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胡松 （四川省信息产业发展研究中心，四川 成都 610017） 摘 要：本文简述了电力大数据丰富的来源，从电力大数据内部应用和外部应用两个方面，论述了电力大数据广泛应用和重大的经济社会价值。本文通过详实的案例和数据，总结了四川电网的电力大数据建设和应用现状，分析了目前存在和急需解决的问题。在此基础上，指出了电力大数据的发展趋势。 关键词：电力大数据；四川电网；大数据分析；大数据应用 随着信息通讯技术在电力工业领域中的广泛应用，电力数据呈现出爆炸式增长，电力工业步入了“大数据时代”。电力大数据主要来源于电力生产和电能使用的发电、输电、变电、配电、用电和调度各个环节，具有体量大、类别多、速度快等特点。目前，中国电力系统已经形成了世界上规模最大的关系到国计民生的专业物联网，并正在构筑中国最大规模的大数据和云计算平台[1]。 我国电网的投资、建设和运营一直处于垄断的状态，形成了以两大电网巨头为主、地方供电企业为辅的市场格局。其中规模最大的国家电网（简称“国网”）公司负责投资、建设和运营包括四川在内的全国27个省市的电网。目前，国网公司正在建立和完善用电信息采集系统、电能质量检测系统、调度自动化系统、配电自动化系统、营销应用系统、客户服务系统、负荷控制系统、负荷监测系统、生产管理系统、故障抢修系统等。这些系统产生了各种各样的结构化和非结构化的海量数据，包括用户档案数据、用户用电信息采集数据、分布式电源数据、充电桩数据、用户服务信息数据、电网地理拓扑数据、电网电器拓扑数据、一次设备台账数据、调度自动化数据、配电自动化数据、公变和专变的运行数据、配电网检修故障信息、供电可靠性数据、设备图像数据、设备地理空间信息、设备运行历史监测数据等电力大数据。 除此之外，很多电力企业以外的大数据，比如地理信息数据、气象数据信息、社会经济数据、通信互联网数据等，是对电力大数据的完善和补充，对充分挖掘出各类数据中的有效信息、优化电力能源结构、提高电网及相关行业运营水平、提高政府的管理水平等具有重要的意义。 电力大数据的应用可以分为电力系统内部应用和外部应用两个方面。电力大数据的内部应用能够有效解决电力系统内部生产、检修、营销、管理等各方面的实际问题，提高效率、降低损耗，从而大幅度提高电力企业的经济效益和供电可靠性。电力大数据在电网运行、电网规划、电力营销、用电服务与管理等方面，有着广泛的应用，对优化电网运行方式、降低管理成本、提升电力公司经营效益、提高用户服务水平有着极大的促进作用。此外，电力大数据在气象地理信息、社会经济、互联网等多源数据融合的基础上，可衍生出大量新的应用，给电网可靠运行和精益化管理带来新的技术支持。 电力大数据的外部应用，则是将电力大数据的应用，扩展到电力系统之外的社会经济发展和相关政策制定中，比如电力消耗水平与各行各业及各地区的经济发展水平具有强相关性，通过对各个企业的用电大数据进行统计分析，结合税收数据，可以判断出企业的真实经营状况，得到同类型各企业的能耗、效益的准确情况，为企业经营管理决策提供依据。同时，通过对电力大数据的挖掘和分析，政府可以了解各地区、各行业真实的经济发展现状以及未来的发展趋势，可以开发出电力地图、客户用电行为分析、用电预测、行业关联关系等应用系统，为政府决策提供科学的依据。 当前四川电网公司大数据分析应用整体处于认识探索阶段，各专业大数据分析应用工作推进程度不一、基础数据支撑相对薄弱，是现阶段大数据应用发展的主要特征。 目前，国网四川省电力公司已经统建了四个大数据中心：海量历史/准实时、操作数据存储ODS平台、海量GIS平台、非结构化数据平台，拥有各类数据达到300T，且各类数据呈井喷式增长。目前四川公司在运行信息系统100多个，接入全网4亿多客户供电信息，接入输电11类1132套、变电6类797套在线监测装置数据和已有业务系统，整合1335座变电站15657个视频、36套卫星单兵等资源。 海量数据平台中的营销数据平台是四川大数据平台的试验田。国网四川省信通公司成立了攻关团队，在充分调研部分省公司，与部分采集系统建设厂商如：阿里巴巴、IBM、Oracle、知名大学多次交流的基础上，改造了用户用电信息采集系统的主站架构。现有架构融合和采用了分布式计算技术、流计算、云资源池、缓存技术、读写分离、异步通知等技术，解决了采集系统分布式能源采集、海量数据入库、海量数据分析、海量数据计算等问题，建设了基于能源互联网的新一代采集系统主站，取得了理想的效果。 2015年初，国网四川电力正式启动建设电网运检智能分析管控系统，目前已在省检修、成都、德阳、绵阳等7个地市公司试点应用。该系统是基于“多屏全网跨平台”理念，建成输电、变电、配电、计划、技术、生产指挥、平台总览7大功能模块，构建92个运检应用场景，通过大数据分析，实现设备状态监测、状态评价、风险预警、故障研判，创新设备、通道环境等运行状态管控系统，功能涵盖运检所有专业，电压等级覆盖10千伏至±800千伏全电压等级。2016年，国网四川电力完成电网运检智能分析管控系统的一期建设，7个试点单位的应用取得了预期效果，累计智能诊断输变电设备低电压、重过载、三相不平衡、变压器油色谱超标等设备本体异常运行状态3万余条次；及时准确发布覆冰、山火、污秽、强降雨等自然灾害预警713条次，自然灾害导致的故障停运率降低至近5年的最低水平，大幅提升电网设备安全运行水平，累计产生直接经济效益2477万元。与此同时，管控系统有效降低了设备风险，保障了人身安全，大幅提升了设备运行水平，保障了安全、可靠供电，具有深远的社会效益。 目前，四川电网公司正在努力构建全业务统一数据中心，实现营配调（营销、配网、调度）数据的贯通。如果能将电网大数据进行深入的整合，实现对四川电网内部和外部大数据的系统性和战略性管理，可以为四川电网运行提供更为丰富的反馈环节，有助于修正和加强电网规划与运行，从而带来大量创新应用并提升决策进程。 然而，从电力的后台系统来说，涉及到大量的多年形成的各种业务系统。这些系统在多年的建设过程中，缺乏大数据应用的顶层设计，所以大多自成体系，数据很难互通共享并提供上层应用服务，因此即便这些数据真的也是海量大数据，但要实现整体的分析挖掘，难度依然很大。故而以下问题急需解决： （1）四川省公司级别的各个信息化生产管理系统，以及天气、人口、社会经济发展、政府政策等外部数据，数量巨大，有相当多的字段需要对其本身的含义进行梳理。 （2）各信息系统内存在大量非结构化、半结构化数据，比如图像，文档、视频、音频等，需要对其进行合理的格式转换，并建立相应的数据模型，使得计算机（数据挖掘算法）可以对其进行分析和处理。 （3）由于历史遗留以及数据录入的问题，大量历史数据缺失，并且数据中存在错误甚至矛盾的现象，需要对其进行大量复杂的数据清理。 （4）不同的数据系统之间存在着同源异构的特性，即同样一条记录可能在不同的系统中有着不同的存储结构、方式，故需要对不同来源、不同数据系统、不同结构的数据进行互校核和整合，实现不良数据的检测与辨识。 （5）由于各信息系统涉及到生产安全和公司机密，需要安全完整地将各个系统的数据接入到数据库。 （6）由于各信息系统每天需要处理大量的生产管理业务，因此需要给出一套合理的数据采集方式，既能在一定程度上保证数据的时效性，又不会影响原系统自身的业务。 （7）由于数据量巨大，必须采用分布式的存储方式，所以需要合理的网络、服务器等物理资源的架构方案，以保证数据存储和处理的高效性。 为了推进大数据技术与电网发展的全面融合，需要利用先进的大数据技术成果，探索先进计算体系及高性能计算技术，研究电力大数据分析挖掘算法、优化策略和可视化展现技术，以及电力大数据仿真、测试与评价技术，开展面向智能电网的各业务领域大数据典型应用。 国网四川省电力公司电力大数据应用[2-4]目前以传统的商业智能技术为主，实现了在运行监控等领域的准实时数据采集和分析预测。这些事后处理型的数据应用，难以发挥数据的全部价值，难以更好地提升相关业务能力。基于大数据技术，改进数据处理速度，实现对上述数据的实时采集、计算、分析和预测，能够充分挖掘实时数据的价值。具体实现路径可分为三个阶段：零散的商务智能阶段，整合的商务智能阶段和内嵌的、实时的商业智能阶段。而开发的具体内容可以分为两个方向：一是业务应用系统，用于监测分析业务数据，促进业务质效提升；二是管理应用系统，就是结合各级电网公司的管理实际，开展电力大数据创新应用。 按照国家电网的规划，至2020年，国家电网公司将完成电力大数据服务体系建设，为公司业务系统提升服务能力和应用水平提供技术创新手段，实现数据创造价值，增强服务模式。 未来国家电网公司的信息系统，由一个部署在云端的、底层数据直接贯通的、功能模块高度集成的、身份权限统一管理的、拥有多个渠道入口和丰富展现形式的一体化系统来实现。该一体化系统由一个在云端公共数据资源池来存储数据，通过统一的数据交换平台从各种数据源获取数据，并为各种生产管理应用提供数据。这个系统的核心理念就是彻底打破原专业系统的隔阂，将本地资源虚拟化、云端化，从而纳入全系统统一管理和调配。 在一体化系统之上，形成高效强大的业务应用系统，进一步实现在高性能计算关键技术领域方面取得突破，形成融合多计算模式的混合计算体系，形成广域分布式环境下智能电网协同计算及属地化多级计算体系；在基于先进计算的大数据分析处理技术上取得突破，满足大数据全生命周期技术需求；完善数据治理体系，研发专业化、智能化大数据治理辅助平台，实现大数据环境下的数据统一管控；建设电力大数据与云计算应用检测和评估能力；掌握电力大数据应用总体架构、技术路线和方法论，推进大数据在智能电网各业务领域的广泛应用。 未来电网公司的业务应用，是在柔性平台基础上，通过少量编码，快速开发、装配、测试和部署。和传统大型管理系统相比，未来的应用形态呈现出功能少、体量轻，能够快速交付和响应需求变更的特征。 参考文献： [1]中国电机工程学会信息化专委会.中国电力大数据发展白皮书[S].北京：中国电力出版社，2013. [2]中华人民共和国科学技术部，国家高技术研究发展计划（863计划）课题任务书，“智能配用电大数据应用关键技术”，2015. [3]田世明，杨增辉，时志雄.智能配用电大数据关键技术研究[J].供用电，2015，32（8）：12-18. [4]舒印彪.坚持改革创新 做强做优做大，加快建设“一强三优”现代公司，国家电网公司第三届职工代表大会第二次会议暨2017年工作会议上的报告[R].北京，2017. Application Status and Development Trend of Large Power Data in Sichuan Province HU Song Abstract：This paper gives a brief account of the rich sources of electric power data，and discusses the wide application of power big data and important economic and social value from two aspects of power big data，internal application and external application.Through detailed examples and data，this paper summarizes the current situation of construction and application of power big data in Sichuan power grid，and analyzes and summarizes the problems that need to be solved urgently.On this basis，this paper points out the development trend of power big data. Keywords：power big data；Sichuan power grid；big data analysis；big data application 中图分类号：TM73 文献标识码：A 文章编号：2096-4706（2017）01-0053-03 收稿日期：2017-05-16 作者简介：胡松（1966.01－），男，汉族，四川成都人，2013年12月毕业于电子科技大学软件工程领域工程硕士专业，主任，工程师，硕士学位。主要研究包括大数据在内的新一代信息技术产业政策和产业规划。 |
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