摘要：隨著能源互聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)+、新型傳感技術的持續(xù)推進，電力用戶側用電數(shù)據(jù)呈現(xiàn)指數(shù)級劇增、異構性增強的情況，逐漸構成了用戶側用電行為大數(shù)據(jù)。然而目前對電力領域的數(shù)據(jù)價值挖掘于電網(wǎng)內(nèi)部和電源端，用戶側龐大且蘊含豐富價值的電力數(shù)據(jù)而未能得到很好利用。文章主要是在用戶側用電行為大數(shù)據(jù)的基礎上，對用戶側電力數(shù)據(jù)價值在電力系統(tǒng)中的應用和發(fā)展進行更加深入分析。
關鍵詞：大數(shù)據(jù)；電力系統(tǒng)；用電數(shù)據(jù)
1、概述
在信息化不斷發(fā)展的環(huán)境下，工業(yè)企業(yè)將信息化作為其夯實工業(yè)化的基礎，現(xiàn)如今信息技術已經(jīng)滲透到工業(yè)企業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈的各個環(huán)節(jié)。如何充分挖掘用戶側用電行為數(shù)據(jù)潛在價值，不斷打造信息化環(huán)境下的新型能力，形成可持續(xù)競爭優(yōu)勢，實現(xiàn)創(chuàng)新發(fā)展、智能發(fā)展和綠色發(fā)展的過程，成為時下的熱點。大數(shù)據(jù)所代表的不僅僅是重要的技術變革，而且是戰(zhàn)略性經(jīng)濟資源，大數(shù)據(jù)服務業(yè)已成為前景廣闊的新技術產(chǎn)業(yè)。
電網(wǎng)作為大數(shù)據(jù)技術應用和發(fā)展的重要領域之一，大數(shù)據(jù)在電網(wǎng)中的應用眾多，涉及電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行、節(jié)能經(jīng)濟調(diào)度、供電可靠性、經(jīng)濟社會發(fā)展分析等諸多方面。但是目前對電力領域的數(shù)據(jù)價值挖掘電網(wǎng)內(nèi)部和電源端，用戶側的用電數(shù)據(jù)沒有得到很好利用，而用戶側的電力數(shù)據(jù)龐大、所含信息量豐富，蘊含豐富的商業(yè)價值。因此用戶側電力數(shù)據(jù)價值的挖掘已迫在眉睫。
2、用戶側大數(shù)據(jù)運用的基本特征
2.1 數(shù)據(jù)量規(guī)模龐大
隨著電力系統(tǒng)智能化深度的不斷增加，運行環(huán)境復雜程度加深，對電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行的要求愈發(fā)嚴格。因此，電力企業(yè)在運營過程中，通常會在用戶側及電能輸送過程中設置數(shù)以萬計的數(shù)據(jù)采集點，而每一個數(shù)據(jù)采集點所采集的數(shù)據(jù)量非常龐大，除此之外，電力企業(yè)還保存著用戶側用電行為的歷史數(shù)據(jù)。用戶側的電力數(shù)據(jù)龐大、所含信息量非常豐富，蘊含著大量的商業(yè)價值。
2.2 數(shù)據(jù)結構類型多
目前工業(yè)企業(yè)的自動化生產(chǎn)運營不斷向前推進，與此同時需要各類型的傳感器采集相關數(shù)據(jù)以此來保證生產(chǎn)正常運行。在運行的各個環(huán)節(jié)都存在著大量有用的信息數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)在采集、傳輸、存儲和處理的過程中形成了多源異構數(shù)據(jù)。
2.3 數(shù)據(jù)的交互性
能源互聯(lián)與智能電網(wǎng)不僅僅是各用戶側物理互聯(lián)，其重要的特征在于資源共享，數(shù)據(jù)交互。各用戶側用電行為數(shù)據(jù)交互，各數(shù)據(jù)資源相互共享。若將這些交互性數(shù)據(jù)進行深度融合分析，挖掘其中的數(shù)據(jù)價值，必定可以加快推進工業(yè)企業(yè)“互聯(lián)網(wǎng)+”方向發(fā)展。
3 用戶側大數(shù)據(jù)在電力系統(tǒng)中的應用
3.1 節(jié)能降耗智能用電
工業(yè)企業(yè)用電量約占全社會用電量近八成，且工業(yè)企業(yè)中的高耗能行業(yè)的比例仍然比較高。工業(yè)企業(yè)在追求效率的同時忽視了用電設備的損耗，節(jié)能裝置設備投入較少且由于極少維護存在可靠性差等問題，造成了工業(yè)企業(yè)消耗大量不必要的電能。通過利用大數(shù)據(jù)技術對工業(yè)企業(yè)用電行為進行分析，研究力圖指導企業(yè)在兼顧經(jīng)濟性和安全性的前提下選擇科學的電費標準并制定用電策略，是實現(xiàn)工業(yè)企業(yè)用電節(jié)能，提高電能的利用率，從而實現(xiàn)節(jié)能減排的重要途徑。用電需求預測是工業(yè)企業(yè)實現(xiàn)優(yōu)化調(diào)度與經(jīng)濟運行的前提，但工業(yè)企業(yè)的用電需求預測與電網(wǎng)的傳統(tǒng)負荷預測不同。以往電力系統(tǒng)的負荷預測僅從電網(wǎng)角度，預測區(qū)域范圍內(nèi)未來用電量，以期安排發(fā)電廠的生產(chǎn)計劃，導致用戶用電行為的隨機和無序等負面效應。可從企業(yè)用戶角度出發(fā)，基于大數(shù)據(jù)分析下的工業(yè)企業(yè)用電需求預測技術，進一步建立需求側響應體系，現(xiàn)用戶與電力系統(tǒng)雙向互動，達到削減尖峰負荷、引導企業(yè)經(jīng)濟智慧用電及緩解電力供需矛盾的效果，而且能實現(xiàn)我國智能用電，加快建設數(shù)字中國，更好地服務我國經(jīng)濟社會發(fā)展。
3.2 防患未然安全用電
工業(yè)企業(yè)用電設備繁多、額定功率大、持續(xù)時間長，并且對用電情況缺乏監(jiān)測，對配電設備和線路的過載、過流、過熱情況無法及時了解。只有當設備損壞或造成安全事故時才后知后覺。網(wǎng)的電壓、頻率的不穩(wěn)定以及波形的畸變將會對負荷側的用電設備運行產(chǎn)生不良影響：根據(jù)不完全統(tǒng)計，在數(shù)據(jù)化領域46%的終端出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失和85%的服務器出現(xiàn)宕機均和電壓的跌落有直接的關系。可利用大數(shù)據(jù)和現(xiàn)代智能通信技術，線下安裝多回路采集模塊實現(xiàn)企業(yè)的總體用電情況及重點用電分路的監(jiān)測。在不影響工業(yè)企業(yè)正常運行的情況下，采集用電設備的有功功率、無功功率等相關電能參數(shù)。利用局域網(wǎng)將各個區(qū)域的監(jiān)測點數(shù)據(jù)傳輸?shù)街悄芫W(wǎng)關，智能網(wǎng)關整合數(shù)據(jù)后上傳至平臺，平臺接收各項實時數(shù)據(jù)，實現(xiàn)工業(yè)企業(yè)用電的實時在線分類和分項，便于管理部門進行有效的監(jiān)控與管理。所監(jiān)測的參數(shù)超過系統(tǒng)設置的閾值時發(fā)出告警信息，實現(xiàn)對已有故障的實時分級告警，對告警信息的監(jiān)測分析可有效杜絕事故隱患，降低事故發(fā)生率，少企業(yè)損失；并對諸如變壓器過載、電壓越限、電流越限、三相電壓電流不平衡越限等非故障卻有潛在危險情形提前預警，且提示故障位置和故障類型，以便企業(yè)采取及時有效的應對措施，而保證正常的生產(chǎn)活動，延長設備的使用壽命。
3.3 雙向互動緩解矛盾
智能電網(wǎng)時代，鼓勵工業(yè)企業(yè)和電網(wǎng)之間進行數(shù)據(jù)共享、智能互動，積極參與到電網(wǎng)的運行和建設當中。智能電表所代表的儀表監(jiān)控雖然能在一定程度上監(jiān)測和反映當時的用電情況，但對實現(xiàn)企業(yè)用電數(shù)據(jù)的規(guī)模化存儲、分類、整合、分析尚有不足，使得企業(yè)難以深入到精細化用電管理的層面。采用大數(shù)據(jù)分析，基于每日、每月尖峰平谷四時段用電量占比，評估尖、峰時段用電量占比是否過高，提供節(jié)能技術改造方案，使得企業(yè)在日常生產(chǎn)中能科學地調(diào)控大功率負荷啟動時間及順序以降低企業(yè)用電成本；并基于每月統(tǒng)計的功率因數(shù)分析其是否達到合格的門限值，并對功率因數(shù)不合格情況進行改善以降低電能損耗；對用戶用電結構進行分析計算以制定企業(yè)用電的改造方案。通過電力需求側的有效管理，可以降低城市尖峰負荷，在發(fā)電端不增加出力的情況下通過負荷端調(diào)節(jié)電網(wǎng)負荷高峰期的供需矛盾，提高電網(wǎng)穩(wěn)定性。因此可借助數(shù)據(jù)挖掘算法刻畫工企用電行為，構建企業(yè)用電需求預測模型；建立需求側響應體系，實現(xiàn)用戶與電力系統(tǒng)雙向互動，根據(jù)企業(yè)負荷曲線指導用戶削峰填谷、錯峰運行，助推電力系統(tǒng)穩(wěn)定。
4、安科瑞配電系統(tǒng)智能運維產(chǎn)品選型及介紹
近兩年來，安科瑞已經(jīng)陸續(xù)參與各縣市電力公司的用戶端能源管理平臺、云南省網(wǎng)綜合能源服務平臺、上海嘉定區(qū)147所學校電力運維平臺等相關平臺的建設，提供了包括云平臺、智能網(wǎng)關、終端設備等產(chǎn)品，各類用戶端云平臺在全國各地運行案例700多套，并且根據(jù)用戶需求不斷完善產(chǎn)品功能，這些都是未來泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的一部分。
綜合能源服務是以電為中心，把電力系統(tǒng)與天然氣網(wǎng)絡、供熱網(wǎng)絡、工業(yè)系統(tǒng)、交通系統(tǒng)、建筑系統(tǒng)等緊密結合起來，實現(xiàn)電、氣、冷、熱、可再生能源等多能互補和“源-網(wǎng)-荷-儲”各環(huán)節(jié)高度協(xié)調(diào)優(yōu)化，生產(chǎn)和消費雙向互動，集中與分布相結合的能源服務。
4.1安科瑞智能網(wǎng)關、終端設備選型
4.2 安科瑞智能運維平臺介紹
平臺結構
變配電站通過安裝多溫濕度傳感器，水浸傳感器，煙霧傳感器，門磁開關等傳感器，通過網(wǎng)關經(jīng)無線（3G/4G）或有線的方式將數(shù)據(jù)上傳云服務器上，并將數(shù)據(jù)進行集中存儲、統(tǒng)一管理。具有權限的用戶可通過PC、PAD、手機等各類終端設備訪問數(shù)據(jù)、接收報警信息，監(jiān)控變配電站環(huán)境狀態(tài)。
運維平臺功能：
安科瑞變電所運維云平臺（AcrelCloud-1000）根據(jù)市場需求反饋，運用互聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)技術，為電力運維公司提供配套線上運維服務。該平臺作為連接運維單位和用電企業(yè)的紐帶，監(jiān)視用戶配電系統(tǒng)的運行狀態(tài)和電量數(shù)據(jù)，為客戶提供更好的運維服務，平臺提供系統(tǒng)總覽、電力數(shù)據(jù)監(jiān)測、電能質(zhì)量分析、用電統(tǒng)計分析和日/月/年電能統(tǒng)計報表、異常預警、事故報警和事件記錄、運行環(huán)境監(jiān)測、運維巡檢派單等功能，并支持多平臺、多終端數(shù)據(jù)訪問。
?電力監(jiān)測
通過矢量配電圖監(jiān)測變電所用電情況，畫面響應遙信變位、遙測越限報警，點擊某個配電回路后可以查詢該配電回路的各類詳細用電參數(shù)，包括實時值、平均值；
實時監(jiān)測變壓器運行情況，包括功率、負荷率、需量、繞組溫度等。
提供多種類型的查詢報表，可以查詢各配電回路的各類電力參數(shù)(電壓、電流、功率、頻率、諧波、三相不平衡度等),系統(tǒng)可以對某電力參數(shù)按照天、月進行統(tǒng)計。
可實現(xiàn)漏電監(jiān)測、線纜及母排溫度監(jiān)測。
?故障報警
平臺可配置遙信變位報警（水浸、煙霧、門磁、開關跳閘等）、遙測越限報警（過壓、欠壓、過流、線纜溫度過高、繞組溫度過高等）、運行報警（儀表離線、網(wǎng)關離線等），并將接收到的報警通過短信、網(wǎng)頁推送，報警上下限可根據(jù)現(xiàn)場情況靈活配置。
?能效分析
按照配電回路、區(qū)域、部門、分項（照明、空調(diào)、動力等）統(tǒng)計每時、每天、每月、每年用電數(shù)據(jù)，并進行同環(huán)比分析；
按尖、峰、平、谷統(tǒng)計各配電回路的用電量及用電金額；
統(tǒng)計四象限電能并計算每天、每月的平均功率因數(shù)；
按月統(tǒng)計每個回路的需量及發(fā)生值，為需量申報提供依據(jù)。
?檔案設備
系統(tǒng)可配置每個變電所內(nèi)變壓器、進線柜、出線柜、計量柜、高壓電纜等設備信息，記錄設備的廠家、型號、投運日期等，并可靈活定義設備的巡檢項、缺陷類別等信息。
?巡檢消缺
通過系統(tǒng)編制巡檢計劃，并將計劃下發(fā)到巡檢人員手機上，巡檢人員在變電所現(xiàn)場根據(jù)巡檢要求執(zhí)行巡檢任務，如果在巡檢過程中發(fā)現(xiàn)缺陷，可記錄缺陷并在系統(tǒng)中生成消缺任務。
?用戶報告
l 手機APP
通過手機APP實現(xiàn)配電圖查看、視頻監(jiān)視及回放、電力參數(shù)查詢、需量統(tǒng)計、用能分析，并可通過手機接收報警、執(zhí)行巡檢、記錄缺陷。
5、結束語
在能源互聯(lián)，智能電網(wǎng)的發(fā)展過程中，實現(xiàn)精細、實時、快捷、豐富的用電服務和管理成為大勢所趨。研發(fā)集物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算于一體的電力數(shù)據(jù)平臺，實現(xiàn)供電智能化、網(wǎng)絡化、互動化和節(jié)能減排，是用電服務管理的發(fā)展方向。能助力工業(yè)企業(yè)長遠發(fā)展、有效促進智能電網(wǎng)深度發(fā)展，具有廣闊的實際應用前景，能夠產(chǎn)生巨大的社會經(jīng)濟效應。本文對用戶側電力大數(shù)據(jù)在電力系統(tǒng)中的運用進行分析，力圖對工業(yè)企業(yè)的用電行為進行優(yōu)化以實現(xiàn)智能用電，加快建設數(shù)字中國，更好地服務我國經(jīng)濟社會發(fā)展。
參考文獻
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作者簡介：
宋兵兵，男，本科，安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向為絕緣監(jiān)測及剩余電流監(jiān)測， QQ：3007723194 手機：13482141563（微信同號）