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1、关于大数据关键技术在电力领域的应用安科瑞电气股份有限公司上海嘉定201801摘要：文章结合当前电力企业运营的实际情况，阐述了大数据在电力企业运营中的应用特点，进而就电力大数据关键技术进行了讨论，并提出了大数据价关键技术的应用情况，为今后电网运行管理工作提供数据支撑。关键词：大数据技术；电网运营；物联网技术；可视化技术目前，在电网运营经过中，将会涉及到诸多数据，包括数据源、异构、海量等，故将大数据新技术引入电网运营经过中，是发展智能电网的必然条件。随着我国智能电网的建设规模不断扩大，电网营销系统、资产系统、人才资源系统、财务系统、综合系统、协同和决策系统等6+1系统在电力各个领域中得到了广泛应用
2、。这些系统是我国电力大数据的重要;，推动了电力行业的迅速发展。因而，本文讨论基于电力大数据关键技术及应用具有重要的意义。1电力企业运营中的大数据概述目前来讲，我国部分电力企业已建成并拥有生产、GIS、投资计划、项目、物资、基建、财务、营销、人力资源、客户等一批信息化管理系统，实现了业务全覆盖，并构建资产全生命周期管理、客户服务等的企业管理体系。然而从企业管理的角度分析，目前的信息化平台建设仍有缺乏之处。首先，企业级运营管控体系缺少总体规划，各业务系统的核心数据未实现整合和应用，无法为企业管理层带来客观准确的业务定位、管理对象、监测及分析方法。其次，面向公司领导，企业经营指标等数据仍采用手工上报
3、方式，无法实现指标的实时监控。后，平台缺乏集约能力，无法合理地运用当代化技术去充分展示公司良好形象。因而，为提升电力企业运营效率和效益，需要结合国际先进的云大物智移技术，搭建专业级的数字化运营管理工具。1.1大数据的;在电网运营管理经过中，其数据类型主要分为基础数据、运营数据、管理数据和外部数据等几种：其中，基础数据、运营数据、管理数据储存于电力系统之内，基础数据指的是电力设备参数和属性。运营数据包括客户信息、用电量和售电量等。管理数据主要是指一体化平台数据。而外部数据是指地理、气象、法律等数据，储存于电力系统之外。1.2数据特点1数据量较大。据不完全统计，我国的电力生产、运行、管理数据已到达
4、20PB，相当于950个国家图书馆的数据量。2数据类型诸多。在电网运营经过中，涉及到的大数据类型诸多，包括用电量、视频数据、音频数据、报表数据以及95598工单数据等。3具有一定的实时性：在电网数据收集经过中，通过采用监控系统SCADASupervisoryControlAndDatacquisition，并以秒为单位进行数据收集。4以构造化数据为主。电网数据主要以构造化数据为主，主要将电网数据存储在数据库中，其中构造化数据分为非构造化数据和半构造化两种数据。这两种数据主要在电力企业生产、物资、财务、营销、客户管理应用较多。2电力大数据关键技术2.1物联网技术平台通过智能感悟、识别技术与普适计
5、算等通信感悟手段，对物体进行实时收集及监控，构成一个智能物联网络体系，为监控业务提供实时的管理和控制能力。在生产领域，平台以无人机、电网自动化设备、可视化移动作业终端为载体，通过使用其嵌入式系统技术、流媒体及传感器技术，实现视频的在线监控实时调取，并对电网的负荷曲线趋势监控，对监测到的故障及风险提早消缺提早预防，保障电网的安全稳定运行。2.2大数据技术平台涵盖大规模数据同步、海量数据存储建模、基于深度学习数据挖掘等技术，实现资产、营销、人资、财务、客户等相关的12个信息系统核心数据的抽取、整合、统计、分析，实现全指标数据的直采直送。大规模数据同步技术，平台主要体现为针对6+1系统及本地化业务系
6、统存在不同的系统架构与底层开发语言难点，采用了更细致的数据调度方案，根据存储量、实时性按需定制，实现资源合理抢占、数据有效隔离及公平调度，保障数据实时性。同时，运用基于深度学习数据挖掘技术开展分析，对关键指标进行聚类算法分析，识别分析出指标之间的关联度，进而进一步对指标进行构成影响分析，准确定位到影响核心指标的关键点，为后续指标的计划值设定提供辅助参考。2.3可视化技术平台利用unity3D、css3，ThreeJs技术实现全景展示的3D建模渲染与首页星空旋转、内容进场动效、模块切换效果、界面点缀动效等视觉动效，大幅提高页面的性能与用户体验。同时，通过大屏系统的单时钟处理技术，保障所有信号在系
7、统主时钟的控制下同时输出，实现拼接屏间图像完全同步、影像明晰。在拼接屏上可显示两个或多个信号源图像，完成在任意显示画面上叠加、裁剪、分割、拼接其他画面，构成画中画的显示效果。2.4人工智能技术通过引入人脸识别技术，实现对平台访问客户进行准确识别，以友好方式迎接来宾及签到管理，并结合语音识别、体感手势等人工智能技术，用户在进行功能演示、汇报工作时，可随时通过语音指令与手势模拟滑动，快速切换展示内容，给来访客户一种全新的、科技感丰富、沉浸式的交互体验。3电力大数据技术的应用3.1应用中存在的问题大数据技术在电力行业应用经过中，主要是对企业内部管理形式进行优化。而随着人们对电力需求量持续增加，电力系
8、统得到了迅速的发展，但在发展经过中仍存在很多的新问题。详细来讲，主要包括下面几点：1大电网运行控制有待加强。随着我国电网运行规模的不断扩大，超高压、高容量的特大电网建设数量不断增加，故需要对电网进行分区。待电力系统市场引进之后，人们广泛使用了远距离输送电方式，此方式有利于运行控制的水平的提升，进而有效地提升系统成员类型复杂情况下系统的控制水平。2系统分析有待加强。随着我国电网建设规模的不断扩大，电力系统的动态变得越来越复杂。而伴随着电力市场的改革与创新，电力市场出现了大量的经济类数据，进而导致系统变得更复杂，故需要对电网系统进行分析。3难以到达高实时性、高统一性的需求。当前，为了实现电网实时性
9、控制目的，应对相位测量单元进行收集，但此方式难以到达高速通信实时分析需求。因而，我们需要从经济角度对空间尺度进行调度，加强各级的协调，且要充分考虑物理的经济性和稳定性。4人们对智能化调度的要求不断提高。在电网安全运行经过中，其工作重点是对监控和电网进行实时控制。首先，在电网监控经过中，由于电网系统数据的实时变化监控需要较长的时间，且工作量较大，故将大大削弱系统操作；其次，从历史数据研究发现，对于电网运行的抽象数据，人们缺乏深化的分析，导致集中数据缺乏，这将给将来的电网的改变和电力安全运行工作要求越来越高。3.2应用实例分析近年来，世界上较先进的网格化管理系统由美国PJM互联电网PJMInter
10、connection推出，此系统主要采用分享的整合平台，利用SpectrumPower进行网络化管理，系统运行能力好，通过控制中心实现对每一站点虚拟网络管理。同时，用户界面设置了上网可视化功能，大大地方便用户的使用，并且人们能够通过各个站点来访问的数据。PJM作为美国唯一一个具有两个控制中心的电力公司，能够及时处理中心故障或者分站点故障，确保电网的安全稳定运行。2018年，我国某供电公司采用配网管理系统对工程项目的进度、物资、费用等进行统计，并从中提取关键数据，并定期对供电项目进行统计与分析，确保工程管理信息得到及时反映，实现了项目的实时管控目的。与此同时，通过了解实时数据，对相关信息进行多维
11、度分析。例如，能够利用系统对线路负荷故障问题进行分析，以及时进行调整升级。另外，能够对新数据记录进行实时分析，便于工作人员及时把握电力工程项目建设情况，大大地提高工程管理效率，为用户提供安全、可靠的服务。4安科瑞变电所电力运维云平台介绍及选型4.1云平台概述：根据国家电网公司的统计，10kV及以上供电电压等级的工商业用户有200万户以上，此类“用户侧变配电所产权归电力用户所有工商企业、住宅小区、学校、医院等，固然数量诸多，但是日常的运行维护工作比拟传统，普遍存在下面痛点：人工成本高：人工巡视、纸质记录、沟通，缺乏智能化的手段工作效率低：巡视频率低、巡检任务无法定位、巡检经过不标准规范、巡检缺陷
12、缺乏闭环跟踪；安全隐患：有些用电单位无专业维护电工、无法即时排查电气隐患、隐蔽工程隐患检查难等难题；抢修时间长：变电所设备种类较多，在分布上也比拟分散，无法即时识别和定位故障信息，需要用户通知后到现场确认；运行大数据缺少分析：有些用户未有数据汇总分析平台，甚至未安装电力仪表导致运维人员对现场电力参数信息不了解，无法确定电力系统能否正常运行。4.2应用场所4.3云平台架构我司的运维平台综合运用综合保护装置、多功能电力仪表、母排及线缆测温装置、变压器温控仪、视频摄像头、水浸烟雾、温湿度、门磁等多种传感器统一接入变电所现场的边缘计算网关，经边缘计算网关将数据封装、压缩、加密后上传至云平台。实时集中监
13、测所有变电所用电情况、统一调度运维巡检安排，线上线下联动；实现用户侧变配电所的24小时无人值守，全面监测各配电回路运行状态，即时定位故障，降低安全风险。通过手机APP下发运维任务到指定人员手机上，并通过GPS跟踪运维执行经过。将企业集团/高等院校内广泛分布的变电所集中统一管理，提高运维效率、提高故障响应速度，即时发现运行缺陷并做消缺处理。为售电企业提供电能集抄服务，即时把握用户用电量情况，避免偏差考核；响应泛在电力物联网的政策，增加客户粘性，为后期的增值服务开展做准备。4.4平台功能4.5平台配置方案4.6产品介绍4.6.1AM5SE系列微机综合保护装置1保护功能：主变差动保护功能、主变后备保
14、护、三段式过流带方向带电压闭锁、三段式过流、零序电流保护、过电压、2低电压保护、大功率电机保护、高压电动机综合保护、PT并列功能、非电量保护、并网逆功率保护、检同期功能3测量功能：保护电流、测量电流、零序电流、母线电压、零序电压4-20MA输出、直流测量4通讯功能：提供RS485通讯接口，RS232维护接口，IRIG-B对时接口、USB升级接口，RJ45网口接口5故障录波功能：保护动作时触发录波，能够记录故障前8个周波后四个周波的数据6控制回路：自带操作回路，防跳功能7GPS校时功能：提供时钟同步接口，接收GPS校时信号35kV及下面电压等级的变配电站及设备的保护测控功能，至少包括35kV进线
15、/主变压器一般容量2000kVA以上/PT/母联、10kV进线/馈线/配电变压器一般容量2000kVA下面/高压电动机/高压电容器/母联/PT等设备的保护和自动控制功能4.6.2ASD300系列智能操控装置1一次动态模拟图指示及自检带电显示、闭锁及自检2核相、强迫加热、强迫照明3语音防误提示4人体感应及柜内照明、已带电语音播报5分合闸、远方就地、储能转换开关6分合闸回路完好指示/电压测量7预分预合闪光指示8断路器分合次数统计9RS485串行通讯接口10开关柜节点无线测温11全电参量测量U,I,P,Q,f,PF,Ep,Eq35KV高压及下面中置柜，手车柜，环网柜4.6.3ARTM-Pn无线测温装
16、置1接收多60个ATE100/200/300/40023U3I电参量测量3实时测温功能4RS485通讯接口，通过标准的MODBUSRTU协议实现组网功能5具备自检功能6超温、高温、相间温差报警、温度突变量告警功能变电站、配电室、箱变等4.6.4APM810系列多功能电力仪表1准确度等级：有功电能0.5S级，无功电能2级2测量功能：三相电压、三相电流、分相及总有功功率、分相及总无功功率、分相及总视在功率、分相及总功率因数、频率、需量3电能计量：分相及总双向电能、四象限无功电能4电能质量监测：2-63次分次谐波、总奇、偶谐波测量、电压波峰系数、波峰因子、电流K系数测量5输入输出：2路开关量输出选配
17、MD82模块多可扩至8路及2路开关量输入选配MD82模块多可扩至26路，开关量输出可配置为报警输出或远程遥控，DO用作报警输出时可自由关联报警内容6SD卡存储功能：用于电参量、电能、谐波等数据定时存储，波形存储等功能适用于电力系统、工矿企业、公用设施、智能大厦等需要电力监控的场合4.6.5DTSD1352导轨式电能表1测量功能：三相电流、电压、功率、频率、总正反向有功电能统计、总正反向无功电能统计；2准确级精度：有功0.5S3电流信号接入：直接接入1080)A经CT接入16A4电压信号：100V380V5通信：RS485接口，支持MODBUS-RTU或者DL/T645通讯协议适用于政府机关和大
18、型公建中对电能的分项计量，可以用于企事业单位作电能管理考核。4.6.6ADW300无线智能仪表1测量功能：三相电流、电压、功率、频率、总正反向有功电能统计、总正反向无功电能统计；2电能质量：电压、电流不平衡度，电压、电流总谐波及2-31分次谐波3需量：大电流、功率需量及实时电流，功率需量4准确级精度：0.5s级ADW300外置互感器型1级5电流信号规格：100A输入，经互感器输入，5A二次互感接入6通讯方式：RS485、LORA无线通讯、NB-IOT无线通讯、4G无线通讯ADW300方便用户进行用电监测、集抄和管理，可灵敏安装在配电箱中，可用于电力运维、环保监管等在线监测类平台中。4.6.7A
19、RCM300系列电气火灾监控仪表1测量：单回路剩余电流、4路温度、电压、电流、功率、频率、功率因数、视在电能、四象限电能2保护：剩余电流、温度、过流等3报警：声光报警，支持消音、复位操作4开关量：1路继电器输出、4路开关量输入5通讯方式：RS485、NB-IOT无线通讯、4G无线通讯适用于智能楼宇、高层公寓、宾馆、饭店、商厦、工矿企业、国家重点消防单位以及石油化工、文教卫生、金融、电信等领域。4.6.8ANET智能网关1数据收集支持串口、以太网，只需配置即可兼容支持标准电力规约的各类仪表2数据上传支持往上海分类分项能耗平台、宁夏电力需求侧平台、江苏电力运维平台、浙江电力运维平台上传数据3边缘计
20、算灵敏的报警阈值设置、主动上传报警信息、数据合并计算、断点续传、数据加密、4G路由4远程管理远程配置、远程升级、远程监视泛在电力物联网、能耗系统平台、电力需求侧管理平台、三方云平台、预付费系统、运维系统平台、电力监控平台、能源综合管理平台4.7现场应用图片展厅现场运维团队收集箱内部图高配现场门磁安装烟感安装枪机安装漏水检测安装低压柜仪表4.8平台价值为电力运维企业提供线上运维服务平台，实时集中监测所有变电所用电情况、统一调度运维巡检安排，线上线下联动。将企业集团/高等院校内广泛分布的变电所集中统一管理，提高运维效率、提高故障响应速度；响应泛在电力物联网的政策，增加客户粘性，为后期的增值服务开展
21、做准备；为售电企业提供电能集抄服务，即时把握用户用电量情况，避免偏差考核；4.9访问方式微信扫码下载网页版：4.10典型案例5结束语随着我国电力事业的持续发展，在电力行业中引入了信息技术，从中不断提升了电力企业信息化水平，在电力企业信息管理系统中积累了大量的数据。因而，怎样做好大数据新技术在电力企业远营管理中的应用，成为了电力公司努力改善的重点问题。本文着重从数据;和数据特点分析了电网运营中的数据，并分析了电力大数据关键技术，在基于大数据背景下，提出了大数据技术的实际应用，以供电力工作人员参考。1原春亮.国网乌鲁木齐供电公司客户投诉管理研究D.北京：华北电力大学，2016.2赵云山，刘焕焕.大数据技术在电力行业的应用研究J.电信科学，2021，3001：57-62.3宫宇，吕金壮.大数据挖掘分析在电力设备状态评估中的应用J.南方电网技术，2021，806：74-77.4陈清明，王定波，付彦哲.基于电力大数据关键技术及应用讨论5安科瑞企业微电网设计与应用手册.2020.06版.作者简介：周莉，女，现任于安科瑞电气股份有限公司，Email:2885187315qq，手机：18721095536同微信，2885187315