面向智能电网应用的电力大数据关键技术
智能电网在信息化技术不断发展的过程中也在同步发展，在大数据时代背景下，为了更好地提高智能电网的工作效率，必须要对智能电网的大数据平台进行完善。
标签：智能电网；电力大数据；关键技术
一、智能电网电力大数据概述
（一）智能电网信息数据类型
随着信息技术的发展，人类的日常活动已经越来越依赖电力系统了，而电力系统在平时的运行中会产生大量的数据，这种数据信息包罗万象，并且随着智能电网的推广应用，得到了井喷式的增长。智能电网的数据信息主要分为两种，一种是电力企业的内部数据，一种是电力企业的外部数据。内部数据主要是电力系统在采集数据信息、监控用户端、管理配电以及为用户提供服务的时候产生的，而外部数据则是多为气象和地理信息，数据的来源途径比较多，也相对分散，因此智能电网的数据处理并不是一件轻松的工作。
（二）构建智能电网大数据平台
随着人们用电需求的增加和用电套餐选择的多元化，电网在运行中产生的数据信息会越来越多，数据的采集和分析工作也会越来越复杂，很多情况下，电力企业已经不能够从容应对这项工作了。智能电网的出现，为数据信息的处理带来了很大的便利，基于信息技术构建的大数据平台，能够实现数据处理的高效化。比如说Hadoop服务平台的构建，将大数据关键技术充分运用进来，利用这些技术，进行数据信息的合理分类和高效处理，有效提升了电力企业的信息处理效率。
二、电力大数据关键技术的应用
（一）数据仓库技術
基于电网产生数据的来源途径比较广泛，数据的分布也比较分散，广泛分布在电网运行的各个环节中，加之数据的数量和类型比较繁杂，所以数据的处理会遇到很多阻碍。智能电网应用ETL关键技术（也就是数据仓库技术）可以有效缓解这种状况，一般来说，智能电网在数据处理工作中，都会按照数据搜集、选取、转换、筛选、纠正等流程执行。数据仓库技术在应用中，主要分成三个流程：①数据抽取技术，应用该技术的主要做法就是将数据从源系统中抽取出来，再将目的数据输入到源系统之中。②数据转换技术。应用该项技术的主要做法是将抽取出来的数据进行转换，使其形式发生变化，并在这一过程中对错误的数据予以纠正。③数据加载技术，该项技术的主要工作内容是将转换过的数据进行加载，并将其移植入源系统进行存储。数据仓库技术是一项非常重要的数据集成技术，
北极星自动化网讯:在日前举办的中国智能电网高峰论坛上，中国电力科学院总工程师印永华介绍了中国电网新技术应用展望，印永华提到：电力系统是一个技术密集型的行业，新技术的应用与电力系统发展是密切相关的，也是推动电网发展的强大动力。我们国家现在的电网发展已经进入了一个新的发展阶段，建成了一个特高压的骨干网架，根据电网电压协调发展的坚强智能电网正在稳步推进。要实行电网智能话发展，存在很多技术性问题和挑战。 中国电力科学院总工程师印永华 要解决风电场大规模并网，给电力系统安全稳定性评估分析及对策等问题。解决变电站自动化调度中心自愈能力。分布式发电并网、需求式管理。攻克新型直流输电、大规模储能，超导电力等技术问题。在电力市场方面，要解决市场体系设计、电价机制设计、电力发展机制等问题。 印永华同时讲到，目前我国智能电网研究主要关注以下十项关键技术上： 1.特高压交、直流输电技术 （1）2011年12月份，特高压科技工程顺利投入运行，特高压交流输电技术顺利通过了500万千瓦的输电能力考验，具备了大电源在集体外送输电工程中往外运送的条件，我们一期工程最大只能输送240万千瓦左右的能力，经过扩建以后，增加了变压器，输送能力超过了500万千瓦12月8日12时~15时，工程在电网全接线运行方式下，稳定运行在500万千瓦水平，平均功率518.7万千瓦。其中14时12分~48分，进行了超500万千瓦功率运行实验，平均功率533.8万千瓦。 （2）大容量特高压开关 我国在国际上率先建立了63千安特高压开关的试验能力，并首次研制成功电力等级最高、电流开断能力最强的特高压开关，实现了世界高压开关试验和制造技术的重大突破。 （3）特高压升压变压器 能源基地大型发电机组通过特高压升压变压器直接接入电网，有利于提高电源送出通道输送能力，发挥特高压大容量书店的优势。特高压升压变压器属世界首次研制，国网公司组织三大变压器厂联合攻关，在世界上首次研制成功额定容量100万千伏安的双柱特高压变压器，代表了国际同类设备制造的最高水平。 （4）特高压同塔双回输电技术 特高压同塔双回路的走廊宽度与两个单回路相比，可以从140米下降至80米，结合后续特高压工程，对特高压同塔双回输电的关键技术进行了深入研究，功课了过电压绝缘配合、导线排列、雷电防护、潜供电流、杆塔设计等关键技术。目前，已在安徽淮南—上海特高压输电工程中得到应用。 （5）特高压可控高抗技术 采用可控高抗技术，能够动态补偿输电系统的柔性输电功率，调节系统电压，可以限制系统的高电压，提高系统的安全性。特高压可控高抗技术在世界上属于首次研制。目前已经全面突破系统集成等关键技术。 （6）±1100kV特高压直流输电技术 ±1100kV特高压直流输电关键技术研究已经取得重大进展，技术规范已正式发布，为全面开展设备研制和成套设计和试验打下了坚实的基础。 （7）特高压多段直流输电技术
大数据应用之电力应用 一、背景 大数据不是ICT行业的专利。目前，金融、广电等传统行业都在积极借助大数据的力量，帮助企业实现转型。在电力行业，大数据已经被视作企业战略层面的重要议题：中国电力公司就在XX、XX、XX 建立了多个大数据中心，其中某个大数据中心已安装超过10000多个传感器，每个月可节约的能耗价值大概为30万元。那么，电力行业如何应用大数据在电力行业面临的挑战中，电信业能找到哪些共性，电信业又有怎样的机遇电力行业的应用策略中有哪些值得电信业借鉴 大数据在公共管理、零售、互联网、电信、金融等众多行业快速推广，市场规模迅速扩大，2012年国内大数据市场规模已达亿元。IDC预测，2016年中国大数据市场规模将达亿美元，而全球规模将达238亿美元。大数据已经渗透到当今的每个行业，成为重要的生产因素。人们对于海量数据的挖掘和运用，预示着新一波生产率增长和消费者盈余浪潮的到来。大数据超过了传统数据库系统的处理能力，为了获得数据中的价值，必须选择新的方式进行处理。电力大数据是大数据理念、技术和方法在电力行业的实践，是大数据应用的重点领域之一。 电力大数据的特征可以概括为3“V”3“E”。其中3“V”分别是体量大（Volume）、类型多（Variety）和速度快（Velocity），3“E”分别是数据即能量（Energy）、数据即交互（Exchange）、数据
即共情（Empathy）。 二、大数据应用机遇 重塑电力核心价值和转变电力发展方式是电力大数据的两条核心主线。电力大数据通过对市场个性化需求和企业自身良性发展的挖掘，驱动电力企业从“以电力生产为中心”向“以客户为中心”转变。电力大数据通过对电力系统生产运行方式的优化、对间歇式可再生能源的消纳以及对全社会节能减排观念的引导，能够推动中国电力工业由高耗能、高排放、低效率的粗放发展方式向低耗能、低排放、高效率的绿色发展方式转变。此外，电力大数据的有效应用可以面向行业内外提供大量的高附加值的内容增值服务 1、优化管理模式 电力行业数据量大、类型多、价值高，对于电力企业盈利与控制水平的提升有很高的价值。有电力专家分析称，每当数据利用率调高10%，便可使电网提高20%~49%的利润。和电信行业一样，电力行业对大数据的使用也分为内部应用和外部应用。 内部应用指运用大数据优化电力企业管理模式，提升电力企业经营管理水平，主要包括以下几个方面。 支持基建决策 大数据技术有助于电力企业基础设施选址、建设的决策。例如丹麦风电公司VESTAS计划将全球天气系统数据与公司发电机数据结合，利用气温、气压、空气湿度、空气沉淀物、风向、风速等数据以及公司历史数据，通过使用超级计算机及大数据模型解决方案，来支
通信技术 建立高速、双向、实时、集成的通信系统是实现智能电网的基础，没有这样的通信系统，任何智能电网的特征都无法实现，因为智能电网的数据获取、保护和控制都需要这样的通信系统的支持，因此建立这样的通信系统是迈向智能电网的第一步。同时通信系统要和电网一样深入到千家万户，这样就形成了两张紧密联系的网络—电网和通信网络，只有这样才能实现智能电网的目标和主要特征。下图显示了电网和通信网络的关系。高速、双向、实时、集成的通信系统使智能电网成为一个动态的、实时信息和电力交换互动的大型的基础设施。当这样的通信系统建成后，它可以提高电网的供电可靠性和资产的利用率，繁荣电力市场，抵御电网受到的攻击，从而提高电网价值。 高速双向通信系统的建成，智能电网通过连续不断地自我监测和校正，应用先进的信息技术，实现其最重要的特征—自愈特征。它还可以监测各种扰动，进行补偿，重新分配潮流，避免事故的扩大。高速双向通信系统使得各种不同的智能电子设备（IEDs）、智能表计、控制中心、电力电子控制器、保护系统以及用户进行网络化的通信，提高对电网的驾驭能力和优质服务的水平。传感器在这一技术领域主要有两个方面的技术需要重点关注，其一就是开放的通信架构，它形成一个“即插即用”的环境，使电网元件之间能够进行网络化的通信；其二是统一的技术标准，它能使所有的传感器、智能电子设备（IEDs）以及应用系统之间实现无缝的通信，也就是信息在所有这些设备和系统之间能够得到完全的理解，实现设备和设备之间、设备和系统之间、系统和系统之间的互操作功能。这就需要电力公司、设备制造企业以及标准制定机构进行通力的合作，才能实现通信系统的互联互通。 量测技术 参数量测技术是智能电网基本的组成部件，先进的参数量测技术获得数据并将其转换成数据信息，以供智能电网的各个方面使用。它们评估电网设备的健康状况和电网的完整性，进行表计的读取、消除电费估计以及防止窃电、缓减电网阻塞以及与用户的沟通。 未来的智能电网将取消所有的电磁表计及其读取系统，取而代之的是可以使电力公司与用户进行双向通信的智能固态表计。基于微处理器的智能表计将有更多的功能，除了可以计量每天不同时段电力的使用和电费外，还有储存电力公司下达的高峰电力价格信号及电费费率，并通知用户实施什么样的费率政策。更高级的功能有用户自行根据费率政策，编制时间表，自动控制用户内部电力使用的策略。 对于电力公司来说，参数量测技术给电力系统运行人员和规划人员提供更多的数据支持，包括功率因数、电能质量、相位关系（WAMS）、设备健康状况和能力、表计的损坏、故障定位、变压器和线路负荷、关键元件的温度、停电确认、电能消费和预测等数据。新的软件系统将收集、储存、分析和处理这些数据，为电力公司的其他业务所用。 未来的数字保护将嵌入计算机代理程序，极大地提高可靠性。计算机代理程序是一个自治和交互的自适应的软件模块。广域监测系统、保护和控制方案将集成数字保护、先进的通信技术以及计算机代理程序。在这样一个集成的分布式的保护系统中，保护元件能够自适应地相互通信，这样的灵活性和自适应能力将极大地提高可靠性，因为即使部分系统出现了故障，其他的带有计算机代理程序的保护元件仍然能够保护系统。 设备技术 智能电网要广泛应用先进的设备技术，极大地提高输配电系统的性能。未来的智能电网中的设备将充分应用在材料、超导、储能、电力电子和微电子技术方面的最新研究成果，从而提高功率密度、供电可靠性和电能质量以及电力生产的效率。 未来智能电网将主要应用三个方面的先进技术：电力电子技术、超导技术以及大容量储能技术。通过采用新技术和在电网和负荷特性之间寻求最佳的平衡点来提高电能质量。通过应用和改造各种各样的先进设
电力大数据关键技术下的智能电网应用研究 发表时间：2017-07-17T10:01:23.700Z 来源：《电力设备》2017年第8期作者：刘延博眭冰[导读] 摘要：本文简单概述了电网大数据的基本特点，同时阐述了智能电网、大数据以及云计算的关系，最后总结了大数据智能电网的关键技术，旨在促进智能电网的发展，为社会提供更高效的电力服务。 (国网辽宁省电力有限公司辽宁省沈阳市 110000) 摘要：本文简单概述了电网大数据的基本特点，同时阐述了智能电网、大数据以及云计算的关系，最后总结了大数据智能电网的关键技术，旨在促进智能电网的发展，为社会提供更高效的电力服务。 关键词：电力大数据；关键技术；智能电网；应用研究 一、智能电网大数据概述 （一）智能电网信息数据来源 智能电网系统在运行中的数据主要包括电力企业内部数据和外部数据。内部数据的主要来源是系统对电力信息的采集、分析、管理以及客服中产生，外部数据则主要是在地理信息系统或气象系统，以及互联网中产生，由于数据庞大且分布不集中，各个系统对数据的管理手段也有所差异。 （二）智能电网平台的构成 由于社会的学习、工作和生活对电力的需求越来越大，传统的电网系统无法满足日益增长的需要，智能电网也应运而生。智能电网借助计算机网络技术来进行数据信息的收集、分析、管理等功能，实现电力的科学化管理工作。当前比较成功的智能电网大数据平台有Hadoop服务平台系统和基于分布式文件技术的平台，能够实现海量数据的搜集和存储，提高了电网的工作效率，同时也推动了电力行业的有效发展。 （三）智能电网大数据特征 智能电网大数据的主要特征是信息庞大、分散、多样性。信息数据的来源一般比较分散，信息采样的周期和频率各不相同，也就造成了非结构或半结构数据的比例越来越大，例如，在客服中的语音数据、监控视频或图像等都属于非结构化的数据信息。 二、智能电网、大数据以及云计算三者的关系 （一）智能电网和大数据的关系 智能电网技术就是输配电技术与计算机技术、网络技术和通信技术有效结合的新电网系统，具有高效、安全、科学、低损耗和低污染的传输能力。智能电网的主要目的就是通过传统输配电技术与科学技术有效结合，不断提高电力的传输效率，不断优化输配电系统，减少电力的损耗，实现高效的数据信息交流和共享，满足不同状态下的电力数据信息的收集、分析和存储等功能，使电网系统更加科学化、智能化。也就是说，职能电网就是大数据在电力行业的实际应用。 （二）云计算与大数据的关系 云计算的理念就是利用网络技术实现各个平台之间数据信息的按需共享和交流。我们可以简单地认为云计算是大数据的基础，利用云计算技术来实现大数据的收集、分析和存储，但是相对应的，大数据又为云计算技术寻找到更多的应用平台，使得云计算有发挥的空间。但是，二者关注的重点又有所差异，云计算的重点工作是进行数据计算，而大数据的工作重心是信息数据的分析。智能电网、大数据和云计算三者之间有一定的联系，具体关系如下图所示： 三、智能电网大数据关键技术分析 （一）集成管理技术 智能电网大数据的集成管理技术是将多个系统中的数据整合，具有多功能的数据管理技术。多源异构的管理模式就是指数据来源、数据结构、数据格式以及特点存在差异，但是能够将这些数据进行统一存储，这样的数据集合具有集成、稳定、反应系统变化的功能，实现更安全的数据共享和交流。电力行业的集成管理技术主要有数据抽取技术、过滤技术、剔除技术、融合技术。这种管理技术能够满足不同的电力环境下的数据管理，对多样化、复杂化的数据进行分析。当前已有的管理技术已经能够实现关系型数据的去杂化，将管理数据化繁为简，实现更加灵活的数据管理，例如当前的NoSQL数据库技术。
“智能电网技术与装备”重点专项 2016年度项目申报指南、指南编制专家名单、 形式审查条件要求 一、“智能电网技术与装备”重点专项2016年度项目申报指南 依据《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006—2020年）》，以及国务院《能源发展战略行动计划（2014—2020年）》、《中国制造2025》和《关于积极推进“互联网+”行动的指导意见》等，科技部会同有关部门组织开展了《国家重点研发计划智能电网技术与装备专项实施方案》编制工作，在此基础上启动“智能电网技术与装备”重点专项2016年度项目，并发布本指南。 本专项总体目标是：持续推动智能电网技术创新、支撑能源结构清洁化转型和能源消费革命，从基础研究、重大共性关键技术研究到典型应用示范全链条布局，实现智能电网关键装备国产化，到2020年，实现我国在智能电网技术领域整体处于国际引领地位。 本专项重点围绕大规模可再生能源并网消纳、大电网柔性互
联、多元用户供需互动用电、多能源互补的分布式供能与微网、智能电网基础支撑技术5个创新链（技术方向）部署23个重点研究任务。专项实施周期为5年（2016—2020）。 按照分步实施、重点突出原则，2016年首批在5个技术方向启动17个项目。每个项目设1名项目负责人，项目下设课题数原则上不超过5个，每个课题设1名课题负责人，课题承担单位原则上不超过5个。 各申报单位统一按指南二级标题（如）的研究方向进行申报，申报内容须涵盖该二级标题下指南所列的全部考核指标。鼓励各申报单位自筹资金配套。对于应用示范类任务，其他经费（包括地方财政经费、单位出资及社会渠道资金等）与中央财政经费比例不低于1：1。 1. 大规模可再生能源并网消纳 高比例可再生能源并网的电力系统规划与运行基础理论（基础研究类） 研究内容：面向高比例可再生能源并网及系统安全高效运行
八大案例深度解析电力大数据应用 麦肯锡曾有报告预测，在全球范围内，大数据分析方案的广泛使用能够带来每年3000亿美元的电费削减。电力大数据的有效应用可以面向行业内外提供大量的高附加值的增值服务业务，对于电力企业盈利与控制水平的提升有很 高的价值。有电网专家分析称，每当数据利用率调高10%，便可使电网提高20%~49%的利润。 电力行业的数据源主要来源于电力生产和电能使用的发电、输电、变电、配电、用电和调度各个环节，可大致分为三类：一是电网运行和设备检测或监 测数据;二是电力企业营销数据，如交易电价、售电量、用电客户等方面数据; 三是电力企业管理数据。通过使用智能电表等智能终端设备可采集整个电力系统的运行数据，再对采集的电力大数据进行系统的处理和分析，从而实现对电网的实时监控；进一步结合大数据分析与电力系统模型对电网运行进行诊断、优化和预测，为电网实现安全、可靠、经济、高效地运行提供保障。 一、电网监测及维护 1.运维监测系统及时反应 Enphase Energy（美国Enphase 能源股份有限公司） Enphase Energy每天从来自80个不同国家25万个系统收集大约2.5TB的数据。这些数据可以用来检测发电和促进远程维护、维修来确保系统无缝运行。另外，Enphase Energy还利用从发电系统收集到的数据来监测、控制或调整网络中的发电和负载状态，在电网和在出错或需要升级时做出相应的反应。 2.设备检修运维专题分析
电力企业可以基于永洪自研发的一站式大数据分析平台开展各业务领域的深度分析，如在电网检修运维领域，通过对电力设备资产管理、设备运检管理、设备技术管理、技改大修管理等方面，从安全、效益、成本三个方面进行关键 指标选取，分析检修管理中“安全”、“效益”、“成本”三者之间的相互影响，协调 三个因素综合最优，同时实现对电网企业检修指标的实时在线监控，为公司检修策略制定提供指导和服务。 （图中分析场景所用的数据为测试数据） 3.预防基础设备故障导致的停电 American Electric Power Co., Inc. (AEP）（美国电力有限公司） 在AEP的资产健康中心，数据分析师把设备派生的运行信息和智能信息应 用程序结合在一起。通过采用大数据算法和分析软件，他们可以密切监测传输基础设施的运行情况。 如今，AEP使用智能电表、通信网络和数据管理系统得到稳健的常规信息。 智能电网技术使客户更有效地用电和合理管理用电成本，收集到的数据也有助于该公司为客户定制电力管理程序和提供个性化定制服务。
浅析智能电网调度运行的关键技术及现实意义 摘要在对智能输电电网建设过程中，必须做好智能调度工作，其是整个工作的核心环节。智能电网调度就是对输电线路进行调度管理，其中高压电网是其服务的主干电网，将各级电网都做好协调，确保电网整体运行的安全性和稳定性。下面主要分析了电网动态监测预警技术、电网故障测距技术、电流短路控制技术、在线预测技术，希望给有关人士一些借鉴。 关键词智能电网；调度运行；关键技术 电网在投入使用之后，无论是火灾、台风，恶劣天气等，都会直接影响电力系统的安全与稳定。当管理不到位，安全控制不到位之后，整个电网就会发生短路、跳闸、电网线受损等问题，这些都是有待解决和控制的问题。由此可见，对电网进行调度控制非常关键，随着技术的发展，智能电网调度技术已经得到应用，下面就分析这些关键技术和实现的意义。通过分析希望引起相关人员的重视，在工作中不断创新，提高这方面的技术应用水平。 1 对智能电网调度情况进行分析 在电网管理中为了保证其安全高效运行，必须对电网进行调度和管理，随着相关技术的发展，为了提高工作效率和质量，在电网调度中引入了智能技术，可以有效对变电站、配电网、发电厂中的所有电力系统、设备等进行调度管理[1]，管理工作主要包括对系统的实时监测，利用调度等手段让电网中的限额、电压等参数在一个合理的范围，这样智能电网运行会更加安全，通过这种方式，电网规划更加科学，整个電力调度工作也更加合理。电网调度工作非常重要，其不仅要收集电网运行过程中的各项数据，同时还要对数据进行整理和分析，这样就可以清楚知道电网中的问题，有针对性的进行处理，避免电网运行中发生安全事故。如果在对电网进行操作过程中，系统遇到了一些紧急情况，电网可以自动对调度功能进行转变，有效对系统进行控制，这样就可以降低故障对电网的影响，智能电网在以后运行中也就更稳定[2]。 2 分析智能电网的运行方式 分析智能电网的运行方式时，要结合其使用的调度设备进行分析，当相关设备正常工作时，通过智能调度，对电网中的电力进行正常的调动和传导，进行电网的校对工作时，也应该做好电网的规划工作，对电网进行归并和整合，有利于统一的调度工作。另一方面，还必须保证电网的预警机制，这样电网调度工作才会更加方便。一般当智能电网工作正常时，没有出现故障时，可以根据不同子公司的实际要求，对这些公司的电网规划、调度等进行数据分析，结合数据对运行系统进行调整，保证对每个用电部门都能实现电力支持和信息保障，除此之外，由于电网中都安装了继电保护装置，这样就可以对智能电网做整体性的维护，保证其运行的安全，再加上系统中的预警机制，就可以对运行状态进行监控和管理[3]。
浅谈智能电网下的继电保护技术 发表时间：2015-01-22T16:30:29.950Z 来源：《工程管理前沿》2015年第2期供稿作者：李振龙郭成志 [导读] 现代化的智能电网系统成为我国电力产业前进发展的新型风向标。 李振龙郭成志 （国网山东夏津县供电公司山东 253200） 摘要：伴随着智能电网建设的迅猛发展，继电保护在智能电网中的作用愈加显著，智能电网成为我国电力产业发展的新方向。智能电网下的继电保护作为保障电力运行安全的首道防线，也面临着更高的要求与全新的挑战。在智能电网的快速普及与发展下，继电保护系统需积极适应电网变革。本文立足于智能电网下继电保护的重要作用，阐述智能电网中继电保护的关键技术，针对智能电网下继电保护技术的提升与变革进行分析探讨。 关键词：智能电网；继电保护；广域保护技术 引言：现代化的智能电网系统成为我国电力产业前进发展的新型风向标。与此同时现代智能电网规划建设给电力运行环境也带来了愈加深化的影响，因而对保护电力系统安全及稳定运行的继电保护提出了更高的要求。电网系统改革发展与完善优化过程中，继电保护技术都发挥着举足轻重的作用。另外，智能电网现今的信息系统也为继电保护的发展提供了广阔的发展空间与良好的机遇，应积极利用完善的继电保护技术，并构建出更加合理可靠有效的保护系统，顺利适应电网变革。 一.智能电网中继电保护的重要作用 目前，我国国民经济正处在高速发展中，对电力的需求也越来越大，电力供应企业正承受着前所未有的压力，很多人口密集的城市和地区都出现了供电危机现象，使其只能采取停电、限电等措施，以使电力供应紧张得以缓解。同时加强了对智能电网电力系统安全的维护力度。作为电力系统的第一道防御手段，继电保护技术可以有效地保障电网的安全运行，一旦电网中存在故障，继电保护装置就能在第一时间内将出现故障的设备自动切除，同时发出预警信号，使工作人员能够在第一时间内发现故障，在最小区域，以最短时间，自动切除电力系统中的故障设备，还能向电力监控系统发出警报信息，提醒电力维修员及时采取有效措施进行解决，从而最大程度地降低了由电网故障造成的企业损失。同时最大程度上减少对电力元件的损坏，降低对电力系统安全供电的影响，从而满足电力系统稳定性的要求，改善继电保护装置的性能，提高电力系统的安全运行水平。因此，继电保护在智能电网中有着重要的作用和意义，企业应当大力发展和研究这项技术。 1.智能电网下的继电保护技术 1.1 智能电网下的继电保护构成 智能电网的分布式发电、交互式供电对继电保护提出了更高要求。另外，通信和信息技术的快速发展，数字化技术及其应用在各行各业的日益普及也为探索新的保护原理奠定了有力基础。智能电网中可利用传感器对发电、输电、配电、供电等关键设备的运行状况进行实时监控，然后把获得的数据通过网络系统进行收集、整合，最后对数据进行分析。再用这些信息对运行状况进行监测，实现对保护功能和保护定值的远程动态监控。对保护装置而言，保护功能除了需要本保护对象的运行信息外，还需要相关联的其他设备的运行信息，从而保证故障的准确实时识别，同时保证在没有或少量人干预下，能够快速隔离故障、自我恢复，防止发生大面积停电。因此，智能电网继电保护装置保护动作时不一定只跳本保护对象，有可能在跳本保护对象时还需发布连跳命令并跳开其他关联节点，也有可能只发连跳命令跳开其他关联节点，不跳开本保护对象。 1.2 智能电网下继电保护的关键技术 1.1.1 广域保护技术 广域保护技术主要是针对电力网络子集，将子集作为分析和处理电网运行障碍的单位，在“域”的范围采集该子集的继电保护信息，并对采集的信息进行详细分析，最后准确判断电网出现故障的原因，便于对问题进行处理。广域继电保护涵盖两大方面的内容，即安全自动控制和继电保护，安全自动控制主要针对电网本身的故障处理，为其自身故障的“自愈”提供更多更好的解决方案。广域继电保护技术最关键的作用就是使现有继电保护诊定配合复杂的故障问题，并能使之得到根治，最终目的是提高继电保护的自适应能力。 1.1.2 保护系统重构技术 现代智能电网的发展要求继电保护具有极强的自适能力，并适应于智能电网运行方式和电网结构改变所带来的一系列变化。在自适能力方面，新的继电保护必须要有重构功能、自我诊断和自我修复的功能，比如，在继电保护元件失灵的情况下，智能电网能够自动寻求替代元件并自动恢复继电保护。原有的继电保护系统已经无法满足智能电网的这种自适能力，因此，必须重新构建继电保护系统，从而最终满足预期效果。 1.1.3 智能设备、新型电子传感器的使用 在智能电网中心存在一个智能控制设备，该设备能够有效控制智能设备。同时，具有极广阔的覆盖面，覆盖了智能电网发电、输电、变电配电及用电等各个环节。传感器就是智能感应技术的代表。智能电网建设中借助智能运行设备安装智能传感器，能够实现数据信息的实时收集，有利于智能电网运行状态的分析、评估工作快速展开，为维修工作提供大量精确的数据，从而大规模提升继电保护系统的各个方面性能。 二.智能电网下继电保护技术的升级与变革 2.1 数字化方向 智能电网最重要且最突出的就是数字化特征，由于互感器故障的减少，我们不用再考虑由互感器故障所引起的回路接地和回路断线等故障，利用数字化的传感器的网络接口，通过网络保护装置和智能断路器有机连接，在很大程度上简化了二次回路接线，维护修理更加便捷，同时能够提高继电保护的整体性能，使所有的辅助功能得到简化，来提高继电保护水平，为我国智能电网建设提供先进的继电保护技术。 2.2 网络化方向 作为智能电网实现数字化转变的关键，网络化的继电保护装置可以有效提高智能电网的运行效率，电力管理者能够通过数字接口向继
科技讲座与创新实践 课程论文 论文题目智能电网及其关键技术 班级电气13-4 学号 姓 名叶腾 成绩
摘要：电网是经济社会发展的重要的基础设施，然而，近些年来，电网安全稳定运行的客观环境正在发生着巨大的变化。电网负荷快速的增长，大区电网互联初步形成，电力市场运行因素对电网运行的影响日益显现，加之受全球气候变化的影响，极端气候环境对电网安全稳定工作提出了很多的新挑战。本文通过对智能电网的发展历史，应用前景，涉及的关键技术以及我国智能电网的发展进行分析，来解决电力系统中常见的一些问题。 关键词：智能电网：特点：关键技术 1 智能电网的概念和特点及其发展历史 智能电网是指一个完全自动化的供电网络，其中的每一个用户和节点都得到实时监控，并保证从发电厂到用户端电器之间的每一点上的电流和信息的双向流动。智能电网通过广泛的应用分布式智能和宽带通信，以及自动控制系统的集成，保证市场交易的实时进行和电网上各成员之间的无缝连接及实时互动。 尽管各国根据自身的国情对智能电网建设有着不同的重点和目标，但是智能电网建设的驱动都是基于市场、安全、电能质量和环境因素，其特征可归结为：自愈、兼容、交互、协调、高效、优质、集成。 智能电网概念的发展有3个里程碑 第一个就是2006年，美国IBM公司提出的"智能电网"解决方案。IBM的智能电网主要是解决电网安全运行、提高可靠性，从其在中国发布的《建设智能电网创新运营管理-中国电力发展的新思路》白皮书可以看出，解决方案主要包括以下几个方面：一是通过传感器连接资产和设备提高数字化程度；二是数据的整合体
系和数据的收集体系；三是进行分析的能力，即依据已经掌握的数据进行相关分析，以优化运行和管理。该方案提供了一个大的框架，通过对电力生产、输送、零售的各个环节的优化管理，为相关企业提高运行效率及可靠性、降低成本描绘了一个蓝图。是IBM一个市场推广策略。 第二个是奥巴马上任后提出的能源计划，除了以公布的计划，美国还将着重集中对每年要耗费1200亿美元的电路损耗和故障维修的电网系统进行升级换代，建立美国横跨四个时区的统一电网；发展智能电网产业，最大限度发挥美国国家电网的价值和效率，将逐步实现美国太阳能、风能、地热能的统一入网管理；全面推进分布式能源管理，创造世界上最高的能源使用效率。可以看出美国政府的智能电网有三个目的，一个是由于美国电网设备比较落后，急需进行更新改造，提高电网运营的可靠性；二是通过智能电网建设将美国拉出金融危机的泥潭；三是提高能源利用效率。 第三个是我国能源专家武建生提出的"互动电网"."互动电网"是指在创建开放的系统和建立共享的信息模式的基础上，以智能电网技术为基础，通过电子终端将用户之间、用户和电网公司之间形成网络互动和即时连接，实现数据读取的实时、高速、双向的总体效果，实现电力、电讯、电视、远程家电控制和电池集成充电等的多用途开发。它可以整合系统中的数据，优化电网的管理，将电网提升为互动运转的全新模式，形成电网全新的服务功能，提高整个电网的可靠性、可用性和综合效率。互动电网具备可靠、自愈、经济、兼容、集成和安全等特点，主要解决三个问
面向智能电网应用的电力大数据关键技术寇明姝 发表时间：2018-03-13T10:40:02.833Z 来源：《电力设备》2017年第29期作者：寇明姝[导读] 摘要：智能电网的发展离不开电力大数据的支持，其中所涉及到的大数据、云计算等内容不仅关乎电网智能化的实现效果，同时也与电力行业的未来发展产生着密不可分的联系。（中国能源建设集团广东电力工程局有限公司广东广州 510735）摘要：智能电网的发展离不开电力大数据的支持，其中所涉及到的大数据、云计算等内容不仅关乎电网智能化的实现效果，同时也与电力行业的未来发展产生着密不可分的联系。电力大数据关键技术现已被广泛运用于电力生产领域中，针对关键技术的应用研究因而也成为人们日益关注的话题。由此，本文便从电力大数据的内涵出发，并结合智能电网关键技术间的关系对运用技术展开深入探讨，以期为各 位读者提供参考。 关键词：智能电网；电力大数据；关键技术电力大数据关键技术在智能电网中的应用有着巨大优势与广阔前景，该技术能够实现对信息数据的搜集、存储、处理，并为电力企业的管理提供真实可靠的参考依据。据此，针对电力大数据在智能电网中的应用方法分析，也便具有了较为深刻的现实意义。 一、电力大数据关键技术相关概述（一）电力大数据的内涵当前的电力大数据是在云计算与基础设备层上形成的数据平台，通过云计算服务访问层与应用软件的结合使用，从而为供电系统内部实现分层管理创造基础条件。电力大数据具有较好的通用性，因而绝大多数的电力企业也能够在大数据规划管理中获得较好的适用效果。当前的大数据规划主要是通过对分布式计算技术进行利用，保证数据查询、存储、处理等任务能够得到顺利完成。除此之外，提升智能化水平，将先进的智能设备运用到数据库构建与操作系统中，也成为拓展系统服务性能的可行手段。电力大数据平台的构建应当包括存储框架、调度框架、分析框架等部分，在调度框架内部序列化的传输工具、数据信息存储库、日志收集系统以及分布锁设备等也应加强注意。只有重视数据的组织与调度工作，让数据信息的准确性、效率性得到保证，才能为储存系统、访问系统等功能发挥创造前提条件。（二）大数据、云计算以及智能电网之间的联系智能电网同大数据、云计算有着不可分割的重要关联，智能电网可以将计算机技术、通讯技术、信息技术进行整合。加之原有输配电设施的协调配合，从而为提高电网安全性、效率性、经济性，缓解环境因素给供电带来的不利影响创造条件，继而打造出先进的新型电网。而大数据、云计算也是借助于网络技术的不断发展而形成的能够实现信息采集、监测、控制等功能的技术手段。其中，大数据的建立需要依托云计算功能的发挥，云计算的存储管理以及数据分析等强大的功能又能为大数据业务开辟更为便捷的路径，因而云计算也成为大数据得以实现的前提条件。总的来说，云计算、大数据与智能电网三者之间存在着相辅相成的关系，在各自发展的基础上又能促进其他技术性能的提升。 二、电力大数据技术在智能电网中的应用（一）集成管理技术 集成管理技术是对不同应用领域的系统数据进行集成的专项技术，使用该项技术能够使管理程序得到更好的运用。集成管理技术的运用原理指的是能够对来源不同、性质功能各异、格式特点不同的数据按照一定的逻辑书序进行存储管理，这些被存储在介质中的数据信息能够被赋予稳定性特征，并且通过数据的集合还能够对历史变化规律予以反映。以某工程为例，其以建成“一体化企业级信息集成平台”的目标，通过对电网数据保证，从而实现“一处录入，全网使用”，为保障信息真实、一致、完整夯实基础。涉及电力生产、服务的各个电力数据服务行业均会产生众多的环节数据，而包含能源基准参数、电能生产、运行监控和设备检修、用户资料、电力市场人才物资、协同办公、资本运作等等海量数据的集成，从而达到建立多源、异构、多维、多形式电力数据资源的任务。当这些集合数据能够面向主题，为系统运行提取出所需信息，那么集成管理技术则得到了发挥。通常在电力大数据集成管理中，所打造的数据信息共享平台往往更具备综合性、全面性的特点。而这些信息数据一方面能够为电力企业解决系统间因相互孤立而产生的集成难题，同时大数据所具有的多样性特点也能使数据清洗、数据过滤等技术也在管理过程中得到充分的发挥。总之，复杂的数据环境使得系统处理面临更大的挑战，而集成管理技术的运用，则可以对数据进行快速而准确的集成和抽取，并从中获取关键信息数据。接着通过数据关联的整合与统一结构下的数据集成，也使得数据源可靠性、准确性的提升能够有所保证。（二）信息分析技术 电力大数据中的信息数据分析是其中的一项关键性技术，大数据技术的应用能够将信号转变为数据，然后通过对此类信息的联想、综合、预测、评估等全面分析，便可以完成对信息的加工提炼，以此为智能电网的行动决策提供依据。从大数据的分析技术来看，分析技术是基于统计学与计算机科学的发展而建立起来的，所以实现大量的统计、分析、类比、归纳甚至是完成逻辑推理等任务，也成为智能电网运行中电力大数据技术的重要表现。在分析数据的过程中，通过找出关联数据，能够保证数据的支持度与可信度，再通过在庞大的信息资源库中建立信息样本，从而为智能电网运行实现准确程度更高、计算效率更快的分析带来便利。（三）信息处理技术 信息处理技术通常是指信息系统技术、数据库技术以及检索技术，智能电网中的电力大数据处理则囊括了内存计算、流处理、分布式计算等计算技术。其中内存计算指的是能够对数据信息进行快速的读取与处理，对数据计算的问题实时予以解决。流处理的计算技术主要可以不受计算速度与计算规模的控制，这种计算方式满足实时计算的需求。分布式计算则主要针对较大规模的存储问题所使用的处理方式，分布式具有高效迅速的特征。其作为新兴的数据计算方法，在对部分问题进行计算的过程中，能够将小部分问题分配给计算机进行处理，然后再将这些小部分问题的处理结构予以综合，最终形成结果。所以分布式的计算方法在面对较大规模的计算时，其运算性能也较为突出。对于需要以待处理的部分，分布式处理可以先对其展开分块，然后将这些所分部分再交由不同任务区域完成处理。接着将数据信息结果储存至本地硬盘，从而为电力企业之后的数据采集和数据分析提供依据。（四）安全防范相关技术
基于大数据的电力系统数据应用 发表时间：2018-12-25T16:19:20.450Z 来源：《电力设备》2018年第23期作者：张新伯[导读] 摘要：电能与生产生活密切相关，电能的生产与传输需要经过电力系统发电、输电、变电等一系列复杂的过程完成，电力系统的生产、监控、测量、通信过程中产生了大量的数据，有效利用这些数据提高电力系统的安全可靠运行水平，是电力企业提高管理水平的重要途径。 （深圳供电局有限公司广东深圳 518000）摘要：电能与生产生活密切相关，电能的生产与传输需要经过电力系统发电、输电、变电等一系列复杂的过程完成，电力系统的生产、监控、测量、通信过程中产生了大量的数据，有效利用这些数据提高电力系统的安全可靠运行水平，是电力企业提高管理水平的重要途径。本文分析了电力自动化系统数据类型、电力系统数据应用现状及当前大数据的具体应用，提出了未来如何利用电力系统大数据来优化企业管理的策略，仅供参考。 关键词：电力大数据；电力系统数据处理；应用在当前我国电力行业的发展背景下，电力企业之间的市场竞争也变得越来越激烈。而单个电力企业要想在这种复杂的市场环境中取得优势，就必须要在发展过程中不断提高自身技术水平。如果能够将大数据技术充分应用到电力企业的各项业务中，就可以更好的处理企业业务发展中的各类数据，并对电力大数据信息进行必要的预测，真正的变革整个电力系统的管理模式。但就当前的实际现状来看，大数据技术在我国大部分电力企业中的应用水平都非常有限，并没有充分发挥其价值。之所以出现这种情况，就是因为一些电力企业没有明确大数据技术的应用前景，无法将大数据技术跟电力系统各项活动融合在一起。在这种情况下，就有必要分析大数据在电力系统中的具体应用现状和应用前景。 1大数据概述 大数据作为一种新型的数据信息处理技术，能够通过对大量数据信息的选择和分析，进行整理、计算等，筛选出其中蕴含的规律，进而选取有价值的数据信息。大数据具有数量大、范围广、数据类型复杂多样、内容丰富、数据的来源可靠、数据处理时效高等优势，近年来在各个行业得到了普及和推广。 2大数据在电力系统中应用的重要意义大数据技术在我国电力系统中具有多个方面的应用意义，能够促进我国电力系统的稳定高效发展。一方面，大数据技术的应用能够解决我国电力系统对于数据收集和处理的困难。特别是目前我国电力系统运作过程中涉及到的电力设备不断变多，而每一种电力设备的数据结构类型也比较复杂。使用大数据技术能够更有效的处理这些数据信息。另一方面，大数据技术的使用也可以显著提高我国电力系统的技术层次，引入数据挖掘等各项先进技术，提高电力企业的技术层次。 3大数据目前对于电网存在的问题 3.1现有营销系统数据以及对客户的深度分析不够 现有营销技术支撑系统仅仅作为业务支撑体系，用于基础数据收集、运行数据计算工具，仅局限于正常的营销业务的处理，仅仅能够生成一些功能单一的固定报表数据。一个月使用一次，很难将相互孤立的数据与用户用电特征、电力使用环境等因素进行分析与关联，数据使用率低，造成了对客户的价值分析能力不足。随着社会进步与营销相关业务的发展，无论是数据采集，还是电费计算，电网营销数据每年的增长速度较快，数据完整性有很大提高，在数据真实性与及时性方面也有一定提高，但是目前营销系统、信息采集与PMS、供电可靠性等其他系统的信息匹配方面依然存在问题，还有这部分的数据不一致，不准确，造成了营销系统的数据更新压力很大，难以成为多方数据的共享平台，内部无法为公司决策层提供数据支撑，更不要说对客户的用电分析，难以为客户的深度分析提供有力支撑。 3.2没有形成专业的协同运作 造成大量数据形成了信息孤岛，没有真正达到信息的纵向集成与横向联合，没有专门的运转部门进行绩效考核与实际可靠有效的合并机制，多年来一直单轨运行，数据更新不及时，工作平台不共享，造成重复工作很多，难免形成数据疏漏，经常出现系统运行一段时间后，需要大量时间进行数据重新梳理，没有形成日常化更新运作，人员变动频繁，交接疏漏时有发生。 3.3数据量大，可靠性低 电力自动化系统在运行过程中会产生大量的数据，而不同的数据代表不同的信息，电力自动化系统是由许多的子系统构成，各个子系统的数据库中储存着相关的数据信息，整个系统中的数据量非常庞大，数据交叉现象时有发生，繁多的数据信息会在一定程度上影响和制约这个系统的数据信息的分析处理和数据的更新，随着存储数据的增多，出现问题的几率也越来越大，降低了数据处理的安全性和准确性，对系统的数据库进行统一管理，保证系统数据的唯一性势在必行。 4大数据在电力自动化系统中的具体应用 4.1电网基础建设的自动化与智能化 在当前我国国民经济不断发展的背景下，我国各个城市地区的现代化建设程度也快速加深，社会各个行业和人们日常生活中对于电力的需求也出现了显著增加。在这种发展趋势下，我国各个地区的电网基础建设项目也逐渐增多。而如果能够将大数据技术融入到电网基础建设项目中，就能够显著提高项目建设过程中的数据储存困难和信息处理效率不高等问题。这主要是因为大数据技术的应用能够最大程度的收集电网基础建设项目中的各类现场信息，并使用自动对比等可行性较强的数据挖掘技术来对现场产生的各类信息进行全面的分析，最终实现建设项目的智能化管理和自动化处理。 4.2基于大数据的电网运行可视化监控 在整个输变电网络中有大量的设备、及检测点，通过传感器实时从各设备上采集设备运行指标及输变电的电压、电流、负载状态监测指标等，通过大数量的实时处理平台进行数据提取、加工及整合，再通过可视化大屏实时展示各设备及监测点的运行，对于设备及检测点数据的异常及时预警，及时处理。同时将设备的运行数据及检修数据进行整理分析形成知识库，以此知识库通过大数据处理技术及数据挖掘进行设备生命周期预测、设备异常问题检修处理方法推荐、设备检修周期以可能问题预测，以及对电力设备资产管理、设备运检管理、设备技术管理、技改大修管理等的大数据支撑。 4.3大数据在故障预测中的应用
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/c312913023.html, 浅析智能电网及核心技术 作者：刘伟 来源：《中国新技术新产品》2011年第19期 摘要：本文分析了智能电网的内涵和特点，论述了智能电网的主要技术。 关键词：智能电网；特点；通信系统；计量体系；需求侧管理；智能调度 中图分类号：TN91 文献标识码:A 由于世界各国经济社会的发展对能源的依赖性，造成当今世界能源危机、资源紧张、环境日趋恶化，使人类的生存与发展面临着前所未有的压力与挑战。如何在有限的资源中寻求一个新的支点，寻求一条环境、资源、经济、社会能够协调发展的道路，让人类在发展自我的过程中保持与自然的和谐，这是全人类共同的责任。面对这一课题，科学家们提出了智能电网的研究及建设，由此，积极发展智能电网已成为当今世界电力发展的新趋势。 一、智能电网的内涵 智能电网（smart power grids），是利用传感器连接更多的资产和设备，实现对发电、配电、输电、供电等关键设备运行状况的实时监控，并把获得的数据通过网络系统进行收集、整合，最后通过对数据的分析挖掘，达到优化管理整个电力系统运行、降低成本、提高效率、节能降损、实现环境清洁和友好的目的。智能电网是以特高压电网为骨干网架，以各级电网协调发展为基础，利用先进的通信、信息和控制技术，构建以信息化、自动化、互动化为特征的统一坚强智能化电网。 中国式的智能电网，首先要满足电力负荷的需求，在前期要保证输电、变电的智能化建设，要保证供电安全可靠性，要满足经济意义和节能，最后要保证电能质量和可再生能源的接入。 二、智能电网的特点 1、自愈。自愈性是指电网维持自身稳定运行、评估薄弱环节和应对紧急状态的能力，是实现电网安全可靠运行的主要功能。SG能够实时检测、分析电网运行状态，并及时发现、快速诊断和消除故障隐患；在尽量少的人工干预下，快速隔离故障、自我恢复，最小化或避免用户的供电中断，避免大面积停电事故的发生。 2、安全。安全性是指电网抵御外部破坏的能力，SG能更好地对人为或自然发生的扰动做出辨识与反应，有效抵御自然灾害、外力破坏和计算机攻击等不同情况对电力系统的攻击伤害，保证人身、设备和电网的安全。