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全球能源互联网和大数据技术的结合,催生了像“电力+大数据”、“电网+互联网”、“智慧电网+智慧地球”等新兴概念。通过使用先进的传感器、控制设备和软件应用程序,将电力生产端、电力传输端、电力消费端的数以十亿计的设备、机器、系统连接起来,形成了“全球物联”。大数据分析、机器学习和预测是这种互联网络实现生命体特征的重要技术支撑:通过整合运行数据、地理数据、气象数据、电网数据、电力市场数据等,进行大数据分析、负荷预测、发电预测,打通并优化电力生产和电力消费端的运作效率,需求和供应将可以进行随时的动态调整。智能发电、用电、储电设备,最终都将接入网络,借助信息流,形成自我优化的良性循环。
大数据分析是全球能源互联网、物联网得以实现的重要技术支撑。在能源互联网时代,万物相联,各种发电、用电、储电设备将源源不断地产生海量数据。如何将这些海量数据转换成可操作的见解,推动更好的决策,成为能否在能源互联网时代胜出的关键。
三、大数据是全球能源互联网的血液
电能在现代化能源系统中处于中心地位,电网是未来各种能源生产和消费的枢纽。全球能源互联网是以特高压电网为骨干网架、全球互联、智能泛在高度智能电网,实质就是“特高压电网+智能电网+清洁能源+互联网+大数据+物联网”。
特高压电网是关键,智能电网是基础,清洁能源是重点,大数据是血液。全球能源互联网和信息互联网都是经济全球化的必然产物,互联互通、共建共享是大势所趋。全球能源互联网就像人的“血管系统”,能量和大数据就像在这些血管中流淌的血液。
电力系统是一种高维非线性的复杂系统,其内部的数据流包含电力流、信息流、业务流、故障流、气象流等不同的数据流向。
电力大数据贯穿发、输、变、配、用、调度、交易、通信等电力生产及管理的各个环节,是能源变革中电力工业技术革新的必然过程,不仅是技术上的进步,更是涉及电力系统管理体制、发展理念和技术路线等方面的重大变革,是下一代电力系统在大数据时代下价值形态的跃升。
无论是何种能源形式,无论是生产、分配还是消费,通过互联网进行的数据采集、传输和储存正变成行业的标准行为。而累积的海量数据,正成为新的宝库,有待于挖掘和运用,成为推动能源行业发展的重要因素。目前,能源行业的数据还存在数据量大,但数据分散、缺乏有效的分析方法、数据格式不统一、数据重复等问题,但通过智能采集和分析诊断技术、分布式智能电网技术和能源智能管理系统等技术的应用,将逐步实现能源领域的大数据时代。
南方电网科研院信息与通信研究室主任陈华军认为,数据是资产、是财富、是能量的观念,有待进一步形成、强化。目前的电网公司更多关注安全、稳定、可靠等指标,对数据资产的重视程度不够,对数据分析技术的研究力度有待加强。
例如,目前能源互联网面临的核心问题:数据共享。如何建立一个良好的数据分享机制是能源互联网面临的核心命题。怎么激励它们共享数据呢?所有的传感器都在捕捉数据,但是怎么分配价值?能源大数据采集是实现互联网融入能源领域的第一步,具备大数据基础的电网公司将更加容易把握全球时代的节奏。
电网大数据大致分为三类:一是电力企业生产数据,如发电量、电压稳定性等方面的数据;二是电力企业运营数据,如交易电价、售电量、用电客户等方面的数据;三是电力企业管理数据,如ERP、一体化平台、协同办公等方面的数据。
电力大数据的特征可概括为3V和3E。3V为体量大(Volume)、速度快(Velocity)和类型多(Variety) ; 3E 为数据即能量(Energy) 、数据即交互(Exchange)和数据即共情(Empathy)。3E的描述具有典型的电力行业特征,体现了大数据在电力系统应用中的巨大价值。
电力大数据由结构化数据和非结构化构成,随着智能电网、全球能源互联网建设和物联网的应用,非结构化数据呈现出快速增长的势头,其数量将大大超过结构化数据。
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