智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)處理技術(shù)現(xiàn)狀探析

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時代在發(fā)展，智能電網(wǎng)作為一種新型電力技術(shù)是全球電力發(fā)展的主要方向，同時智能電網(wǎng)也是電力傳輸和轉(zhuǎn)換不可或缺的環(huán)節(jié)。其具有安全性高、經(jīng)濟(jì)性強(qiáng)以及可靠性等特征，同時智能電網(wǎng)在系統(tǒng)運(yùn)行的過程中能夠有效降低隱藏在電力運(yùn)輸過程中的潛在風(fēng)險。根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)不難得知，智能聯(lián)網(wǎng)的投入使用必將產(chǎn)生海量電力信息數(shù)據(jù)，在對這些信息數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的過程中，信息數(shù)據(jù)與智能電網(wǎng)的深度發(fā)展又是高度融合的，因此，我們在具體的使用過程中，必須要不斷加強(qiáng)對智能電網(wǎng)大處理技術(shù)的運(yùn)用，采取有效措施，克服大數(shù)據(jù)處理運(yùn)用中存在的問題，確保智能電網(wǎng)的穩(wěn)健可持續(xù)發(fā)展。

一、智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)特征分析

在電力信息化深入推進(jìn)過程中，電力數(shù)據(jù)規(guī)模和數(shù)據(jù)種類日益增長，現(xiàn)場移動檢修系統(tǒng)、測控一體化系統(tǒng)智能電表、智能變電站實(shí)時監(jiān)測系統(tǒng)集合的各個服務(wù)信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，最終形成智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)。研究發(fā)現(xiàn)，專家將地電網(wǎng)數(shù)據(jù)分為內(nèi)部數(shù)據(jù)和外部數(shù)據(jù)。所謂內(nèi)部數(shù)據(jù)，實(shí)際主要是由財(cái)務(wù)管理系統(tǒng)、客服系統(tǒng)、生產(chǎn)管理系統(tǒng)、設(shè)備監(jiān)測和檢測系統(tǒng)、能量管理系統(tǒng)等諸多系統(tǒng)所構(gòu)成的。外部數(shù)據(jù)也是相同道理,主要由氣象信息系統(tǒng)、公共服務(wù)部門以及地理信息系統(tǒng)等所構(gòu)成的，內(nèi)部數(shù)據(jù)和外部主要由不同的部門管理著，分布在智能電網(wǎng)中的各個地方。分布放置、分布管理是其最為明顯的特征，內(nèi)部數(shù)據(jù)和外部數(shù)據(jù)是相輔相成的，缺一不可的，同時二者之間的關(guān)系較為復(fù)雜。如，在氣象條件和社會經(jīng)濟(jì)形勢下用戶用電會受到相應(yīng)的影響，用戶用電數(shù)據(jù)和電力市場交易情況有著非常密切的聯(lián)系等，眾所周知，電力市場數(shù)據(jù)是電力企業(yè)服務(wù)部門的科學(xué)的決策依據(jù)，研究發(fā)現(xiàn)電力企業(yè)在制定GIS數(shù)據(jù)時主要將政府規(guī)劃數(shù)據(jù)當(dāng)做規(guī)劃的依據(jù)。但受多種因素的影響，這些海量的數(shù)據(jù)種類繁多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，同時包含了傳統(tǒng)、半結(jié)構(gòu)化、非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，波形據(jù)、圖像、服務(wù)系統(tǒng)語音數(shù)據(jù)這些數(shù)據(jù)都是我們在巡檢過程中最常見的，這些數(shù)據(jù)具有不相同采樣頻率和生命周期。

二、現(xiàn)階段智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)處理技術(shù)現(xiàn)狀分析

（一）智能電網(wǎng)中的大數(shù)據(jù)

研究發(fā)現(xiàn)，智能電網(wǎng)中產(chǎn)生或是存在的大數(shù)據(jù)主要包含以下三部分，第一，電網(wǎng)檢測和云頂數(shù)據(jù)。第二，電力企業(yè)管理數(shù)據(jù)。第三主要是電力企業(yè)營銷數(shù)據(jù)，由于這部分是非常關(guān)鍵的，因此，很多企業(yè)都從不同的方面進(jìn)行大量資金投入。實(shí)質(zhì)上這三部分是一個不可分割的整體，受多種因素的影響很多技術(shù)人員和專家學(xué)者不愿意這樣來劃分，他們傾向從數(shù)據(jù)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)來劃分，這樣就可以有效地將數(shù)據(jù)分為2大類，一部分結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)主要是系數(shù)庫當(dāng)中的數(shù)據(jù)，同時這也是當(dāng)前電力系統(tǒng)當(dāng)中的主要數(shù)據(jù)形式。非結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)作為第二部分?jǐn)?shù)據(jù)，從字面上來理解主要是指不方便展示的數(shù)據(jù)。我們從智能電網(wǎng)使用過程來分析，實(shí)際上非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)占據(jù)了很大的比重，故而，這也是社會大眾越來越重視對非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)處理原因。

（二）大數(shù)據(jù)處理技術(shù)具有一定復(fù)雜性

大數(shù)據(jù)處理技術(shù)是當(dāng)前各行各業(yè)重點(diǎn)關(guān)注的問題，智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)處理技術(shù)同社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展息息相關(guān)，如：阿里巴巴、百度以及谷歌等商家投入了大量的資金，對大數(shù)據(jù)處理方面進(jìn)行了一定的改進(jìn)，進(jìn)一步提升大數(shù)據(jù)處理技術(shù)，推動經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。因此，在新形勢下，這就要求我們要重視智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)處理技術(shù)和大數(shù)據(jù)處理技術(shù)的復(fù)雜性。當(dāng)前，我們所研發(fā)和使用的智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)處理技術(shù)處在一個令人喜憂參半的狀態(tài)下，喜主要體現(xiàn)在最近幾年，社會各界不斷增加資金投入，大數(shù)據(jù)處理技術(shù)也得到了有效發(fā)展，前所未有的改善和提升智能聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)處理技術(shù)。由于智能電網(wǎng)自身存在的復(fù)雜性在某些方面發(fā)展還存在一定的不足之處。研究發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)階段全球范圍內(nèi)數(shù)據(jù)處理能力，已經(jīng)無法切實(shí)滿足數(shù)據(jù)海量的增長，如：淘寶每日的交易數(shù)量達(dá)到15TB，這樣一來，平臺每日處理的數(shù)據(jù)則高達(dá)200TB。通過對上述的分析，不難發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)是非常大的，為進(jìn)一步處理好這些海量的數(shù)據(jù)，淘寶在大數(shù)據(jù)處理方面投入了大量的資金，但也獲得巨額的回報(bào)，大數(shù)據(jù)在智能電網(wǎng)方面的運(yùn)用同大數(shù)據(jù)在商業(yè)方面的使用相比較，更加具有復(fù)雜性。即便計(jì)算平臺存在儲存量大、成本低等優(yōu)勢，但有待進(jìn)一步加強(qiáng)實(shí)時性。在數(shù)據(jù)規(guī)模日益擴(kuò)大的當(dāng)下，由于數(shù)據(jù)量較大，因此其多樣性也在不斷加強(qiáng)，這樣一來，就讓智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)處理技術(shù)的現(xiàn)狀日益復(fù)雜化。

三、分析今后智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)處理技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)

（一）智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)傳輸和存儲技術(shù)

電力系統(tǒng)以及電力設(shè)備設(shè)檢測中的各種數(shù)據(jù)都記錄在智能電網(wǎng)中，時代在不斷發(fā)展，自然會產(chǎn)生海量的數(shù)據(jù)，因此，會在很大程度上為監(jiān)控設(shè)備和電網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸帶來前有唯有的壓力，也在某種程度上制約了智能電網(wǎng)監(jiān)健康穩(wěn)健發(fā)展。在此形勢下，我們必須要選擇一個科學(xué)合理的壓縮數(shù)據(jù)方法，通過這些方法，最大化的減低數(shù)據(jù)傳輸量，節(jié)省數(shù)據(jù)存儲空間，但受多種客觀因素的影響，系統(tǒng)中心也會因?yàn)閿?shù)據(jù)的解壓和壓縮造成資源的浪費(fèi)。再此情況下，我們必須要采取科學(xué)的手段，設(shè)置相應(yīng)的平臺，防止資源的浪費(fèi)。在智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)存儲方面，主要是采用分布式保持方式來存儲數(shù)據(jù)，盡管在某種程度上可以解決存儲問題，但也會在某種程度上一影響到電力系統(tǒng)是實(shí)時性的數(shù)據(jù)處理。故而，這就要求我們必須認(rèn)真分析并分類保存儲系統(tǒng)當(dāng)中的大數(shù)據(jù)。非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)在智能電網(wǎng)中，占據(jù)了很大的比重。因此，需要我們在具體的處理中，需采取有效措施，將非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)切實(shí)有效地轉(zhuǎn)化為結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，相關(guān)技術(shù)人員在對數(shù)據(jù)再來進(jìn)行存儲，同時這也是現(xiàn)階段智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)處理技術(shù)中存在的重要問題。

（二）智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)實(shí)時數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)處理從時間上來分析，必須要做到實(shí)時，這主要是因?yàn)橹悄茈娋W(wǎng)在輸變電、發(fā)出電量等環(huán)節(jié)都必須要實(shí)時抓出數(shù)據(jù)。實(shí)際上，智能電網(wǎng)數(shù)據(jù)處理在相應(yīng)的環(huán)境下是長期存在的，在過去環(huán)境下分析數(shù)據(jù)的大概需要一個周期，極大地耗費(fèi)人力和物力，實(shí)時監(jiān)控有效地解決了該問題，讓智能電網(wǎng)數(shù)據(jù)處理又快又精準(zhǔn)。但是受多種因素的影響，這種周密數(shù)據(jù)也存在諸多的缺陷，非常有可能讓網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)癱瘓現(xiàn)象，導(dǎo)致服務(wù)出現(xiàn)故障，這樣一來，就無法從時間上保證快速和精準(zhǔn)，想要改善這中情況是當(dāng)前的一個極大挑戰(zhàn)。

（三）智能電網(wǎng)異構(gòu)多數(shù)據(jù)源處理技術(shù)

時代在發(fā)展，未來智能電網(wǎng)要求貫通發(fā)電、變電、配電、輸電、調(diào)度。用電等諸多個環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)信息的優(yōu)化配置，統(tǒng)籌信息全面采集、信息科學(xué)處理、信息傳輸系統(tǒng)和經(jīng)營管理中的業(yè)務(wù)信息流程。所以，實(shí)現(xiàn)各信息資源之間的數(shù)據(jù)整合，促進(jìn)智能電網(wǎng)集約化的數(shù)據(jù)處理中心，面對海量異構(gòu)數(shù)據(jù)，如何科學(xué)的構(gòu)建一個模型來對異構(gòu)數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)范表達(dá)，怎樣在模型數(shù)據(jù)上最大化實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)融合，對相關(guān)處理進(jìn)行高效查詢和有效存儲，是當(dāng)前亟待解決的重要問題。實(shí)質(zhì)上電網(wǎng)各信息系統(tǒng)主要是基于本部門和本業(yè)務(wù)的構(gòu)成，存在不同的數(shù)據(jù)格式，應(yīng)用系統(tǒng)以及平臺，導(dǎo)致信息與資源分散，橫向不能共享，異構(gòu)性嚴(yán)重，上下級間縱向貫通困難。如：電力系統(tǒng)當(dāng)中存在的配電管理、市場運(yùn)營、能量管理、監(jiān)控管等各類系統(tǒng)，他們是相互獨(dú)立，無法實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的共享。但是我們借助云平臺進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)個獨(dú)立系統(tǒng)的集成，同時還可以讓這些分散且獨(dú)立系統(tǒng)。由于智能電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)備數(shù)量多、規(guī)模較為龐大，分布在不同的地點(diǎn)。如：國家電網(wǎng)公司的信息化平臺在總部，或者是各個網(wǎng)省公司建立了二級數(shù)據(jù)中心，這樣一來，就實(shí)現(xiàn)總部，省級以及地市縣公司的三層應(yīng)用。當(dāng)前如何切實(shí)有效減少數(shù)據(jù)中心運(yùn)營成本，科學(xué)合理的管理好這些設(shè)備是當(dāng)前擺在我們面前一個極大的挑戰(zhàn)。

（四）智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)可視化化分析技術(shù)

智能電網(wǎng)中的數(shù)據(jù)是海量的，故而，如何在有限的屏幕空間下，直觀、形象地展示給廣大用戶，具有一定的挑選性。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，可視化方法已經(jīng)逐漸成為了有效解決大規(guī)模數(shù)據(jù)分析方法，同時并得到了較為廣泛的運(yùn)用。我們深知，智能電網(wǎng)各類應(yīng)用產(chǎn)生了海量的數(shù)據(jù)集，在這其中包含多變量數(shù)、時變數(shù)據(jù)、高分辨率、高精度數(shù)據(jù)等，一個典型的數(shù)據(jù)集可達(dá)TB數(shù)量級。在新形勢下如何有效從這些數(shù)據(jù)當(dāng)中及時有效地提取有用信息，是當(dāng)前擺在我們面前一個重難點(diǎn)。倘若在智能電網(wǎng)應(yīng)用可視化分析技術(shù)，則能有效將相關(guān)精準(zhǔn)數(shù)據(jù)高分辨率、高精度圖片，與此同時，還可以體統(tǒng)交互工具，通過人的視覺系統(tǒng)，允許實(shí)時改變算法參數(shù)和進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，從而更好地對相關(guān)數(shù)據(jù)減定量分析，智能電網(wǎng)可視化分析技術(shù)所面臨的挑戰(zhàn)主要包含圖像合成算法，可視化算法的可擴(kuò)展性以及重要星系的顯示和提取方面。

結(jié)語

概言之，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)處理技術(shù)水平也在日益提升，在很大程度上影響了我國經(jīng)濟(jì)社會的進(jìn)一步發(fā)展和智能電網(wǎng)的建設(shè)。現(xiàn)階段，智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)主要來源于設(shè)備監(jiān)測、電網(wǎng)運(yùn)行等諸多方面，智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)相關(guān)處理較為復(fù)雜。加之在大數(shù)據(jù)處理可視化分析、數(shù)據(jù)存儲與傳輸、異構(gòu)多數(shù)據(jù)源處理技術(shù)以及時效性技術(shù)等方面存在諸多的問題，必須要不斷改進(jìn)，以便更好地滿足社會發(fā)展的需求，推動社會的穩(wěn)健可持續(xù)發(fā)展。

作者：張嘯宇 單位：河南送變電建設(shè)有限公司