安科瑞 鮑靜君

　　摘要：隨著能源互聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)+、新型傳感技術(shù)的持續(xù)推進(jìn)，電力用戶側(cè)用電數(shù)據(jù)呈現(xiàn)指數(shù)級(jí)劇增、異構(gòu)性增強(qiáng)的情況，逐漸構(gòu)成了用戶側(cè)用電行為大數(shù)據(jù)。然而目前對(duì)電力領(lǐng)域的數(shù)據(jù)價(jià)值挖掘于電網(wǎng)內(nèi)部和電源端，用戶側(cè)龐大且蘊(yùn)含豐富價(jià)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(cè)用電行為大數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，對(duì)用戶側(cè)電力數(shù)據(jù)價(jià)值在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用和發(fā)展進(jìn)行更加深入分析。

　　關(guān)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(shí)工業(yè)化的基礎(chǔ)，現(xiàn)如今信息技術(shù)已經(jīng)涉及到工業(yè)企業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈的各個(gè)環(huán)節(jié)。如何充分挖掘用戶側(cè)用電行為數(shù)據(jù)潛在價(jià)值，不斷打造信息化環(huán)境下的新型能力，形成可持續(xù)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新發(fā)展、智能發(fā)展和綠色發(fā)展的過(guò)程，成為時(shí)下的熱點(diǎn)。大數(shù)據(jù)所代表的不僅僅是重要的技術(shù)變革，而且是戰(zhàn)略性經(jīng)濟(jì)資源，大數(shù)據(jù)服務(wù)業(yè)已成為前景廣闊的新技術(shù)產(chǎn)業(yè)。

　　電網(wǎng)作為大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用和發(fā)展的重要領(lǐng)域之一，大數(shù)據(jù)在電網(wǎng)中的應(yīng)用眾多，涉及電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行、節(jié)能經(jīng)濟(jì)調(diào)度、供電可靠性、經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展分析等諸多方面。但是目前對(duì)電力領(lǐng)域的數(shù)據(jù)價(jià)值挖掘電網(wǎng)內(nèi)部和電源端，用戶側(cè)的用電數(shù)據(jù)沒(méi)有得到很好利用，而用戶側(cè)的電力數(shù)據(jù)龐大、所含信息量豐富，蘊(yùn)含豐富的商業(yè)價(jià)值。因此用戶側(cè)電力數(shù)據(jù)價(jià)值的挖掘已迫在眉睫。

　　2、用戶側(cè)大數(shù)據(jù)運(yùn)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)智能化不斷增加，運(yùn)行環(huán)境復(fù)雜程度加深，對(duì)電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的要求愈發(fā)嚴(yán)格。因此，電力企業(yè)在運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，通常會(huì)在用戶側(cè)及電能輸送過(guò)程中設(shè)置數(shù)以萬(wàn)計(jì)的數(shù)據(jù)采集點(diǎn)，而每一個(gè)數(shù)據(jù)采集點(diǎn)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(cè)用電行為的歷史數(shù)據(jù)。用戶側(cè)的電力數(shù)據(jù)龐大、所含信息量非常豐富，蘊(yùn)含著大量的商業(yè)價(jià)值。

　　2.2 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)類型多

　　目前工業(yè)企業(yè)的自動(dòng)化生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)不斷向前推進(jìn)，與此同時(shí)需要各類型的傳感器采集相關(guān)數(shù)據(jù)以此來(lái)保證生產(chǎn)正常運(yùn)行。在運(yùn)行的各個(gè)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(chǔ)和處理的過(guò)程中形成了多源異構(gòu)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(cè)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(cè)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(jìn)行分析，挖掘其中的數(shù)據(jù)價(jià)值，必定可以加速推進(jìn)工業(yè)企業(yè)“互聯(lián)網(wǎng)+”方向發(fā)展。

　　3 用戶側(cè)大數(shù)據(jù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)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(huì)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(shí)忽視了用電設(shè)備的損耗，節(jié)能裝置設(shè)備投入較少且由于維護(hù)存在可靠性差等問(wèn)題，造成了工業(yè)企業(yè)消耗大量不必要的電能。通過(guò)利用大數(shù)據(jù)技術(shù)對(duì)工業(yè)企業(yè)用電行為進(jìn)行分析，研究力圖指導(dǎo)企業(yè)在兼顧經(jīng)濟(jì)性和安全性的前提下選擇科學(xué)的電費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)并制定用電策略，是實(shí)現(xiàn)工業(yè)企業(yè)用電節(jié)能，提高電能的利用率，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的重要途徑。用電需求預(yù)測(cè)是工業(yè)企業(yè)實(shí)現(xiàn)優(yōu)化調(diào)度與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的前提，但工業(yè)企業(yè)的用電需求預(yù)測(cè)與電網(wǎng)的傳統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測(cè)不同。以往電力系統(tǒng)的負(fù)荷預(yù)測(cè)僅從電網(wǎng)角度，預(yù)測(cè)區(qū)域范圍內(nèi)未來(lái)用電量，以期安排發(fā)電廠的生產(chǎn)計(jì)劃，導(dǎo)致用戶用電行為的隨機(jī)和無(wú)序等負(fù)面效應(yīng)。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(yù)測(cè)技術(shù)，進(jìn)一步建立需求側(cè)響應(yīng)體系，現(xiàn)用戶與電力系統(tǒng)雙向互動(dòng)，達(dá)到削減尖峰負(fù)荷、引導(dǎo)企業(yè)經(jīng)濟(jì)智慧用電及解決電力供需矛盾的效果，而且能實(shí)現(xiàn)我國(guó)智能用電，加速建設(shè)數(shù)字中國(guó)，更好地服務(wù)我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展。

　　3.2 防患未然安全用電

　　工業(yè)企業(yè)用電設(shè)備繁多、額定功率大、持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，并且對(duì)用電情況缺乏監(jiān)測(cè)，對(duì)配電設(shè)備和線路的過(guò)載、過(guò)流、過(guò)熱情況無(wú)法及時(shí)了解。只有當(dāng)設(shè)備損壞或造成安全事故時(shí)才后知后覺(jué)。網(wǎng)的電壓、頻率的不穩(wěn)定以及波形的畸變將會(huì)對(duì)負(fù)荷側(cè)的用電設(shè)備運(yùn)行產(chǎn)生不良影響：根據(jù)不*統(tǒng)計(jì)，在數(shù)據(jù)化領(lǐng)域46%的終端出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失和85%的服務(wù)器出現(xiàn)宕機(jī)均和電壓的跌落有直接的關(guān)系?？衫么髷?shù)據(jù)和現(xiàn)代智能通信技術(shù)，線下安裝多回路采集模塊實(shí)現(xiàn)企業(yè)的總體用電情況及用電分路的監(jiān)測(cè)。在不影響工業(yè)企業(yè)正常運(yùn)行的情況下，采集用電設(shè)備的有功功率、無(wú)功功率等相關(guān)電能參數(shù)。利用局域網(wǎng)將各個(gè)區(qū)域的監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)街悄芫W(wǎng)關(guān)，智能網(wǎng)關(guān)整合數(shù)據(jù)后上傳至平臺(tái)，平臺(tái)接收各項(xiàng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)工業(yè)企業(yè)用電的實(shí)時(shí)在線分類和分項(xiàng)，便于管理部門(mén)進(jìn)行有監(jiān)控與管理。所監(jiān)測(cè)的參數(shù)超過(guò)系統(tǒng)設(shè)置的閾值時(shí)發(fā)出告警信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)已有故障的實(shí)時(shí)分級(jí)告警，對(duì)告警信息的監(jiān)測(cè)分析可杜絕事故隱患，降低事故發(fā)生率，少企業(yè)損失；并對(duì)諸如變壓器過(guò)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(xiǎn)情形提前預(yù)警，且提示故障位置和故障類型，以便企業(yè)采取及時(shí)應(yīng)對(duì)措施，而保證正常的生產(chǎn)活動(dòng)，延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命。

　　3.3 雙向互動(dòng)解決矛盾

　　智能電網(wǎng)時(shí)代，鼓勵(lì)工業(yè)企業(yè)和電網(wǎng)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)共享、智能互動(dòng)，參與到電網(wǎng)的運(yùn)行和建設(shè)當(dāng)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(cè)和反映當(dāng)時(shí)的用電情況，但對(duì)實(shí)現(xiàn)企業(yè)用電數(shù)據(jù)的規(guī)?；鎯?chǔ)、分類、整合、分析尚有不足，使得企業(yè)難以深入到精細(xì)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(shí)段用電量占比，評(píng)估尖、峰時(shí)段用電量占比是否過(guò)高，提供節(jié)能技術(shù)改造方案，使得企業(yè)在日常生產(chǎn)中能科學(xué)地調(diào)控大功率負(fù)荷啟動(dòng)時(shí)間及順序以降低企業(yè)用電成本；并基于每月統(tǒng)計(jì)的功率因數(shù)分析其是否達(dá)到合格的門(mén)限值，并對(duì)功率因數(shù)不合格情況進(jìn)行改造以降低電能損耗；對(duì)用戶用電結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析計(jì)算以制定企業(yè)用電的改造方案。通過(guò)電力需求側(cè)的管理，可以降低城市尖峰負(fù)荷，在發(fā)電端不增加出力的情況下通過(guò)負(fù)荷端調(diào)節(jié)電網(wǎng)負(fù)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(huà)工企用電行為，構(gòu)建企業(yè)用電需求預(yù)測(cè)模型；建立需求側(cè)響應(yīng)體系，實(shí)現(xiàn)用戶與電力系統(tǒng)雙向互動(dòng)，根據(jù)企業(yè)負(fù)荷曲線指導(dǎo)用戶削峰填谷、錯(cuò)峰運(yùn)行，助推電力系統(tǒng)穩(wěn)定。

　　4、安科瑞配電系統(tǒng)智能運(yùn)維產(chǎn)品選型及介紹

　　近兩年來(lái)，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(tái)、云南省網(wǎng)綜合能源服務(wù)平臺(tái)、上海嘉定區(qū)147所學(xué)校電力運(yùn)維平臺(tái)等相關(guān)平臺(tái)的建設(shè)，提供了包括云平臺(tái)、智能網(wǎng)關(guān)、終端設(shè)備等產(chǎn)品，各類用戶端云平臺(tái)在各地運(yùn)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(lái)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的一部分。

　　綜合能源服務(wù)是以電為中心，把電力系統(tǒng)與供熱網(wǎng)絡(luò)、工業(yè)系統(tǒng)、交通系統(tǒng)、建筑系統(tǒng)等緊密結(jié)合起來(lái)，實(shí)現(xiàn)電、氣、冷、熱、能源等多能互補(bǔ)和“源-網(wǎng)-荷-儲(chǔ)”各環(huán)節(jié)高度協(xié)調(diào)優(yōu)化，生產(chǎn)和消費(fèi)雙向互動(dòng)，集中與分布相結(jié)合的能源服務(wù)。

　　4.1安科瑞智能網(wǎng)關(guān)、終端設(shè)備選型

4.2 安科瑞智能運(yùn)維平臺(tái)介紹

　　平臺(tái)結(jié)構(gòu)

　　變配電站通過(guò)安裝多溫濕度傳感器，水浸傳感器，煙霧傳感器，門(mén)磁開(kāi)關(guān)等傳感器，通過(guò)網(wǎng)關(guān)經(jīng)無(wú)線（3G/4G）或有線的方式將數(shù)據(jù)上傳云服務(wù)器上，并將數(shù)據(jù)進(jìn)行集中存儲(chǔ)、統(tǒng)一管理。具有權(quán)限的用戶可通過(guò)PC、PAD、手機(jī)等各類終端設(shè)備訪問(wèn)數(shù)據(jù)、接收?qǐng)?bào)警信息，監(jiān)控變配電站環(huán)境狀態(tài)。

　　運(yùn)維平臺(tái)功能：

　　安科瑞變電所運(yùn)維云平臺(tái)（AcrelCloud-1000）根據(jù)市場(chǎng)需求反饋，運(yùn)用互聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)技術(shù)，為電力運(yùn)維公司提供配套線上運(yùn)維服務(wù)。該平臺(tái)作為連接運(yùn)維單位和用電企業(yè)的紐帶，監(jiān)視用戶配電系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)和電量數(shù)據(jù)，為客戶提供更好的運(yùn)維服務(wù)，平臺(tái)提供系統(tǒng)總覽、電力數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)、電能質(zhì)量分析、用電統(tǒng)計(jì)分析和日/月/年電能統(tǒng)計(jì)報(bào)表、異常預(yù)警、事故報(bào)警和事件記錄、運(yùn)行環(huán)境監(jiān)測(cè)、運(yùn)維巡檢派單等功能，并支持多平臺(tái)、多終端數(shù)據(jù)訪問(wèn)。

　　?電力監(jiān)測(cè)

　　通過(guò)矢量配電圖監(jiān)測(cè)變電所用電情況，畫(huà)面響應(yīng)遙信變位、遙測(cè)越限報(bào)警，點(diǎn)擊某個(gè)配電回路后可以查詢?cè)撆潆娀芈返母黝愒敿?xì)用電參數(shù)，包括實(shí)時(shí)值、平均值；

　　實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)變壓器運(yùn)行情況，包括功率、負(fù)荷率、需量、繞組溫度等。

　　提供多種類型的查詢報(bào)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(duì)某電力參數(shù)按照天、月進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。

　　可實(shí)現(xiàn)漏電監(jiān)測(cè)、線纜及母排溫度監(jiān)測(cè)。

?故障報(bào)警

　　平臺(tái)可配置遙信變位報(bào)警（水浸、煙霧、門(mén)磁、開(kāi)關(guān)跳閘等）、遙測(cè)越限報(bào)警（過(guò)壓、欠壓、過(guò)流、線纜溫度過(guò)高、繞組溫度過(guò)高等）、運(yùn)行報(bào)警（儀表離線、網(wǎng)關(guān)離線等），并將接收到的報(bào)警通過(guò)短信、網(wǎng)頁(yè)推送，報(bào)警上下限可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況靈活配置。

?能效分析

　　按照配電回路、區(qū)域、部門(mén)、分項(xiàng)（照明、空調(diào)、動(dòng)力等）統(tǒng)計(jì)每時(shí)、每天、每月、每年用電數(shù)據(jù)，并進(jìn)行同環(huán)比分析；

按尖、峰、平、谷統(tǒng)計(jì)各配電回路的用電量及用電金額；

統(tǒng)計(jì)四象限電能并計(jì)算每天、每月的平均功率因數(shù)；

　　按月統(tǒng)計(jì)每個(gè)回路的需量及發(fā)生值，為需量申報(bào)提供依據(jù)。

?檔案設(shè)備

　　系統(tǒng)可配置每個(gè)變電所內(nèi)變壓器、進(jìn)線柜、出線柜、計(jì)量柜、高壓電纜等設(shè)備信息，記錄設(shè)備的廠家、型號(hào)、投運(yùn)日期等，并可靈活定義設(shè)備的巡檢項(xiàng)、缺陷類別等信息。

?巡檢消缺

　　通過(guò)系統(tǒng)編制巡檢計(jì)劃，并將計(jì)劃下發(fā)到巡檢人員手機(jī)上，巡檢人員在變電所現(xiàn)場(chǎng)根據(jù)巡檢要求執(zhí)行巡檢任務(wù)，如果在巡檢過(guò)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(wù)。

　　?用戶報(bào)告

l 手機(jī)APP

　　通過(guò)手機(jī)APP實(shí)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(jì)、用能分析，并可通過(guò)手機(jī)接收?qǐng)?bào)警、執(zhí)行巡檢、記錄缺陷。

5、結(jié)束語(yǔ)

　　在能源互聯(lián)，智能電網(wǎng)的發(fā)展過(guò)程中，實(shí)現(xiàn)精細(xì)、實(shí)時(shí)、快捷、豐富的用電服務(wù)和管理成為大勢(shì)所趨。研發(fā)集物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算于一體的電力數(shù)據(jù)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)供電智能化、網(wǎng)絡(luò)化、互動(dòng)化和節(jié)能減排，是用電服務(wù)管理的發(fā)展方向。能助力工業(yè)企業(yè)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展、智能電網(wǎng)發(fā)展，具有廣闊的實(shí)際應(yīng)用前景，能夠產(chǎn)生巨大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效應(yīng)。本文對(duì)用戶側(cè)電力大數(shù)據(jù)在電力系統(tǒng)中的運(yùn)用進(jìn)行分析，力圖對(duì)工業(yè)企業(yè)的用電行為進(jìn)行優(yōu)化以實(shí)現(xiàn)智能用電，加速建設(shè)數(shù)字中國(guó)，更好地服務(wù)我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展。