基于大数据技术城市在电网立体规划中的应用研究

康莉娟

【摘  要】基于移动大数据的电网规划辅助选站选线研究与实践，以山西电网多年积累的电网现有网架、规划网架、电源信息、用电负荷分布等规划建设大数据及地形地貌、矿产资源、居住区、环境保护区、生态红线等对电网工程影响较大的地理敏感信息为基础，分析影响因素并研究布点选站、最优路径选择等技术方案。在移动终端上进行架构设计、功能开发和大数据分析，最终建成辅助选站选线移动系统，为电网规划落地、提升现场工作质量提供了全新的技术手段。

【关键词】大数据技术;城市电网;立体规划;应用研究

1、多元信息融合的城市电网立体智能规划系统构建方法

在多元信息融合的城市电网立体智能规划系统基础上，要先确认多元信息的来源，针对此点，本文提出一种“城市用电地图”的多元信息融合的城市电网立体智能规划系统构建方法，具体如下文所述。

1.1数据基础

城市用电地图所需的数据主要有两种，即城市地图数据、用电数据，其中城市地图数据主要包括：建筑面积、建筑位置、建筑用地性质等，在了解城市地图数据前提下，可以得知城市建筑的分布与详情;电力数据分为两种，即电力影响数据与用电信息，其中电力影响业务数据主要包括：电力用户、业扩报装信息等，用电信息主要包括：季度电量、电流信息、电力故障信息等。

1.2城市用电地图构建方法

首先，针对上述的几项数据，需要通过相应的采集方法来获取数据，采集方法為：通过自动抄表系统获取用电信息，之后通过分析了解用电信息产出的电力用户编号，最终结合城市地图数据，人工将相应编号用户与城市地图数据相互对应，以此即完成了数据采集与匹配，此部分需要重视采集得来的数据完整性，否则会给后续工作造成重大阻碍。其次，需要进行汇总与链接工作，此部分需要先确认汇总、链接的方法，本文结合前人研究，选择了GIS空间地理信息系统作为城市电力地图构建的基础，此系统自带汇总、链接算法，满足本文构建需求。在应用当中，结合上述的数据匹配结果，通过GIS系统的两项功能，将电力用户的电量信息、电流信息等进行汇总，之后将汇总结果对应到相应建筑当中完成链接操作，在此前提下，通过对建筑进行查找，既可以得知建筑中电力用户的电力信息，也完成了城市地图的初步框架构建再次，为了实现可视化展示功能，为了提高功能性、保障电网规划管理的便捷性，本文将城市用电地图与大数据技术相互结合，利用大数据技术体系中的聚类分析、神经网络算法，针对各城市建筑的用电信息负荷进行分析、预测，通过此举，电网规划人员可以了解到具体的电力需求，此时针对不同需求，来制定规划方案就有了明确的方向。此外，因为现代负荷增长的时期长短不一，所以在预测当中，设定了短期、中期、长期的负荷预测指令。

2、多元信息融合的城市电网立体智能规划系统功能分析

2.1数据统计功能

结合上述了解到，通过自动抄表系统可以有效获取相应的信息，在此基础上，结合大数据的聚类分析功能，其能够对所有采集而来的数据进行分析，了解其中的各项特征，再依照特征将数据分类储存，此举首先能够避免数据混乱现象、数据混乱现象在以往的电网规划当中十分常见，因为其没有类似大数据聚类分析功能的支撑，所以数据都是统一储存管理，之后因为现代电力数据产生的速度太快，在短时间内就会形成海量数据，最终导致数据混乱现象。其次能够提高电网信息管理的便捷性、传统电网信息管理需要人工对不同的信息进行分析，确认信息类型与特征，而在大数据聚类分析之下，人工不需要进行分析，直接可以对数据进行管理或者应用。通过上文的分析可以充分证实本文的城市电力地图功能性良好，具有较高的应用价值。

2.2实时监测功能

现代社会的运转几乎无时无刻都需要电能的支撑，所以导致电能信息数据的更新速度极快，此时传统人工因为人体能力所限，其无法在极短的时间内获取完整信息，导致工作效率与需求的不匹配，能够利用空间映射原理将各建筑的用电信息一一匹配，并不断的实时采集各建筑的用电信息动态更新，因此满足实际需求。在相比之下，再一次说明本文设计具有较大的应用优势。

2.3异常提示功能

在实时监测功能之下，人工可以直接通过对数据的观测来了解电力信息的状态，在此前提下，如果电力信息出现突然归零、爆增、突降等现象，就说明某建筑的电力传输存在异常现象，之后再结合数据统计功能的定位，可以直接锁定异常点，最终针对异常点进行检测分析即可得知异常产生原因、异常具体信息等，由此说明城市用电地图具备异常提示功能，此项功能在传统电网规划当中并不存在。

2.4问题预警功能

预警功能是建立在大数据负荷预测功能基础上的一种预测报警程序，其与异常提示功能相似，均是在出现电力故障或者异常现象时，提醒相关人员尽快进行分析处理，但两者的区别在于，异常提示功能只针对已经发生的异常现象来进行提示，而问题预警功能是针对异常趋势来进行预警，所以在两项技术的同时作用下，可以给电力输配提供双重保障。

2.5辅助决策功能

当出现了电力异常之后，人工需要先针对电力异常的具体信息来制定处理决策方案，那么具体的信息必须通过相应的渠道来获取，此时在异常提示功能与问题预警功能之下，人工只需要通过软件操作即可观察到电力异常的水平、异常点的位置、异常表现状态等信息，以此起到辅助人工决策的作用。

2.6评估结果

首先在一切正常的模拟结果当中可以看到，电路运行并没有出现异常现象，但是存在波动，那么通过实操本文了解到波动的幅度相对较小，并持续保持在合理的区间之内，因此此部分的评估结果为：城市用电地图的运作稳定性良好，并且能够展示详细的数据波动，说明系统可靠性、实用性、实践性相对良好。其次，在异常模拟结果当中，城市用电地图在0.2s之内就显示出了异常数据，同时异常提示功能在同时间也做出了反应，说明系统的异常检测功能相对良好，在问题预警功能上可见，在本文对参数进行调节时，预警功能就已经表现出了相应的变化，因此也说明问题预警功能有效。

结语

基于电网大数据，以可视化的地理信息系统为基础，将省域电网主干网架全景再现到终端上，通过科学的数据分析，建立数学模型，辅助选址选线工作，为电网规划的落地和现场踏勘提供了全新手段，提高了全省电网规划环境信息的综合描述能力，提升了布局规划成果的可行性和准确率。随着数据统计分析技术的快速发展和陕西电网大数据建设战略的不断推进，本研究提出了利用大数据手段支撑电网规划的新方案，为电网规划建设发挥更大的作用。

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（作者单位：国网山西省电力公司阳泉供电公司）