摘要：本文首先對電力大數據及其技術優勢進行分析，在此基礎上，從可視化、數據分析、數據庫索引、數據治理、ETL等幾個方面,對電力大數據分析技術及應用進行論述。期望通過本文的研究能夠對促進電力大數據的應用與發展有所幫助。
關鍵詞：電力大數據；技術；應用
1 電力大數據及其技術優勢
1.1電力大數據
電力大數據是大數據技術在電力行業的實踐應用，涉及產、輸、變、配、用、調等多個環節。電力大數據由兩類數據組合而成，一類是結構化數據，另一類是非結構化數據。近年來，隨著國家逐步加大智能發電的建設力度，以及對物聯網技術的應用，使得電力行業中非結構化數據的比重持續增長，在量級上己經超過結構化數據。
1.2 技術優勢
1.2.1促進管理水平持續提升
電力系統具有復雜且龐大的架構，其中涵蓋的內容非常之多，在電力系統中引入大數據技術后，為智能發電的順利實現提供了強有力的支撐，各種數據信息的共享，使電力生產精細化管理成為可能。
1.2.2有助于節能降耗
電力大數據能夠對各種不同類型的數據信息進行分析，通過對該技術的運用，可以設計出與用電需求相符的生產計劃，從而為電力用戶提供較為準確和經濟的產品和服務，有助于節能減排目標的實現。
2 電力大數據分析技術及應用
2.1電力大數據的可視化應用
2.1.1 圖表可視化
所謂的圖表可視化具體是指以為基礎的圖形和表格，對相關數據進行直觀展示的方法。在圖表可視化的前提下，對數據進行獲取的過程中，可在相對較短的時間內，找到其中存在的問題，并借助數據的規律，對問題進行解決處理。
2.1.2 SVG可視化
需要對某個特定區域內的電力數據進行掌握，按照相關的參數和指標，賦予電力數據不同的顏色，并用顏色的深淺程度對電力數據的實際情況進行表示。
2.2 數據分析技術的應用
在電力體制改革進程不斷加快的推動下，我國的發電方式越來越多，除常規的火力發電之外，水力發電、風力發電、太陽能發電、核電等，都得到了快速發展
2.3 數據庫索引技術的應用
利用電力大數據多維索引可以構建相應的系統，該系統能夠對Hive命令進行使用，并在引入解析技術的前提下，對相關的代碼進行快速解析，從而進一步豐富了可索引的維度區間，由此獲得的數據可存儲到Hadoop當中進行處理，提高數據的利用效率。
2.4 在諧波治理中的應用
諧波是電網安全、穩定、可靠運行的主要影響因素之一，電力行業對諧波的治理非常重視。大體上可將諧波產生的來源歸納為以下幾個方面：電源端、輸配電過程、電力設備等。諧波會使各種儀表及計量裝置產生誤差，高次諧波還會對斷路器的正常開斷造成影響。預測諧波風險，為諧波治理提供詳實可靠的依據。在諧波風險分析中，電力大數據的具體應用如下：
2.4.1 數據抽取與存儲
諧波監測數據可存儲在開源數據庫當中，為使從數據庫中抽取的數據能夠實現共享，可以引入MySQL對數據抽取結果進行存儲；
2.4.2 電力數據與諧波計算
可在電力大數據中，引入與諧波計算有關的頻譜文件，通過對基波和諧波電流的計算，生成諧波含量。在MySQL中，數據的傳輸過程如圖1所示。
2.4.3 諧波風險分析
在對諧波風險進行分析的過程中，需要對諧波源特性數據進行使用，可將這些數據帶入到預測模型中，模型能夠給出諧波在未來一段時間的變化趨勢，據此可確定出諧波的影響范圍，并制定相應的治理措施。為確保預測結果的準確性，應當對預測模型進行合理選用，推薦ARIMA模型，在使用前應對模型進行訓練，從而使其達到優。
2.5 數據治理在電力行業的應用
在電力行業的運營監控數據管理中，經常會遇到數據錯誤、不完整、不規范、不一致等問題。數據治理體系的構建方法如下：
2.5.1 建立大數據管理組織
采用RACI模型明確各部門職責，辨識業務流程，根據數據生命周期POSMAD理論確定各個階段中的活動角色，結合DAMA數據知識管理體系理論確定各部門數據管理中的角色，建立起數據管理虛擬組織。
2.5.2 梳理業務流程數據
參考國際電工委IEC系列標準中的CIM模型和IBM-FSDM數據模型理念，劃分電力行業的主題域，建立起主題域之間的聯系。
2.5.3 制定大數據治理標準
數據治理標準主要包括業務、技術、安全、管理和稽核標準，要求統一各類數據的名稱、編碼、屬性等，完成對數據的標準化處理，生成數據標準清冊。在數據治理標準框架下，對新增數據進行嚴格管控，對存量數據要按照重要性進行劃分，優先治理重要程度高的數據。其中，存量數據的治理是大數據治理的重點，需構建數據包絡分析DEA模型，借助數學規劃和決策單元對數據進行治理。
2.6 分層處理與混合存儲技術的應用
電力行業可根據實際業務情況，利用大數據分層處理技術建立起系統之間的關聯，實現跨組織、跨應用的信息資源共享，同時還可結合云計算、SQL數據庫等技術，滿足電力大數據實時分析和計算的需求，提升大數據處理效率，使大數據層次化分析管理系統適應電力行業的整體發展。
2.7 ETL技術的應用
ETL是數據倉庫的簡稱，該技術在智能發電生產運行管理中具有非常重要的作用。電力行業在生產運行過程中會產生大量的數據，這部分數據已經超出系統的運算能力，由此進一步進行電力分析難度，各種業務的開展隨之受到影響。
3 安科瑞變電所電力運維云平臺介紹及選型
3.1 云平臺概述：
按照國家電網公司的統計，10kV及以上供電電壓等級的工商業用戶有200萬戶以上，此類“用戶側變配電所"產權歸電力用戶所有（工商企業、住宅小區、學校、醫院等），雖然數量眾多，但是日常的運行維護工作比較傳統，普遍存在以下痛點：
人工成本高：人工巡視、紙質記錄、電話溝通，缺乏智能化的手段
工作效率低：巡視頻率低、巡檢任務無法定位、巡檢過程不標準規范、巡檢缺陷缺乏閉環跟蹤；
安全隱患：有些用電單位無專業維護電工、無法即時排查電氣隱患、隱蔽工程隱患檢查難等難題；
搶修時間長：變電所設備種類較多，在分布上也比較分散，無法即時識別和定位故障信息，需要用戶通知后到現場確認；
運行大數據缺少分析：有些用戶未有數據匯總分析平臺，甚至未安裝電力儀表導致運維人員對現場電力參數信息不了解，無法確定電力系統是否正常運行。
3.2 應用場所
3.3 云平臺架構
我司的運維平臺綜合運用綜合保護裝置、多功能電力儀表、母排及線纜測溫裝置、變壓器溫控儀、視頻攝像頭、水浸煙霧、溫濕度、門磁等多種傳感器統一接入變電所現場的邊緣計算網關，經邊緣計算網關將數據封裝、壓縮、加密后上傳至云平臺。實時集中監測所有變電所用電情況、統一調度運維巡檢安排，線上線下聯動；實現用戶側變配電所的24小時無人值守，監測各配電回路運行狀態，即時定位故障，降低安全風險。
3.4 平臺功能
3.5 平臺配置方案
3.6 產品介紹
3.6.1 AM5SE系列微機綜合保護裝置
功能：
（1）保護功能：主變差動保護功能、主變后備保護、三段式過流帶方向帶電壓閉鎖、三段式過流、零序電流保護、過電壓、
（2）低電壓保護、大功率電機保護、高壓電動機綜合保護、PT并列功能、非電量保護、并網逆功率保護、檢同期功能
（3）測量功能：保護電流、測量電流、零序電流、母線電壓、零序電壓4-20MA輸出、直流測量
（4）通訊功能：提供RS485通訊接口，RS232維護接口，IRIG-B對時接口、USB升級接口，RJ45網口接口
（5）故障錄波功能：保護動作時觸發錄波，可以記錄故障前8個周波后四個周波的數據
（6）控制回路：自帶操作回路，防跳功能
（7）GPS校時功能：提供時鐘同步接口，接收GPS校時信號
應用：
35kV及以下電壓等級的變配電站及設備的保護測控功能，至少包括35kV進線/主變壓器（一般容量2000kVA以上）/PT/母聯、10kV進線/饋線/配電變壓器（一般容量2000kVA以下）/高壓電動機/高壓電容器/母聯/PT等設備的保護和自動控制功能
3.6.2 ASD300系列智能操控裝置
功能:
（1）一次動態模擬圖指示及自檢帶電顯示、閉鎖及自檢
（2）核相、強制加熱、強制照明
（3）語音防誤提示
（4）人體感應及柜內照明、已帶電語音播報
（5）分合閘、遠方就地、儲能轉換開關
（6）分合閘回路完好指示/電壓測量
（7）預分預合閃光指示
（8）斷路器分合次數統計
（9）RS485串行通訊接口
（10）開關柜節點無線測溫
（11）全電參量測量U,I,P,Q,f,PF,Ep,Eq
應用：
35KV高壓及以下中置柜，手車柜，環網柜
3.6.3 ARTM-Pn無線測溫裝置
功能：
（1）接收多60個ATE100/200/300/400
（2）3U3I電參量測量
（3）實時測溫功能
（4）RS485通訊接口，通過標準的MODBUSRTU協議實現組網功能
（5）具備自檢功能
（6）超溫、高溫、相間溫差報警、溫度突變量告警功能
應用：
變電站、配電室、箱變等
3.6.4 APM810系列多功能電力儀表
功能：
（1）準確度等級：有功電能0.5S級，無功電能2級
（2）測量功能：三相電壓、三相電流、分相及總有功功率、分相及總無功功率、分相及總視在功率、分相及總功率因數、頻率、需量
（3）電能計量：分相及總雙向電能、四象限無功電能
（4）電能質量監測：2-63次分次諧波、總（奇、偶）諧波測量、電壓波峰系數、電話波峰因子、電流K系數測量
（5）輸入輸出：2路開關量輸出（選配MD82模塊多可擴至8路）及2路開關量輸入（選配MD82模塊多可擴至26路），開關量輸出可配置為報警輸出或遠程遙控，DO用作報警輸出時可自由關聯報警內容
（6）SD卡存儲功能：用于電參量、電能、諧波等數據定時存儲，波形存儲等功能
應用：
適用于電力系統、工礦企業、公用設施、智能大廈等需要電力監控的場合
3.6.5 DTSD1352導軌式電能表
功能：
（1）測量功能：三相電流、電壓、功率、頻率、總正反向有功電能統計、總正反向無功電能統計；
（2）準確級精度：有功0.5S
（3）電流信號接入：直接接入10（80)A經CT接入1（6）A
（4）電壓信號：100V380V
（5）通信：RS485接口，支持MODBUS-RTU或者DL/T645通訊協議
應用：
適用于和大型公建中對電能的分項計量，也可用于企事業單位作電能管理考核。
3.6.6 ADW300無線智能儀表
功能：
（1）測量功能：三相電流、電壓、功率、頻率、總正反向有功電能統計、總正反向無功電能統計；
（2）電能質量：電壓、電流不平衡度，電壓、電流總諧波及2-31分次諧波
（3）需量：大電流、功率需量及實時電流，功率需量
（4）準確級精度：0.5s級ADW300外置互感器型1級
（5）電流信號規格：100A輸入，經互感器輸入，5 A二次互感接入
（6）通訊方式：RS485、LORA無線通訊、NB-IOT無線通訊、4G無線通訊
應用：
ADW300方便用戶進行用電監測、集抄和管理，可靈活安裝在配電箱中，可用于電力運維、環保監管等在線監測類平臺中。
3.6.7 ARCM300系列電氣火災監控儀表
功能：
（1）測量：單回路剩余電流、4路溫度、電壓、電流、功率、頻率、功率因數、視在電能、四象限電能
（2）保護：剩余電流、溫度、過流等
（3）報警：聲光報警，支持消音、復位操作
（4）開關量：1路繼電器輸出、4路開關量輸入
（5）通訊方式：RS485、NB-IOT無線通訊、4G無線通訊
應用：
適用于智能樓宇、高層公寓、賓館、飯店、商廈、工礦企業、國家 重點消防單位以及石油化工、文教衛生、金融、電信等領域。
3.6.8 ANET智能網關
功能：
（1）數據采集（支持串口、以太網，只需配置即可兼容支持標準電力規約的各類儀表）
（2）數據上傳（支持往上海分類分項能耗平臺、寧夏電力需求側平臺、江蘇電力運維平臺、浙江電力運維平臺上傳數 據）
（3）邊緣計算（靈活的報警閾值設置、主動上傳報警信息、數據合并計算、斷點續傳、數據加密、4G路由）
（4）遠程管理（遠程配置、遠程升級、遠程監視）
應用：
泛在電力物聯網、能耗系統平臺、電力需求側管理平臺、三方云平臺、預付費系統、運維系統平臺、電力監控平臺、能源綜合管理平臺
3.7 現場應用圖片
展廳現場運維團隊采集箱內部圖
高配現場門磁安裝煙感安裝
安裝漏水檢測安裝低壓柜儀表
3.8 平臺價值
為電力運維企業提供線上運維服務平臺，實時集中監測所有變電所用電情況、統一調度運維巡檢安排，線上線下聯動。
將企業集團/高等院校內廣泛分布的變電所集中統一管理，提高運維效率、提高故障響應速度；
響應泛在電力物聯網的政策，增加客戶粘性，為后期的增值服務開展做準備；
為售電企業提供電能集抄服務，即時掌握用戶用電量情況，避免偏差考核；
3.9 典型案例
4 結論
電力在社會經濟建設中占據著不可替代的地位，是非常重要的物質基礎之一，為推動電力行業的持續、穩定發展，應當對電力大數據技術進行應用，通過數據挖掘、分析、提取、存儲，為電力生產的安全、穩定、可靠運行提供保障。在未來一段時期，應加大對電力大數據技術的研究力度，除對現有的技術進行改進和完善之外，還應開發一些新的技術，從而使其更好地為電力行業服務。
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