些宝贵的信息资源进行管理与分析，可以为电网调度的工作人员提供分析与决策的平台，将电网调度工作变为自动智能型的调度工作，实现安全、经济、优质、环保的智能化分析与决策，以此来提高调度运行工作人员对于电网的把控能力，同时又能在一定程度上对电网系统的安全进行维护与保障，从而提高电网调度的智能化管理水平。

2电网调度大数据的相关特征

2.1数据来源

随着电力行业的进一步发展与完善，智能电网的建设工作发生了很大的变化也取得了令人瞩目的发展成就，在原有的基础之上，电网调度环节的大数据在来源、种类以及规模方面都有了进一步的丰富与发展，关于电网调度中心的数据一共包括以下几种分类：

（1）基础数据

这一类数据主要是对电力设备固有属性数据相关参数、定值的描述，不仅包括一次设备、二次设备还包括自动化设备以及通信设备等。运用基础数据建立设备的台账，对每个设备的生命周期及运行健康情况实时监控，利用大数据智能的安排设备的定检计划。

（2）电网实时量测类数据

这类数据一般来说是智能电网得以运行的基础数据，主要承担的功能是采集电力数据，目前的量测系统主要有数据收集与监控系统SCADA、WAMS和高级测量体系三类系统。这三类数据量是最大的也是电网大数据的基础所在，在时间的发酵下可以累积成海量的历史数据。

（3）电网准实时应用类数据

这一数据主要包括预测计划类数据、报表数据以及监控预警类数据，它是由电网调度自动化系统生成的或者是由人工输入的数据组成的。不仅如此，在无人值守变电站的推广之下，电网准实时应用类数据还包括大量的视频监视与语音数据，这一类的数据随着电网调度应用的进一步丰富与扩展，数据来源、数据量、种类的变化是最大的。

（4）环境数据

在电网调度中的环境数据包括气候气象、地理地貌、国民经济、人口风俗以及用地类型等各种类型的数据信息。随着电网管理越来越精细，环境数据与电网运行数据之间的也会越来越密切，两者之间的联系也会越来越多，其应用也会越来越多，对电力规划有着重要的决策参考意义。

(5)调度管理数据

这一数据主要有：调度日常记录数据、设备异常数据及处理异常的数据、区域电网的特点及薄弱环节等，通过智能分析深挖这些数据对调度管理有一定的指导意义。

2.2应用特点

对于电网调度自动化来说，其最主要的基本功能就是监视控制功能，因此，在电网调度中最应该关注的就是实时应用与监控，但是智能化又是未来发展的必然趋势，因此，对智能告警、网络分析以及负荷预警等方面的研究工作会更加深入。除此之外，在电网调度工作中对于电网未来状态的预测的重要程度也应该有较大的提升，其中包括操作票安全校核、安全约束机组组合、安全约束经济调度以及供电风险预判等，做到经济与安全并重。

3电网调度大数据技术应用场景的有关分析

随着经济的进步与时代的发展，新能源资源得到了更广泛的应用，我国电网的发电、输电、调度、配电、用电形态与运营模式都发生了一系列的变化与改革。未来我国智能电网发展的主要方向是大规模集中式电源与大数量分布式电源相结合；大型骨干输电网与地方输电配电网、微网相结合；与此同时，未来电力信息与数据也开始向多元化、多向流动的方向发展，这些变化都会使得电网调度的安全性与经济性大大提高。

3.1电网调度大数据的应用架构

自我国进入电网调度新建设工作以来，相关电网调度系统越来越丰富，积累下来的数据数量也越来越大，电网调度工作之间的各大系统有了更密切的关联性，需要将各类的电网以及电网业务的准实类大数据与实时数据集成起来，电网智能调度大数据的应用架构如下图所示：

3.2多时间尺度的负荷特性参数在线辨识

在经济高速发展的同时，我国的电力事业也在发生深刻的变化，截止到2020年为止，我国电网将全面建成五纵六横特高压骨干网架，各电网之间的联系也会日益紧密起来，相互作用、相互之间的影响力进一步加强，与此同时也会带来大系统的安全风险防控方面的难题。在电网调度工作进一步发展的同时，电网之间的联系会产生极大的蝴蝶效应，一个小小的问题就有可能带来即为严重的灾难，因此，电网运行控制需要实时、准确的负荷模型的支持。利用大数据技术对SCADA与WAMS这两类数据进行综合分析可以对电网进行在线控制。

3.3互动符合大范围的广域优化调度

以往的电网调度与控制大多都是依靠发电机的调节来完成用电的平衡，但是这一方法并不能解决风电等间歇性能源的调控，因此，未来需求侧可控资源也十分有可能被纳入电网调度计划与实时控制体系。通过大数据技术可以对全网的负荷信息与需求侧可控资源信息进行综合分析，从而提高电网全局态势感知、快速精确分析以及全网统一控制决策的能力，不仅可以在一定程度上满足电网安全、经济、低碳环保的运行，也可以最大限度的实现资源优化配置与可再生能源的接纳。

(1)负荷预测

负荷预测工作对于维护电力系统的安全工作有着重要的意义，尽管负荷变化有着一定的周期性，但是也容易受到诸如天气、地理环境以及经济环境的影响。在未来的智能电网的发展下，电源形式会变得更加多元化，会对负荷预测工作提出更高的要求。一方面，新能源的介入会使得负荷预测的规律性有所差异，另一方面，负荷预测又会成为用户缴纳电费以及影响电流分布的基础，负荷预测工作的重要性进一步增强。因此，在负荷预测中要考虑到天气等其他影响因素，从而促进电力事业的发展。

(2)电网规划

电网规划又称输电系统规划，这是一种以负荷预测与电源规划为基础的工作，电网规划在满足各项技术指标的基础之上使输电系统的费用最小。在大数据背景下，相关部门应该培养专业技术人员，大数据时代的电力规划还涉及到计算机、社会经济、电子信息等多个专业。

(3)设备故障及处理

随着电力系统的高速发展，电力设备的保护技术也会在新阶段下面临新的挑战，将会沿着计算机化、网络化的方向发展，工作人员需要不断学习与总结电力常规设备的故障诊断技术与处理方法，共同推进新技术的引用与应用。

(4)电力供需平衡

随着我国经济事业的进步与发展，我国对于电力能源的需求量进一步加大，供需平衡是我们应该十分关注的内容。在大数据时代背景下，电力供需平衡工作更显重要，需要结合信息技术、电子科技等方面，共同促进电力事业的发展。

4总结

随着大数据分析、AI等信息新技术的深入发展，电网调度+大数据分析+AI将是未来的一个重要发展方向，电网智能调度将迎来前所未有的发展机遇。在电网智能调度价值体现的核心是数据资源、大数据分析与AI等方面的有机融合，本文从调度数据的特点为基础入手，对电网运行分析、调度决策、设备监视、设备故障及处理分析等方面进行探讨与研究，主要分析了大数据技术在提升电网调度业务智能化水平的潜在能力。

参考文献：

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