安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

摘要：本文首先對電力大數(shù)據(jù)及其技術(shù)優(yōu)勢進行分析，在此基礎(chǔ)上，從可視化、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)庫索引、數(shù)據(jù)治理、ETL等幾個方面,對電力大數(shù)據(jù)分析技術(shù)及應(yīng)用進行論述。期望通過本文的研究能夠?qū)Υ龠M電力大數(shù)據(jù)的應(yīng)用與發(fā)展有所幫助。

關(guān)鍵詞：電力大數(shù)據(jù)；技術(shù)；應(yīng)用

       近年來，在國家政策的大力扶持下，電力行業(yè)獲得快速發(fā)展，由此使得相關(guān)的行業(yè)數(shù)據(jù)發(fā)生爆發(fā)式增長，在這一背景下，電力大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)運而生。通過該技術(shù)的應(yīng)用，促使電力行業(yè)的整體生產(chǎn)經(jīng)營水平獲得進一步提升。借此，下面就電力大數(shù)據(jù)分析技術(shù)及應(yīng)用展開探討。

       電力大數(shù)據(jù)是大數(shù)據(jù)技術(shù)在電力行業(yè)的實踐應(yīng)用，涉及產(chǎn)、輸、變、配、用、調(diào)等多個環(huán)節(jié)。電力大數(shù)據(jù)由兩類數(shù)據(jù)組合而成，一類是結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，另一類是非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。近年來，隨著國家逐步加大智能發(fā)電的建設(shè)力度，以及對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，使得電力行業(yè)中非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的比重持續(xù)增長，在量級上己經(jīng)超過結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。電力大數(shù)據(jù)具備大數(shù)據(jù)技術(shù)的“5V"特征，即數(shù)據(jù)量大、數(shù)據(jù)類型多、處理速度快、準(zhǔn)確性高和價值大。電力大數(shù)據(jù)中的關(guān)鍵技術(shù)有數(shù)據(jù)挖掘、數(shù)據(jù)可視化、高性能計算和統(tǒng)計分析。

       電力系統(tǒng)具有復(fù)雜且龐大的架構(gòu)，其中涵蓋的內(nèi)容非常之多，在電力系統(tǒng)中引入大數(shù)據(jù)技術(shù)后，為智能發(fā)電的順利實現(xiàn)提供了強有力的支撐，各種數(shù)據(jù)信息的共享，使電力生產(chǎn)精細(xì)化管理成為可能。借助電力大數(shù)據(jù)，業(yè)務(wù)和技術(shù)人員能夠在較短的時間內(nèi)，對電力設(shè)備當(dāng)前的運行參數(shù)與以往的運行數(shù)據(jù)進行整合、分析，為電力設(shè)備的穩(wěn)定、可靠、經(jīng)濟運行提供保障。同時，通過電力大數(shù)據(jù)，還能為生產(chǎn)運行過程中的風(fēng)險防范提供指導(dǎo)依據(jù)。

       電力大數(shù)據(jù)能夠?qū)Ω鞣N不同類型的數(shù)據(jù)信息進行分析，通過對該技術(shù)的運用，可以設(shè)計出與用電需求相符的生產(chǎn)計劃，從而為電力用戶提供較為準(zhǔn)確和經(jīng)濟的產(chǎn)品和服務(wù)，有助于節(jié)能減排目標(biāo)的實現(xiàn)。

       所謂的圖表可視化具體是指以為基礎(chǔ)的圖形和表格，對相關(guān)數(shù)據(jù)進行直觀展示的方法。在圖表可視化的前提下，對數(shù)據(jù)進行獲取的過程中，可在相對較短的時間內(nèi)，找到其中存在的問題，并借助數(shù)據(jù)的規(guī)律，對問題進行解決處理。對圖表可視化系統(tǒng)進行構(gòu)建時，需要使用以下三種可視化展示方法：折線圖、柱狀圖、表格，其中折線圖能夠?qū)δ硞€時間段內(nèi)，數(shù)據(jù)隨時間變化的趨勢進行描述柱狀圖則可通過柱狀體的長度對數(shù)據(jù)的差異情況進行展示；表格的作用是對數(shù)據(jù)進行詳細(xì)記錄，相關(guān)的數(shù)據(jù)資源可通過搜索的方式進行獲取。

       SVG是現(xiàn)階段較為流行的一種圖像文件格式，具體是指能夠進行縮放的矢量化圖形。對于不同的電力數(shù)據(jù)，SVG可以不同的顏色進行顯示，由此可使數(shù)據(jù)變得直觀化。在這種可視化方法下，需要對某個特定區(qū)域內(nèi)的電力數(shù)據(jù)進行掌握，按照相關(guān)的參數(shù)和指標(biāo)，賦予電力數(shù)據(jù)不同的顏色，并用顏色的深淺程度對電力數(shù)據(jù)的實際情況進行表示。當(dāng)需要對某個時間段內(nèi)，各生產(chǎn)單位的情況進行了解時，便可使用不同的色塊進行直觀呈現(xiàn)，如果要對其中某個數(shù)據(jù)進行調(diào)用，則可借助SVG來完成控制，由此可使數(shù)據(jù)資源的查詢和使用變得更加方便。

       在電力體制改革進程不斷加快的推動下，我國的發(fā)電方式越來越多，除常規(guī)的火力發(fā)電之外，水力發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、太陽能發(fā)電、核電等，都得到了快速發(fā)展，由此使得發(fā)電領(lǐng)域呈現(xiàn)出多樣化的態(tài)勢。因此，通過運用電力大數(shù)據(jù)中的分析技術(shù)，可將常規(guī)電能與清潔型電能之間存在的關(guān)聯(lián)性進行、具體地分析，借此來發(fā)現(xiàn)二者的契合點，為電力資源合并工作的開展提供依據(jù)。以風(fēng)電并網(wǎng)為例，在合并時，會對電網(wǎng)的運行造成一定的影響，如諧波、線損等等，由此將會導(dǎo)致電網(wǎng)的運行可靠性下降。通過電力大數(shù)據(jù)的運用，能夠?qū)Ω鞣N影響因素進行分析，據(jù)此制定出合理可行的應(yīng)對策略，確保風(fēng)電并網(wǎng)有序進行。

       Hadoop（海杜普）的Hive是一個較為典型的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，其能夠?qū)?shù)據(jù)進行提取、轉(zhuǎn)化、加載、查詢、分析和存儲。但在實際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，Hive在索引方面略顯不足，很難具體地搜索電力大數(shù)據(jù)，從而導(dǎo)致系統(tǒng)的CPU資源浪費，電力大數(shù)據(jù)的分析效率也隨之下降。由于電力大數(shù)據(jù)本身所具備的多維區(qū)間查詢特征，從而使其在各個維度的查詢上都相對比較固定，因此，可依托電力大數(shù)據(jù)進行多維索引。如，某電力系統(tǒng)采用的索引方式為以單位和時間兩種代碼為標(biāo)準(zhǔn)，通過多維度可以輔助電力大數(shù)據(jù)進行索引，由此能夠?qū)⒏鞣N無用的數(shù)據(jù)信息全部濾除掉，索引效率隨之提升。利用電力大數(shù)據(jù)多維索引可以構(gòu)建相應(yīng)的系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠?qū)ive命令進行使用，并在引入解析技術(shù)的前提下，對相關(guān)的代碼進行快速解析，從而進一步豐富了可索引的維度區(qū)間，由此獲得的數(shù)據(jù)可存儲到Hadoop當(dāng)中進行處理，提高數(shù)據(jù)的利用效率。

       諧波是電網(wǎng)、穩(wěn)定、可靠運行的主要影響因素之一，電力行業(yè)對諧波的治理非常重視。大體上可將諧波產(chǎn)生的來源歸納為以下幾個方面：電源端、輸配電過程、電力設(shè)備等。諧波會使各種儀表及計量裝置產(chǎn)生誤差，高次諧波還會對斷路器的正常開斷造成影響。因此，在對諧波進行治理時，可對電力大數(shù)據(jù)進行合理應(yīng)用，依托相關(guān)數(shù)據(jù)，分析諧波源的特性，預(yù)測諧波風(fēng)險，為諧波治理提供詳實可靠的依據(jù)。在諧波風(fēng)險分析中，電力大數(shù)據(jù)的具體應(yīng)用如下：

       諧波監(jiān)測數(shù)據(jù)可存儲在開源數(shù)據(jù)庫當(dāng)中，為使從數(shù)據(jù)庫中抽取的數(shù)據(jù)能夠?qū)崿F(xiàn)共享，可以引入MySQL對數(shù)據(jù)抽取結(jié)果進行存儲；以相關(guān)元件和參數(shù)指標(biāo)對數(shù)據(jù)表進行劃分，額定電壓單獨成表，有功與無功功率合并在同一個數(shù)據(jù)表中，基波與諧波電流存儲在同一個數(shù)據(jù)表中，這樣可以為數(shù)據(jù)查詢提供便利。在數(shù)據(jù)提取的過程中，基于Hadoop的虛擬機，采用Spark從開源數(shù)據(jù)庫中提取數(shù)據(jù)。

       可在電力大數(shù)據(jù)中，引入與諧波計算有關(guān)的頻譜文件，通過對基波和諧波電流的計算，生成諧波含量。在MySQL中，數(shù)據(jù)的傳輸過程如圖1所示。