引言

電力能源是日常生活與企業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)。在電力系統(tǒng)發(fā)展初期,其就具備復(fù)雜多變、覆蓋范圍廣、管理工作難度大等特點(diǎn),在實(shí)踐運(yùn)行中,面對(duì)越來(lái)越多的數(shù)據(jù)信息,要想更好地管控系統(tǒng)運(yùn)行,必須要加大對(duì)數(shù)據(jù)分析技術(shù)的研究。在新時(shí)代背景下,傳統(tǒng)數(shù)據(jù)分析處理技術(shù)已經(jīng)難以適應(yīng)社會(huì)需求,為了向居民提供優(yōu)質(zhì)的電力服務(wù),必須要深層次探索大數(shù)據(jù)環(huán)境下電網(wǎng)的智能化與信息化發(fā)展,明確智能電網(wǎng)中電力大數(shù)據(jù)分析技術(shù)的內(nèi)容。

1智能電網(wǎng)與電力大數(shù)據(jù)分析技術(shù)的關(guān)系

簡(jiǎn)單來(lái)講,大數(shù)據(jù)是指無(wú)法在一定時(shí)間內(nèi)引用常規(guī)軟件工具對(duì)其內(nèi)容實(shí)施抓取、管理及處理的數(shù)據(jù)集合,具有規(guī)模性、多樣性及高速性等特點(diǎn)。而電力系統(tǒng)屬于社會(huì)經(jīng)濟(jì)與人類生活的基礎(chǔ)內(nèi)容,也具有大數(shù)據(jù)的典型特征。由于電力系統(tǒng)屬于人造系統(tǒng)最為復(fù)雜的一種,不僅包含廣泛的地理區(qū)域,而且需要傳遞大量能源,若在運(yùn)行期間發(fā)生故障,短時(shí)間內(nèi)將會(huì)產(chǎn)生不可估計(jì)的影響。這些內(nèi)容都與大數(shù)據(jù)特征相符。尤其是在智能電網(wǎng)的全面推廣中,電力系統(tǒng)的智能化與信息化水平越來(lái)越高,促使系統(tǒng)內(nèi)部?jī)?chǔ)備信息數(shù)據(jù)越來(lái)越多,如安裝在家庭和企業(yè)終端的智能電表收集的數(shù)據(jù):電力設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)時(shí)跟蹤調(diào)查發(fā)電機(jī)、變壓器及開關(guān)設(shè)備等內(nèi)容的運(yùn)行信息:對(duì)光伏與風(fēng)電功率實(shí)施預(yù)測(cè),必須掌握的歷史數(shù)據(jù)、氣象信息等。由此可知,在新時(shí)代背景下,電力企業(yè)要突破以往數(shù)據(jù)處理技術(shù)的制約,在明確自身發(fā)展需求的基礎(chǔ)上,合理運(yùn)用電力大數(shù)據(jù)分析技術(shù),不僅能快速獲取所需信息,而且符合電力行業(yè)發(fā)展需求。

2智能電網(wǎng)中的電力大數(shù)據(jù)平臺(tái)分析

2.1總體架構(gòu)

在智能電網(wǎng)中構(gòu)建大數(shù)據(jù)平臺(tái)整體架構(gòu),核心思想在于引用基于Hadoop文件系統(tǒng)的分布式文件處理系統(tǒng)作為大數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)框架,結(jié)合基于MapReduce的分布式計(jì)算技術(shù)作為大數(shù)據(jù)的處理框架,不僅能在系統(tǒng)中儲(chǔ)備PB、ZB級(jí)數(shù)據(jù),而且可以更好地查詢分析PB、ZB級(jí)數(shù)據(jù)。

不管是平臺(tái)中的存儲(chǔ)框架,還是處理框架,一般都會(huì)安裝在通用的虛擬機(jī)、操作系統(tǒng)等設(shè)備上,有助于充分展現(xiàn)應(yīng)用硬件的獨(dú)特優(yōu)勢(shì),如高拓展、低成本等,此時(shí)不管是PC機(jī),還是符合要求的普通服務(wù)器,都可以作為架構(gòu)的終端構(gòu)成單元。對(duì)大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)框架和大數(shù)據(jù)處理框架而言,兩者會(huì)從網(wǎng)絡(luò)層連接大數(shù)據(jù)訪問(wèn)框架,具體包含數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)工具Hive、計(jì)算機(jī)編程語(yǔ)言Pig等子模塊。

而大數(shù)據(jù)調(diào)度框架也有多個(gè)模塊,如日志收集系統(tǒng)Flume、數(shù)據(jù)序列化格式與傳輸工具Avro等。通過(guò)在平臺(tái)中有效組織與調(diào)度大數(shù)據(jù),有助于為實(shí)踐分析奠定基礎(chǔ)。企業(yè)級(jí)商業(yè)智能應(yīng)用系統(tǒng)具備報(bào)表查詢及分析等高級(jí)功能。

2.2電力大數(shù)據(jù)分析技術(shù)的應(yīng)用

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),大數(shù)據(jù)處理流程是指在引用輔助工具的基礎(chǔ)上,抽取與集成廣泛異構(gòu)的數(shù)據(jù)源,并根據(jù)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)存相關(guān)結(jié)果,而后運(yùn)用數(shù)據(jù)分析技術(shù)研究?jī)?chǔ)備數(shù)據(jù)信息,以此從中獲取有價(jià)值的信息。對(duì)當(dāng)前電力企業(yè)發(fā)展而言,大數(shù)據(jù)處理流程與傳統(tǒng)工作模式并沒(méi)有較大差異,最大區(qū)別是電力大數(shù)據(jù)需要處理更多非結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù),因此在很多環(huán)節(jié)都要運(yùn)用MapReduce等方式并行處理。以城市用電信息采集為例,其要運(yùn)用分鐘級(jí)的數(shù)據(jù)采集頻率,基本上控制在15min。換句話說(shuō),工作人員每小時(shí)就要采集4次信息。由于現(xiàn)代居民住宅的分布錯(cuò)綜復(fù)雜,若繼續(xù)沿用傳統(tǒng)數(shù)據(jù)收集方式不僅操作難度高,數(shù)據(jù)處理繁瑣,而且難以保障獲取數(shù)據(jù)的科學(xué)性和完善性。而在大數(shù)據(jù)分析技術(shù)的引導(dǎo)下,可以選擇兩種方式:一種引用重新布線的有線方式傳遞數(shù)據(jù)。此時(shí)不僅要投入大量資金,而且PLC不穩(wěn)定:另一種無(wú)線方式,如GPRs等都是系統(tǒng)可選的技術(shù)軟件。雖然當(dāng)前GPRS技術(shù)得到了大范圍推廣,但在內(nèi)外環(huán)境影響下,收集數(shù)據(jù)依舊存在遺漏現(xiàn)象,因此為了保障智能電網(wǎng)管理決策的有效性,必須加大對(duì)數(shù)據(jù)收集工作的探索,為電力大數(shù)據(jù)分析技術(shù)應(yīng)用提供依據(jù)。

3面向智能電網(wǎng)的電力大數(shù)據(jù)分析技術(shù)應(yīng)用分析

3.1數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)技術(shù)

因?yàn)橹悄茈娋W(wǎng)獲取信息的渠道非常多,數(shù)據(jù)分布范圍較廣,不同類型處理要求也有差異,所以在收集與管理中會(huì)受多種因素限制。通過(guò)在系統(tǒng)中運(yùn)用數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)技術(shù)可以有效解決這一問(wèn)題。通常情況下,智能電網(wǎng)處理數(shù)據(jù)會(huì)根據(jù)搜集、選擇、轉(zhuǎn)換等步驟進(jìn)行操作,因此運(yùn)用數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)技術(shù)主要分為3點(diǎn):第一,數(shù)據(jù)抽取技術(shù),在源系統(tǒng)中獲取數(shù)據(jù),再向其傳輸目的數(shù)據(jù):第二,數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換技術(shù),通過(guò)轉(zhuǎn)換獲取數(shù)據(jù),改變具體形式,并處理其中存在的錯(cuò)誤數(shù)據(jù):第三,數(shù)據(jù)加載技術(shù),加載轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù),并將其傳遞到源系統(tǒng)中有效儲(chǔ)存。由于數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)技術(shù)是一項(xiàng)非常關(guān)鍵的數(shù)據(jù)集成技術(shù),在智能電網(wǎng)數(shù)據(jù)搜集工作中占據(jù)重要地位,所以在企業(yè)革新發(fā)展中,必須要充分展現(xiàn)應(yīng)用技術(shù)的價(jià)值,只有這樣才能實(shí)現(xiàn)電力企業(yè)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。

3.2數(shù)據(jù)分析技術(shù)

大數(shù)據(jù)技術(shù)的根本驅(qū)動(dòng)力是將信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)據(jù),并通過(guò)分析數(shù)據(jù)獲取信息,而后提煉信息得到知識(shí),最終結(jié)合獲取知識(shí)為重要決策與行動(dòng)提供基礎(chǔ)保障。由此在大數(shù)據(jù)時(shí)代下,智能電網(wǎng)運(yùn)用的電力大數(shù)據(jù)分析技術(shù)要具備在大量數(shù)據(jù)環(huán)境中尋找有價(jià)值信息的能力,為決策者設(shè)計(jì)管理對(duì)策提供依據(jù)。確保電力企業(yè)在發(fā)展中擁有完善的企業(yè)規(guī)劃和部署,不僅能提高企業(yè)在市場(chǎng)中的競(jìng)爭(zhēng)力,而且可以為實(shí)踐發(fā)展提供不竭動(dòng)力。以美國(guó)太陽(yáng)能推廣案件為例,企業(yè)運(yùn)用數(shù)據(jù)分析技術(shù)收獲了大量用戶提供的反饋意見,并由此對(duì)太陽(yáng)能的推廣影響進(jìn)行了分析預(yù)測(cè),最終根據(jù)獲取信息提出了更加完善的管理決策。

3.3數(shù)據(jù)處理技術(shù)

這項(xiàng)技術(shù)包含分庫(kù)、分區(qū)及分表處理三方面。其一,分庫(kù)處理是指研究多個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù),并從中尋找應(yīng)用率較低的內(nèi)容,將其傳遞到系統(tǒng)平臺(tái)中:其二,分區(qū)處理是指科學(xué)劃分不同文件的類型,并依次記錄到通表中,以此控制大型表壓力影響,促使數(shù)據(jù)訪問(wèn)操作更加流暢:其三,分表處理是指按照數(shù)據(jù)處理原則,分類構(gòu)成數(shù)據(jù)表,以此減少單表工作壓力。同時(shí),這項(xiàng)技術(shù)還可以用來(lái)構(gòu)建縱列式和并行式數(shù)據(jù)庫(kù),不僅能提升數(shù)據(jù)加載的效率與質(zhì)量,而且具備全天候查詢功能。

3.4數(shù)據(jù)展現(xiàn)技術(shù)

在大數(shù)據(jù)平臺(tái)中,構(gòu)成電力數(shù)據(jù)展現(xiàn)技術(shù)的內(nèi)容分為三點(diǎn):可視化技術(shù)、歷史信息流展示技術(shù)及空間信息流展示技術(shù)。這些內(nèi)容在智能電網(wǎng)中有助于幫助員工更快掌握電力系統(tǒng)運(yùn)行情況。其中,可視化技術(shù)能實(shí)時(shí)監(jiān)控電網(wǎng)工作,優(yōu)化整體系統(tǒng)運(yùn)行的自動(dòng)化水平:空間信息流展示技術(shù)能遠(yuǎn)程操控網(wǎng)點(diǎn)數(shù)據(jù),為數(shù)據(jù)操作設(shè)計(jì)有功與無(wú)功的調(diào)節(jié)功能。通過(guò)構(gòu)建全方位的電網(wǎng)可視化方案,不僅能獲取多信息源數(shù)據(jù),如電網(wǎng)模型、地理數(shù)據(jù)、調(diào)度實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)等,而且可以根據(jù)實(shí)際地理圖了解電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)。在這一過(guò)程中,可視化技術(shù)為智能電網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)視提供了新模式,既能完善了解電網(wǎng)各設(shè)備、區(qū)域及用戶用電狀態(tài),又可以控制調(diào)度運(yùn)行構(gòu)成的風(fēng)險(xiǎn)。

4結(jié)語(yǔ)

綜上所述,在智能電網(wǎng)建設(shè)中,電力企業(yè)為了保障系統(tǒng)運(yùn)行質(zhì)量,提高經(jīng)濟(jì)效益,開始積極運(yùn)用電力大數(shù)據(jù)分析技術(shù)。通過(guò)構(gòu)建基于智能電網(wǎng)的電力大數(shù)據(jù)平臺(tái),合理運(yùn)用大數(shù)據(jù)分析技術(shù),有助于為電力企業(yè)決策提供有效依據(jù),提高居民用電質(zhì)量。