由于配電系統(tǒng)設備的數(shù)字化與智能化,大數(shù)據(jù)應用于傳統(tǒng)電力行業(yè)正在發(fā)生深刻變化。以智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)為基礎為用戶提供優(yōu)化調度、需求響應等服務。在此背景下,論述了大數(shù)據(jù)在現(xiàn)代智能配電網(wǎng)領域的概念特征,闡述了幾種典型的智能配電網(wǎng)大數(shù)據(jù)場景分析,根據(jù)智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)的技術和特點說明了數(shù)據(jù)分析方法。最后,展望了大數(shù)據(jù)技術在智能配電網(wǎng)應用帶來的新的機遇與挑戰(zhàn)。
隨著現(xiàn)代計算機信息技術的不斷發(fā)展,大數(shù)據(jù)應用在電網(wǎng)運行智能化、信息化趨勢中得到了越來越多的關注,也逐步成為電力產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個重要技術創(chuàng)新領域。大數(shù)據(jù)具有 4 個特點,即高速度(Velocity)、大容量(volume)、價值密度(Value)和多樣性(Variety)。大數(shù)據(jù)系統(tǒng)是實時處理,數(shù)據(jù)的處理方式是從結構性數(shù)據(jù)轉向了非結構性數(shù)據(jù)。一般方式中,關系式數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)結構對大數(shù)據(jù)系統(tǒng)進行處理顯得很困難。
電力系統(tǒng)的規(guī)模越來越大,大數(shù)據(jù)的應用環(huán)境也越來越多。需要針對大數(shù)據(jù)在配電網(wǎng)中的應用做進一步的探究,由此為大數(shù)據(jù)技術在智能電網(wǎng)中的應用提供保障。
1、智能配電網(wǎng)大數(shù)據(jù)特征來源分析
智能電網(wǎng)的運行取得了豐富的數(shù)據(jù)源,采用大數(shù)據(jù)系統(tǒng)有廣泛的應用。目前,大多數(shù)地市擁有各種各樣基于計算機數(shù)據(jù)庫的管理系統(tǒng),數(shù)據(jù)源來自電網(wǎng)系統(tǒng)的輸電調度自動化系統(tǒng)、變電配電自動化系統(tǒng)、電能質量監(jiān)測系統(tǒng)、電網(wǎng)環(huán)境系統(tǒng)、負荷控制系統(tǒng)、配變負荷的監(jiān)測系統(tǒng)、地理信息GIS系統(tǒng)、用電信息的采集系統(tǒng),還有企業(yè)資源 ERP 系統(tǒng)、營銷業(yè)務管理系統(tǒng),客服系統(tǒng) 95598,以及來自經(jīng)濟社會類的數(shù)據(jù)等 。
2、智能配電網(wǎng)大數(shù)據(jù)場景分析
基于有源配電網(wǎng)規(guī)劃的負荷預測。未了實現(xiàn)對電力負荷的時間分布和空間分布預測,為規(guī)劃設計、電網(wǎng)運行調度提供依據(jù),提升決策的準確性和有效性,將體量更大、類型更多的電力大數(shù)據(jù)作為分析樣本。
配電網(wǎng)運行狀態(tài)評估與預警。基于大數(shù)據(jù)技術的配電網(wǎng)運行狀態(tài)評估與預警主要包括以下 4 個方面。
(1)對配電網(wǎng)的供電能力進行評價,如容載比、線路間負荷轉移能力等。當供電能力不能滿足負荷需求時,根據(jù)負荷重要程度、產(chǎn)生的經(jīng)濟社會效益以及歷史電壓負荷情況,進行甩負荷。
(2)對配電網(wǎng)可靠性和供電質量進行評價,如負荷點故障率、系統(tǒng)平均停電頻率、系統(tǒng)平均停電時間、電壓合格率、電壓波動與閃變、三相不平衡度等參數(shù)。
(3)對配電網(wǎng)進行安全性評價,如電力系統(tǒng)的節(jié)點電壓水平、主變和線路負載率等。
(4)對配電網(wǎng)經(jīng)濟性進行評價,如線損率和設備利用效率等。
基于有源配電網(wǎng)的電能質量監(jiān)測與評估。基于大數(shù)據(jù)的有源配電網(wǎng)電能質量監(jiān)測和評估包括以下 2 個方面。
(1)有源配電網(wǎng)電能質量分析與監(jiān)測。面對出現(xiàn)的電能質量問題,近年來產(chǎn)生了許多綜合分析法。但是,基于傳統(tǒng)電能質量分析方法的電能質量監(jiān)測裝置面臨性能差、精度低、智能化程度低等問題,需研究高性能的電能質量分析方法,開發(fā)實時在線的電能質量監(jiān)測系統(tǒng)。
(2)有源配電網(wǎng)電能質量評估。加入大規(guī)模的結構化、非結構化的數(shù)據(jù),為電能運行的質量進行評估;加入有源配電網(wǎng)電能的質量評估指標,通過挖掘電能質量監(jiān)測系統(tǒng)的采集數(shù)據(jù),揭示以前由于分析成本太高而忽略的信息,為電力企業(yè)和電網(wǎng)用戶提供了網(wǎng)架結構分析、無功源的配置方案合理性分析、敏感負荷安裝位置分析、監(jiān)測點配置方案等高附加值服務,這些增值服務有利于加強電網(wǎng)安全、電網(wǎng)穩(wěn)定,使得電網(wǎng)經(jīng)濟運行。
3、配電網(wǎng)大數(shù)據(jù)分析方法
(1)配電網(wǎng)大數(shù)據(jù)快速分析。分布式并行計算技術為供電企業(yè)和用戶提供大量的高附加值服務,為大規(guī)模復雜配電網(wǎng)分析計算提供強大的支撐。這有利于電網(wǎng)安全監(jiān)測與控制,包括供電與電力調度決策支持、故障預警與處理、更準確的用電量預測等。還有電力企業(yè)精細化運營管理、客戶用電行為分析與客戶細分,以及更加科學的需求管理等。
(2)配電網(wǎng)數(shù)據(jù)特征聚類。聚類可用于將數(shù)據(jù)分割成多個類或子集,在聚類分析中類的數(shù)量是未知的。常見的聚類方法有層次聚類法、劃分聚類法、網(wǎng)格聚類法、智能聚類法以及基于模型的聚類法等。根據(jù)配電網(wǎng)大數(shù)據(jù)的特征和不同聚類方法的適用范圍,通過研究基于配電網(wǎng)的時空特性,數(shù)據(jù)聚類方法,提出相應的解決方案。
結語
電力信息化建設利用大數(shù)據(jù)技術,在企業(yè)數(shù)據(jù)共享的平臺下獲取電力企業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)、管理數(shù)據(jù)、地形地貌數(shù)據(jù)、水資源數(shù)據(jù)等有效數(shù)據(jù),能夠提煉準確的、有價值的數(shù)據(jù),能夠為管理效益、決策能力提升提供有效幫助。
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原文標題:淺析智能配電網(wǎng)中的大數(shù)據(jù)應用
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