大數(shù)據(jù):智能電網(wǎng)的“利刃”

時(shí)間:2015-09-15

來(lái)源:網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)載

導(dǎo)語(yǔ):電網(wǎng)作為載體承載著能源與用能兩大主體,它關(guān)聯(lián)著諸多因素。今天的能源政策與機(jī)制應(yīng)超出基于因果關(guān)系和條件評(píng)估的判斷,需要以數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)、關(guān)聯(lián)分析為依據(jù)的決策。

2015年8月19日,國(guó)務(wù)院常務(wù)會(huì)議通過(guò)了《關(guān)于促進(jìn)大數(shù)據(jù)發(fā)展的行動(dòng)綱要》,特別強(qiáng)調(diào)通過(guò)大數(shù)據(jù)的發(fā)展,提升創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新活力和社會(huì)治理水平。大數(shù)據(jù)正在改變著各行各業(yè),電商的成功、互聯(lián)網(wǎng)業(yè)的爆發(fā)式增長(zhǎng)以及互聯(lián)網(wǎng)金融的高速發(fā)展向各大行業(yè)展現(xiàn)了互聯(lián)網(wǎng)與行業(yè)融合的巨大發(fā)展?jié)摿酮?dú)特的創(chuàng)新路徑。

而在這其中,大數(shù)據(jù)扮演著核心角色?;ヂ?lián)網(wǎng)的本質(zhì)是信息的互聯(lián)和處理,而信息則以數(shù)據(jù)為載體。電力行業(yè)蘊(yùn)含了巨大的數(shù)據(jù)資源,同時(shí)也呈現(xiàn)出突出的數(shù)據(jù)價(jià)值需求。據(jù)估算,電力行業(yè)的生產(chǎn)、管理、用戶、計(jì)量、資產(chǎn)等方面數(shù)據(jù)已達(dá)到20PB。來(lái)自于復(fù)雜大電網(wǎng)的調(diào)度運(yùn)行、新能源與負(fù)荷的時(shí)空變異、電力資產(chǎn)壽命與運(yùn)行狀態(tài)、主動(dòng)配電與需求響應(yīng)等都存在著巨大的以數(shù)據(jù)為支撐的決策與配置需求。

近年來(lái),在電力領(lǐng)域大數(shù)據(jù)已經(jīng)得到了廣泛關(guān)注,國(guó)內(nèi)的一些專業(yè)機(jī)構(gòu)和高校開展了電力大數(shù)據(jù)理論和技術(shù)研究,我國(guó)電力行業(yè)也在積極開展大數(shù)據(jù)研究的應(yīng)用開發(fā),電網(wǎng)企業(yè)、發(fā)電企業(yè)在電力系統(tǒng)各專業(yè)領(lǐng)域開展大數(shù)據(jù)應(yīng)用實(shí)踐,國(guó)家電網(wǎng)公司啟動(dòng)了多項(xiàng)智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)應(yīng)用研究項(xiàng)目。

智能電網(wǎng)是解決能源安全和環(huán)境污染問(wèn)題的根本途徑,是電力系統(tǒng)的必然發(fā)展方向;全球能源互聯(lián)網(wǎng)則是智能電網(wǎng)的高級(jí)階段,“互聯(lián)網(wǎng)+智慧能源”進(jìn)一步豐富了智能電網(wǎng)的內(nèi)涵;這些新概念均與大數(shù)據(jù)密切相關(guān),大數(shù)據(jù)為智能電網(wǎng)的發(fā)展和運(yùn)營(yíng)提供了全景性視角和綜合性分析方法。就物理性質(zhì)而言,智能電網(wǎng)是能源電力系統(tǒng)與信息通信系統(tǒng)的高度融合;就其規(guī)劃發(fā)展和運(yùn)營(yíng)而言,智能電網(wǎng)離不開人的參與,且受到社會(huì)環(huán)境的影響,所以智能電網(wǎng)也可被看作是一個(gè)由內(nèi)、外部數(shù)據(jù)構(gòu)成的大數(shù)據(jù)系統(tǒng)。內(nèi)部數(shù)據(jù)由智能電網(wǎng)本身的系統(tǒng)產(chǎn)生,外部數(shù)據(jù)包括可反映經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、政策、氣候、用戶特征、地理環(huán)境等影響電網(wǎng)規(guī)劃和運(yùn)行的數(shù)據(jù)。在智能電網(wǎng)的發(fā)展過(guò)程中,大數(shù)據(jù)必將發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。

大數(shù)據(jù)在電網(wǎng)企業(yè)的應(yīng)用價(jià)值提升運(yùn)營(yíng)管理水平

電力系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)電能生產(chǎn)、傳輸、分配和消費(fèi)瞬時(shí)平衡的復(fù)雜大系統(tǒng)。智能電網(wǎng)需進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)各類新能源、分布式能源、各種儲(chǔ)能系統(tǒng)、電動(dòng)汽車和用戶側(cè)系統(tǒng)的接入,并借助信息通信系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行集成,實(shí)施高效的管理和運(yùn)行。風(fēng)、光、海洋能等新能源發(fā)電的發(fā)展和電能生產(chǎn)受到國(guó)家政策、激勵(lì)機(jī)制、地理環(huán)境和天氣狀況的影響;分布式能源和電動(dòng)汽車的發(fā)展和接入運(yùn)行、用戶側(cè)系統(tǒng)與電網(wǎng)的互動(dòng)受社會(huì)環(huán)境、用戶心理的影響;隨著智能電網(wǎng)的發(fā)展,電網(wǎng)的復(fù)雜性和不確定性進(jìn)一步加劇,不同環(huán)節(jié)的時(shí)空關(guān)聯(lián)性更加密切,使電網(wǎng)的發(fā)展和運(yùn)行受外部因素的影響加大。與此同時(shí),社會(huì)對(duì)電力供應(yīng)的經(jīng)濟(jì)、安全、可靠性和電能質(zhì)量提出了更高的要求,智能電網(wǎng)中部署的WAMS系統(tǒng)、AMI系統(tǒng)、調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)、PMS系統(tǒng)、輸變電設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)等為認(rèn)識(shí)電網(wǎng)特性、預(yù)測(cè)電網(wǎng)發(fā)展和可能的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)提供了依據(jù)。

借助大數(shù)據(jù)技術(shù),對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行深層挖掘分析,可掌握電網(wǎng)的發(fā)展和運(yùn)行規(guī)律,優(yōu)化電網(wǎng)規(guī)劃,實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)的全局掌控和對(duì)系統(tǒng)資源的優(yōu)化控制,提高電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)性、安全性和可靠性?;谔鞖鈹?shù)據(jù)、環(huán)境數(shù)據(jù)、輸變電設(shè)備監(jiān)控?cái)?shù)據(jù),可實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)定容、提高輸電線路利用率,也可提高輸變電設(shè)備運(yùn)檢效率與運(yùn)維管理水平;基于WAMS數(shù)據(jù)、調(diào)度數(shù)據(jù)和仿真計(jì)算歷史數(shù)據(jù),分析電網(wǎng)安全穩(wěn)定性的時(shí)空關(guān)聯(lián)特性,建立電網(wǎng)知識(shí)庫(kù),在電網(wǎng)出現(xiàn)擾動(dòng)后,快速預(yù)測(cè)電網(wǎng)的運(yùn)行穩(wěn)定性,并及時(shí)采取措施,可有效提高電網(wǎng)的安全穩(wěn)定性。

提高用戶服務(wù)水平

用戶端的數(shù)據(jù)是一個(gè)待挖掘的金礦。大數(shù)據(jù)將各行業(yè)的用戶、供電服務(wù)、發(fā)電商、設(shè)備廠商融入到一個(gè)大環(huán)境中,促成了電網(wǎng)企業(yè)對(duì)用戶的需求感知,依據(jù)數(shù)據(jù)的分析來(lái)進(jìn)行運(yùn)行調(diào)度、資源配置決策,并基于分析來(lái)匹配服務(wù)需求。

在智能電網(wǎng)中,用戶扮演的角色越來(lái)越重要,傳統(tǒng)意義上被動(dòng)的用戶正在被主動(dòng)的“能源生產(chǎn)/消費(fèi)者”代替。用戶系統(tǒng)不僅可對(duì)內(nèi)實(shí)現(xiàn)能源的生產(chǎn)和消費(fèi)管理,并在一定的區(qū)域內(nèi)實(shí)現(xiàn)能源交易,還將對(duì)外參與需求響應(yīng)或作為虛擬電站參與調(diào)度運(yùn)行。促進(jìn)用戶與電網(wǎng)的互動(dòng)是提高大電網(wǎng)靈活性、進(jìn)而提高其接納大規(guī)模間歇性新能源的有效途徑。了解用戶用能特性,制定有效的政策和市場(chǎng)機(jī)制,是有效激勵(lì)用戶改善能效、參與需求響應(yīng)、需求調(diào)度的途徑。

根據(jù)AMI數(shù)據(jù)(反映用戶用能情況、用戶分布式發(fā)電、儲(chǔ)能系統(tǒng)和電動(dòng)汽車的應(yīng)用情況,參與電網(wǎng)互動(dòng)情況),結(jié)合用戶特征數(shù)據(jù)(住房、收入和社會(huì)心理)和社會(huì)環(huán)境數(shù)據(jù)(氣候、政策激勵(lì)等),可分析預(yù)測(cè)用戶的能源生產(chǎn)和消費(fèi)特征,為電網(wǎng)規(guī)劃和運(yùn)行方式安排提供參考;也可促進(jìn)電力需求側(cè)管理,鼓勵(lì)和促進(jìn)用戶參與需求響應(yīng),實(shí)現(xiàn)與用戶的高效互動(dòng),提高用戶側(cè)能效水平,改善用戶用電體驗(yàn),提高用戶滿意度。

提供政府決策支持

電網(wǎng)作為載體承載著能源與用能兩大主體,它關(guān)聯(lián)著諸多因素。今天的能源政策與機(jī)制應(yīng)超出基于因果關(guān)系和條件評(píng)估的判斷,需要以數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)、關(guān)聯(lián)分析為依據(jù)的決策。如:電價(jià)特別是階梯電價(jià)定位,基于綜合用能行為數(shù)據(jù)和生產(chǎn)、生活各因素以及電力生產(chǎn)成本等多因素進(jìn)行數(shù)據(jù)分析,才能有效地激活各個(gè)要素,實(shí)現(xiàn)最佳效果。再如新能源、分布式能源、電動(dòng)汽車、需求響應(yīng)等技術(shù)的大規(guī)模實(shí)施,不僅取決于技術(shù)成熟度和經(jīng)濟(jì)性,還取決于能源政策和各種激勵(lì)機(jī)制是否有效。能源政策和機(jī)制是否有效,通常并沒有普適性,而是應(yīng)符合本國(guó)的實(shí)際、符合精準(zhǔn)的感知和預(yù)測(cè)。

當(dāng)前我國(guó)已開啟新一輪的電力改革,一系列配套文件正在逐步出臺(tái)。這些政策和機(jī)制是否有利于智能電網(wǎng)發(fā)展,應(yīng)在政策條例的試行階段進(jìn)行分析和檢驗(yàn),大數(shù)據(jù)是最有效的手段。此外,電力與經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會(huì)穩(wěn)定和群眾生活密切相關(guān),電力需求變化能夠真實(shí)、客觀地反映國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展?fàn)顩r與態(tài)勢(shì)。通過(guò)分析用戶用電數(shù)據(jù)和新能源發(fā)電數(shù)據(jù)等信息,電網(wǎng)企業(yè)可為政府了解全社會(huì)各行業(yè)發(fā)展?fàn)顩r、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)布局、預(yù)測(cè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展走勢(shì)提供數(shù)據(jù)支撐,為相關(guān)部門在城市規(guī)劃建設(shè)、推廣新能源和電動(dòng)汽車、促進(jìn)智慧城市發(fā)展等方面提供輔助決策。

支撐未來(lái)電網(wǎng)發(fā)展

國(guó)家電網(wǎng)公司站在全球能源發(fā)展高度,提出了全球能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展藍(lán)圖,以最大化地開發(fā)利用新能源,實(shí)現(xiàn)能源資源在全球范圍的優(yōu)化配置。未來(lái)電網(wǎng)具有長(zhǎng)距離、廣范圍、泛在智能和共享互聯(lián)的特點(diǎn),將發(fā)生電網(wǎng)運(yùn)行機(jī)制與商業(yè)模式的重構(gòu)。在龐大而廣泛的未來(lái)電網(wǎng)中,將呈現(xiàn)電源多樣性、遍布性、時(shí)移性,負(fù)荷移動(dòng)性、互動(dòng)性,用能終端大量信息接入,各類管理終端大量介入,要求電網(wǎng)具有柔性和自適應(yīng)能力,以滿足送受端的時(shí)空變異和方式的多重復(fù)雜。在這種情況下,依靠傳統(tǒng)的狀態(tài)信號(hào)指令無(wú)法完成決策,需要復(fù)雜的負(fù)荷預(yù)測(cè)、分析及實(shí)時(shí)呈現(xiàn),需要以大量的、多維的、高密度的數(shù)據(jù)來(lái)支撐預(yù)測(cè)、預(yù)警、機(jī)器決策和人工判斷。在智能電網(wǎng)向更高階段發(fā)展過(guò)程中,地域更加廣泛,需基于全球數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)能源電力大范圍平衡來(lái)保障電網(wǎng)及其他系統(tǒng)的安全。這就是大數(shù)據(jù)對(duì)電網(wǎng)發(fā)展與未來(lái)電網(wǎng)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)路徑的支撐。

我們正處于一個(gè)變革的時(shí)代,在新的能源變革、工業(yè)革命和“互聯(lián)網(wǎng)+”行動(dòng)計(jì)劃帶來(lái)的社會(huì)變革中,電網(wǎng)企業(yè)擔(dān)當(dāng)著重要角色并面臨著轉(zhuǎn)型發(fā)展的機(jī)遇。大數(shù)據(jù)演化著一場(chǎng)模式與價(jià)值功能的重構(gòu),為智能電網(wǎng)、全球能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展提供了新思路、新方法和新的解決方案,也為我國(guó)電網(wǎng)企業(yè)趕超國(guó)際先進(jìn)水平,在應(yīng)用領(lǐng)域采取跨越式的方法吸收創(chuàng)新,提供了新的機(jī)遇??梢灶A(yù)見,電力大數(shù)據(jù)將迎來(lái)最好的時(shí)代,成為產(chǎn)業(yè)風(fēng)口。這需要我們積極面對(duì),需要得到強(qiáng)烈認(rèn)知和戰(zhàn)略上的認(rèn)同,從而推進(jìn)大數(shù)據(jù)從概念走向現(xiàn)實(shí)。

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