時間:2022-08-22 09:15:40
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1引言
以物理電網為基礎,基于傳感測量技術等一系列新型技術的推動作用,從而得到了智能電網這一新型的現(xiàn)代化技術[1-4]。智能電網所覆蓋的方面較多,諸如發(fā)電、電力調度以及配電等,它需要協(xié)調好各服務對象的用電需求,為電網系統(tǒng)創(chuàng)設穩(wěn)定的運行環(huán)境,并進一步降低運營所需成本。關于大數(shù)據(jù)技術的發(fā)展,它最初被應用于金融領域中,此后逐步向交通以及能源等領域以延展,當前也成為智能電網的基本技術支持。
2特點分析
大數(shù)據(jù)已經被廣泛應用智能電網中,采取了大規(guī)模部署智能電表的方式,引入了更為先進的傳感與檢測技術,以便為智能電網的運行提供數(shù)據(jù)指導。數(shù)據(jù)收集是其中極為重要的工作,其具有如下幾大特點:(1)規(guī)模大。基于智能電網的大數(shù)據(jù)技術,其涉及的數(shù)據(jù)規(guī)模較大,伴隨著電網的持續(xù)發(fā)展,負荷節(jié)點與電機節(jié)點正在持續(xù)增多,同時電網與負荷間也表現(xiàn)出明顯的相互影響關系,這意味著電網數(shù)據(jù)體量明顯增加,而對數(shù)據(jù)進行處理與存儲時工作量也更大。(2)速度快。伴隨著電網的持續(xù)運行,負荷波動普遍存在,且表現(xiàn)出很明顯的隨機性,在展開電網隨機檢測工作時,自然也會表現(xiàn)出隨機性。如果電網的運行發(fā)生異常,則會進一步加快事故的演變,甚至會帶來嚴重的損失,而基于大數(shù)據(jù)的快速性特點,則可以有效規(guī)避這一問題。(3)多樣性。主要體現(xiàn)在三方面:①數(shù)據(jù)來源具有多樣性,除了最為基本的電網內數(shù)據(jù)外,還涉及電網外的數(shù)據(jù)。②存儲類型多樣性,此處對結構化數(shù)據(jù)展開分析,它涉及用電信息采集系統(tǒng)、輸電線路等各環(huán)節(jié)所具備的信息,除此之外還會收集到大量的非結構化數(shù)據(jù),諸如高壓線巡視的圖像數(shù)據(jù)等。③采集周期多樣性,伴隨著數(shù)據(jù)類型的改變,其對應的采取周期也會隨之發(fā)生變化。
3智能電網領域中大數(shù)據(jù)技術的應用
3.1預測負荷波動和新能源出力
在整個電網電量管理系統(tǒng)中,負荷所占據(jù)的比重極大,它對于整體運行安全性會帶來直接影響。當前,電網數(shù)據(jù)采集范圍正在持續(xù)擴大,它也充分涉及有關于氣象信息、用戶信息等多方面內容,基于大數(shù)據(jù)技術能夠實現(xiàn)對抽象指標的量化操作,并明確其與負荷間所具備的關系,這樣的方式可以更好地預測到負荷變化趨勢,從而提升了預測精度。受分布式發(fā)電接入方式的影響,新能源也逐步被應用起來,對于傳統(tǒng)的電網運行管理模式而言則面臨著適應性問題,雖然可以享受到電能所創(chuàng)造的便捷條件,但也需要充分考慮到負荷側波動所帶來的影響。就大型常規(guī)電源而言,它要想達到最佳工作狀態(tài)并非易事,因此會對發(fā)電效率帶來影響,進一步引發(fā)了能源浪費現(xiàn)象。基于大數(shù)據(jù)技術,則可以顯著提升對于新能源出力預測的精度。丹麥一家風力發(fā)電公司則引入了基于BIM的大數(shù)據(jù)技術,從而展開對風電出力的預測工作,加之結構化數(shù)據(jù)的支持(最為典型的有地理方位以及氣象報告等),所帶來的風力渦輪機布局將會變得更加合理,與風力發(fā)電有關的預測精度也隨之提升。
3.2源網荷協(xié)同調度
將大數(shù)據(jù)引入到智能電網行業(yè)中,對于降低預測誤差發(fā)揮出極為重要的作用,這也是當前備受行業(yè)人員青睞的特性。基于新能源出力的方式,其存在較為明顯的波動性,對于傳統(tǒng)電力調度方式而言,只能采取旋轉備用電源的方式進行處理。而伴隨著電力市場的持續(xù)發(fā)展,則可以達到跨越常規(guī)電源出力調節(jié)的效果,以用戶需求為指導而展開針對性管理,確保系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)基于市場調節(jié)手段,能夠自發(fā)性的改變部分負荷,最終實現(xiàn)發(fā)電側出力平衡。要想達到源、網、荷協(xié)調調度的效果,則需要建立在大量輔助信息的基礎支行你,諸如新能源出力波動幅度或者是電網輸送能力等,但受礙于技術水平有限,上述因素在電力交易過程中將會變得尤為復雜,此時則需要得到大數(shù)據(jù)技術的支持,理清各數(shù)據(jù)間所存在的關聯(lián),以此為指導展開協(xié)調調度工作。相比于傳統(tǒng)的電網而言,新型的智能電網可以加大源網荷信息雙向流動的效果,在特定的框架之中,各類源網信息則可以達到順暢交互,從而保障了電網運行的經濟可靠性。
3.3網架發(fā)展規(guī)劃
在電網的多年發(fā)展下,傳統(tǒng)的電網形式已經發(fā)生改變,逐步演變?yōu)橹悄茈娋W,它也成為能源互聯(lián)網體系中的核心內容,能夠顯著增強電網與能源網的聯(lián)系程度。相較于新能源電網而言,傳統(tǒng)電網的局限性較強,它對數(shù)據(jù)來源渠道的規(guī)劃以及處理等方面都極為有限。在新技術的支持下,加之對能源結構的調整,使得新型智能電網的優(yōu)越性更充分的彰顯出來。但與此同時也存在著新能源接入的問題,此時工程人員提出了電轉氣的方法,基于特定的手段可以將電能轉化為天然氣,以便更好地進行存儲,但它的轉化效率低,因此依然停留在理論階段。基于冷熱氣三聯(lián)結束,它所帶來的處理效果更為良好,且滿足環(huán)保發(fā)展的要求,因此也能夠提升對能源的階梯利用水平。當前,各類新興技術正逐步發(fā)展起來,能源結構的變革成為重要的發(fā)展趨勢,它會再次加大電網規(guī)劃與實際需求的差異程度。為了進一步推動網架發(fā)展規(guī)劃工作,有必要引入大數(shù)據(jù)技術,在此基礎上加之分布式能源等方式,以便為電力用戶提供良好的用電服務。大數(shù)據(jù)所涉及的數(shù)據(jù)類型極為豐富,因此能夠消除電網規(guī)劃中的不確定因素,提升電網規(guī)劃的科學性。
3.4大數(shù)據(jù)電網存儲技術
智能電網的數(shù)據(jù)主要涉及三個層面,即存儲介質、映射地址、物理空間,采用虛擬化技術在智能電網中的硬件平臺中,構建針對配用電數(shù)據(jù)的Master/Slave邏輯結構,對多有的多源異構數(shù)據(jù)進行自動篩選。以負載均衡的方式,對用電數(shù)據(jù)相關的存儲資源進行動態(tài)分配,優(yōu)化智能電網內部資源結構。在高峰時期對資源進行調度,優(yōu)化系統(tǒng)配置,提升存儲資源的運行效率。在這一過程中,預處理數(shù)據(jù)時,要先對數(shù)據(jù)進行篩選,以區(qū)分結構化數(shù)據(jù)與非結構化數(shù)據(jù),對不同的數(shù)據(jù)類型進行轉換,形成標準化元數(shù)據(jù),并以XML格式將轉換后的元數(shù)據(jù)存儲至Master節(jié)點中。采用數(shù)據(jù)中間件技術,將各類元數(shù)據(jù)進行了整合、連接,并對XML數(shù)據(jù)資源庫重新進行了配置,設置了檢查、關聯(lián)、刪除等多個子模塊,加強了管理效果,更有利于系統(tǒng)運行效率的提升。智能電網運行中數(shù)據(jù)具有高緯度、多源異構類特征,因此,在智能電網中可使用NoSQL技術進行分布式存儲,從而解決海量數(shù)據(jù)的存儲問題。
4結語
智能電網已經成為當前的主要發(fā)展方向,它充分融入了現(xiàn)代信息技術、計算機技術等。另外,傳感測量技術的支持,打造出了高集成化的新型電網。它具有大數(shù)據(jù)的基本特性,最為典型的有規(guī)模化、快速性以及多樣化。除此之外,在大數(shù)據(jù)技術的支持下能夠推動電網基建事業(yè)的開展,提升智能電網的控制效率,為智能電網的穩(wěn)定發(fā)展創(chuàng)設良好的條件。
參考文獻
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作者:白云飛 單位:新疆庫爾勒中泰石化有限責任公司