基于电力大数据技术的泛在电力物联网应用研究

刘建华

摘要：最近，我国的基础建设迅速，国家发展改革委、国家能源局联合印发了《关于全面提升“获得电力”服务水平，持续优化用电营商环境的意见》，提出了打造能源互联网服务生态圈，引领能源服务发展新业态的目标。可以预见代表源、网、荷、储等现实主体的能源流与发电量、用电量、缴费、调度等虚拟主体的信息流将发挥重要作用。作为电力行业“互联网+”智慧能源产物的泛在电力物联网将能源流与信息流有机结合起来，具有了智能终端、多源统一、信息融合、供需平衡、链式服务、市场开放的特征和优势。电力大数据技术的透明化、协同化及开放化与能源生产、传输、消费、存储发展新形态理念深度吻合，展现出计算智能化、数据可视化、远程服务化和经济可持续的新趋势。在市场计量、认证交易、资源增值、开放生态、能源金融产业中，促进了信息系统与物理系统的进一步融和，大大降低了运维成本。伴随电力大数据协同技术的发展，多样智能电力终端和各种电网业务系统将融会贯通，从而更安全高效地实现泛在电力物联网稳态数据多源交互和统一调度，对大数据精准溯源和各种需求提供精细化的数据支撑。

关键词：电力大数据技术;泛在电力物联网;应用研究

在通信技术和互联网技术高速发展和国家大力支持新能源产业和清洁能源的发展背景下，必将推动新一轮的能源改革。目前，电网企业面临着三重挑战：随着社会经济的飞速发展，各行各业对电力供应的需求越来越大，电网架设规模也不断扩大所带来的电网形态复杂化挑战;在电力市场逐步向民营企业开放的形势下，电力市场化倒逼电网企业做出新的改革挑战;数字化经济打造多边市场的挑战。为应对各种挑战，提出了泛在电力物联网建设。建设泛在电力物联网，是推进“三型两网”建设的重要内容和关键环节。本文在泛在电力物联网建设的目标和要求的基础上，提出泛在电力物联网建设的技术构架及实现方案，为电网企业的下一步改革提供参考与借鉴。

1数据管理层技术

数据管理层技术对数据进行进一步的挖掘加工与存储调度，也是电力大数据在泛在电力物联网应用中的重要技术，主要包含3个方面。（1）大数据存储，关键技术为基于C/S模式的场景利用。该技术使用HDFS作为其文件存储系统，依靠Ma-pReduce构建具有一定规模的数据结构化集群，用于存储在节点服务器或者云端的数据。（2）大数据处理框架，针对采集存储数据的质量参差不齐、数据冗余、数据类型繁杂等缺点，要对数据进行预处理操作。该操作主要包含利用Sqoop技术与Kettie技术的数据抽取，数据统计分析，以及基于Mahout技术和R语言的数据挖掘。上述技术将冗余的垃圾数据去除从而优化数据的质量，在电力征信及电力咨询服务中得到了广泛应用。（3）大数据调度框架，实际采用基于Hbase、Avro、Flume和Zoo Keeper技术，将电力物联网中实际分散的许多个物理数据资源节点连接，使其更容易接受节点服务器以及云端服务器的调度，最终组成规范、集成的数据库系统。利用数据层管理技术可以使数据获得更大空间用于存储和扩容多信道节点访问量，大大减少了物理层面的资金投入，提高了访问数据的可靠性以及未来扩容的内存。

2泛在电力物联网建设实现方案

2.1加强基础设备建设

加强基础设备建设贯穿了发电、变电、输电、配电及用电全过程。发电包含多能源发电厂和发电设备的的建设，充分利用多种能源发电并建设新型发电站，同时重点安装更高效更智能发电设备。全面利用设备的信息化建设虚拟电厂，从而提高分布式新能源的友好并网水平和电网可调控容量占比，促进清洁能源的利用。在常规站到智能变电站建设趋势下，达到站内设备智能化、微机化、信息化的目的，同时继续加强对站内一次设备的智能监控和二次设备的改造升级。确保对全站设备的全方位监控管理，全面感知设备的运行状态。在输电线路上，除了做架设坚强输电线路网架建设，同时应着重实现线路和铁塔智能在线监测全覆盖发展。配电和用电设备多而杂，需要对这些设备进行智能化改造，包括配网高压线路、配变、开关，智能电表，及移动充电桩的建设，以逐步提高配电设备的智能化水平。

2.2网络通信建设

电力网络通信系统在电网智能化发展过程中占很重要地位，不仅仅是解决电力数据的传输问题，更重要的是使得电网系统更加通畅。目前，电力通信传输网络的通信方式主要包括有线通信和无线通信。有线通信技术包括同步数字体系（SynchronousDigitalHierarchy，SDH）技术、电力线载波通信（PowerLineCommunication，PLC）技术、以太网无源光网络（EthernetPassiveOpticalNetwork，EPON）技术。电力无线通信技术主要有ZigBee、蜂窝通信技术、通用分组无线服务技术（GeneralPacketRadioService，GPRS）技术。电力物联网的建设则着重发展电力无线通信，相比于有线通信，电力无线专网具备安全性更高、接入更灵活、传输延时低、容量大等特点。目前，在建设电力无线专网时，可以设计多套无线核心网设备，将TD-LTE基站均分別接入这些核心网。各级网络则对特定区域数据进行管理，且各核心网之间互为备用，以确保数据不会因网络出现故障而中断。

2.3“平台+生态”建设

“平台+生态”建设是要打造出共治共享的能源互联网生态圈，以达到能源生产、传输、消费的最优分配。同时利用已有资源建设智慧能源综合服务平台，为各类新兴业务主体提供更优质、更便捷的服务。它具体实现方式是多样的，例如，利用泛电力物联网的建设收集行业内丰富的业务数据，通过对各类数据的分析处理，统一对接总部级企业能效服务共享平台，从而能更科学的，更经济的、更有效的进行业务来往。再者通过大量的智能终端采集的数据，将各种设备、电网运行数据、负荷消耗等各类数据发送至系统平台，可对设备进行集中监控，对设备故障的反应更智能。建设电力互联网生态圈，利用公司强大的资源网，把电网企业、发电企业、设备制造厂家、金融机构、政府及用户融合至一个良好的电力生产、服务、消费互联网生态圈。电力企业使用最先进的智能设备，同时在客户端也存在大量智能设备，例如，充电桩、电动汽车、智能家居家电等。平台能将电力生产与消费者消费特征相结合，做出最好的服务策略。

结语

利用大数据判断设备的经济效益，提高了设备的精益化管理水平，促进电力数据资产的增值，便于开展数字信息化的应用和开展大数据分析，实现了数据集联应用，缩短数据交互时间，同时降低设备全寿命周期成本，提高设备综合利用水平，特别是为“泛在电力物联网”在现有条件下的建设提供了可行的理论支撑。

参考文献

[1]刁柏青.泛在电力物联网—数据科学的春天[N].中国能源报，2019-5-20（22）.

[2]汪洋，苏斌，赵宏波.电力物联网的理念和发展趋势[J].电信科学，2010，26（S3）∶9-14.

（国网资阳供电公司  641300）