基于大数据技术的电力信息技术发展探索

颜清华

摘 要：随着经济体制的不断转型升级，电力体制改革进程的不断推动，致使电力企业传统的经营管理模式受到冲击。而充分利用大数据技术，加大电力企业信息化建设力度，提升精细化管理，拓展多元化业务逐渐成为电力企业面临的热点问题。对此，本文重点分析了电力大数据的本质及特征，并细致探讨了大数据背景下电力信息技术的发展路径，以供参考。

关键词：大数据；电力信息技术；大数据平台；智能电网

中图分类号：F407 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）19-0013-02

1 电力大数据概述

1.1 大数据的本质

首先，大数据是海量、复杂数据的一个集合，其作为国家发展、企业进步的重要信息资源，是推动信息经济时代不断向前发展的主导性因素。电力大数据贯穿于电力企业生产、管理、营销以及服务的各个业务流程中，对推动企业发展、提升管理水平、引领技术变革、提高服务质量意义重大。南方电网公司拥有海量、丰富的大数据资源，主要有电力企业信息管理数据、调度运行数据以及外部环境数据。企业信息管理数据主要包括企业发展目标、工程建设目标、材料采购计划、设备运维管理、市场营销等数据；调度运行数据主要包括实时电量信息、电压信息、设备运行数据和狀态数据等；外部环境数据主要包括宏观经济数据、政策信息、行业发展等数据，这些数据信息统一构成了电力企业赖以生存和发展的数据基础。

其次，大数据是一种新型的数据分析与处理技术，面对海量、复杂的数据资源，传统的数据处理技术已经无法满足信息数据的处理需求，因此，MapReduce、NoSQL、HDFS等技术逐渐成为目前海量数据计算与处理的主流技术。但值得一提的是，大数据技术的出现与发展，并没有完全否定传统关系数据库技术，而是在海量的数据资源情况下，大数据技术因建设成本与技术难度等多重优势，成为了目前数据处理的最佳技术方案。而传统数据库技术经过多年的发展与革新，不仅具备较为成熟的技术，而且技术人才众多，在遇到小容量的数据处理情况时依然适用。两者优势分析对比如表1。

最后，大数据技术改变了人们传统的思维方式，主要体现为思维数据化、整体性思维、相关性思维等。通过大数据技术的合理应用，促使电力企业从海量的数据资源中获取新知识、新能力，为企业决策提供更高价值的数据信息。

1.2 电力大数据的特征

1.2.1 数据量巨大

物联网技术的不断发展，使得电力企业的信息化程度不断加快。在企业运行过程中，各业务流程的共同运作使得数据量突增，数据量也逐步由PB级别跃升到EB级别，数据信息的规模不断扩大。

1.2.2 数据种类繁多

电力企业的生产运营过程中，会生成形式各样、类型不一的数据信息，按照大数据的生成方式可大致分为以下几种：设备监控系统数据、电力系统扩展数据、实时运行采样数据等；按照大数据的生成环节可分为：发电侧数据、输变电侧数据以及用电侧数据等。

1.2.3 数据价值大

电力大数据真实反映了电力企业的运行与内部规律，应用先进的技术对数据资源进行分析、研究，能够及时了解电网运行状态，并能够为企业决策提供有效的数据支持。

1.2.4 数据处理快

信息化水平的不断进步，促使处理数据的能力得到有效提高，快速高效的大数据处理，有效满足了电力企业各阶段复杂的数据处理需求。

2 基于大数据技术的电力信息技术发展探索

2.1 大数据推动电力信息系统的建设

2.1.1 构建云平台

为充分发挥大数据在电力业务信息系统的重要价值，应加大云平台的建设力度，促使企业云系统平台具备高灵活性、高安全性、高可用性以及高扩展性，以便能够及时、灵活、智能地响应各阶段的业务需求，提高电力企业的信息化程度。另外，合理利用大数据、信息技术，实现对基础设施资源的管理，例如虚拟资源优化分配、监控设备运行状态等，从而为大数据背景下的电网信息化建设、电网运营管理以及风险的合理管控提供平台，并通过利用大数据技术为电力企业的安全生产、高效运行提供数据基础。

2.1.2 建设信息集成平台

首先，通过对信息系统的开发、测试、部署，为电力企业的运营与管理提供无缝衔接的内部环境与系统平台。其次，提升电力企业IT基础设施中物理资源、虚拟资源的管理效率，提高各个数据信息的利用率，有效降低系统平台的运维成本。另外，为电力企业的仿真系统提供分布式高性能的计算环境，有力支持电力企业的数据挖掘与战略决策。整个信息集成平台可采用分布式架构，实现省地两级电网运行的一体化协同，并在现有的信息数据中心与集成平台上，对基础数据进行扩展，构建标准、统一的信息资源库，从而为电力企业配电、用电的信息化建设提供数据支持。

2.1.3 强化安全防护技术

安全防护技术是指为有效介入提前防范，确保数据信息传输过程安全与稳定的一种技术手段，其中，常见的安全防护主要有物理安全分析、网络结构安全分析、信息系统安全分析、信息安全管理分析等一系列安全服务措施。在此方面，南方电网建立了信息技术与信息安全实验室，并作为保护电力企业信息数据安全的测评中心，通过评估信息系统的安全性，查找存在的安全风险，有效确保企业内网安全。在信息系统与安全监控系统方面，南方电网加大管理力度，积极组织进行信息安全的定期检查，不定期进行信息安全分析，查找漏洞与不足。

2.2 大数据实现电力企业数据集中管控

首先，对大数据存储与处理技术进行深入分析，构建高效、稳定的数据存储基础架构。传统模式下的数据存储设备多为小型机，不仅成本较高，而且稳定性差。并且，数据存储在关系型数据库，无法通过增加服务器节点实现容量扩展，在数据格式多样、复杂的情况下，难以进行有效的管理，无法满足实时计算的要求。针对上述问题，积极引入以X86设备为基础的分布式集群，大大降低了基础设施的投入成本，显著提高数据库横向扩展能力。同时，使用NOSQL主流数据库，对于多种复杂的数据格式进行集中管理，促进数据实现有效融合，并结合大数据离线批处理与实时流处理，使数据达到秒级甚至是毫秒级的处理效率。

其次，建立完善的数据质量管控体系，完善电力企业数据信息分类与编码机制，建立数据资源建设与规范化管理标准，提高数据的整体质量。以往非结构化数据缺少统一的大数据分析平台，应用不合理，虽然进行了一定的专项分析，但多分散于不同的系统，致使不同结构的数据关联性较差。而通过建立统一的企业数据编码机制，采用统一的数据模型表达数据结构，实现了数据资源的有效共享与互联互通。

另外，完善数据中心建设，对数据资源进行统一管理。电力企业数据资源实时性高、数据增长快，数据规模逐步发展至PB级，传统的数据存储与处理已无法满足当前大数据的处理要求，致使大量结构复杂多样的数据得不到及时有效的处理。对此，南方电网以“统一规划、统一建设”的理念，建立了统一的数据中心，对数据信息资源实现了集中统一管理。对于传统关系型数据库建立了高并发读写、大量数据高效存储、高可扩展性和高可用性的数据存储集群，对于海量数据实时性要求较高的计算环境建立了海量数据实时处理平台，以满足多种复杂的数据存储及处理要求。

2.3 大数据推动智能电网的发展

智能电网是基于物理电网技术，并将先进的信息技术、通讯技术、控制技术等与物理电网高效集成融合成为新型電网。智能电网涵盖了发电、输电、变电、配电、用电和调度的六大环节，通过对各参与者的需求和功能进行有效协调，并在确保整个系统安全稳定运行的基础上，实现电力系统安全可靠、高效稳定的运行。智能电网的“智能”主要表现为对每个用户和电网节点的“可观测”与“可控制”，而实现可观测与可控制的前提是必须要能够获得真实反映电网运行情况的全景实时数据，通过分析、处理转化成为有效的信息，并以此为基础为电力企业的决策提供支持。图1对大数据的转化过程进行了描述。

智能电网要想实现可观测、可控制这一目标，必须在智能电网的六大环节配置齐全的数据采集系统与信息管理系统。这些系统的建设，尤其是大量智能电表的安装以及同步相量测量装置（PMU）等先进技术的应用，使得智能电网的各环节生成了各种复杂多样的数据资源。实践发现，与传统电网相比，智能电网的数据量要高出4个数量级，这些数据结构复杂、生成渠道多样，表现出了典型的“4V”特点。为此，应充分利用这些数据信息为电网的信息化建设与稳定运行提供决策支持，确保智能电网的健康可持续发展。

3 结语

当前，大数据技术逐渐成为电网信息化研究的重点。未来，电力企业将致力于如何提升用电能效、提高用户服务质量，如何利用大数据的分析与挖掘技术，实现对未来发展的准确预测，实现“精细化、集约化、信息化”的管理目标。因此，在大数据背景下，加大电力企业信息技术平台的建设，积极响应业务需求变化，通过电力信息化技术，不断提高电力企业管理与经营水平。

参考文献

[1]王鹏.大数据时代电力信息技术思考与探索[J].中国信息化，2017，（12）：81-82.

[2]丁秀翠.面向智能电网应用的电力大数据关键技术[J].中外交流，2017，（43）：33.