电力大数据：信息服务领域应用探析

麦肯锡研究报告《大数据:创新、竞争和生产力的下一个前沿领域》中指出,大数据的应用具有显著的财务价值,而作为天然联系千家万户厂矿企业的中国能源生产和消费行业,所产生的能源大数据价值尤为宝贵。其中电力数据以其同用电客户的紧密耦合可以实现对用户360°的精确定位,电力数据以其同国民经济的紧密耦合可以实现对区域经济走势的准确还原,电力数据以其同电力生产的紧密耦合可以实现对电力设施设计、生产阶段的反馈指导。总之,能源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。

伴随着智能电网的全面建设,以物联网和云计算为代表的新一代信息通信技术在电力行业中的广泛应用,电力数据资源开始急剧增长并形成一定的规模。电力与社会经济的发展密切相关,电力需求变化是经济运行的“晴雨表”和“风向标”,能够真实、客观地反映国民经济的发展状况与态势。因此,发展电力大数据是电力行业革新的必然过程。随着我国智能电网的发展,电力系统发、输、变、配、用电各个环节的信息化进程不断推进。在用电侧,利用电力大数据分析可以了解产业结构、经济走势、房屋空置率、区域消费能力等情况,从而可以更好地为经济服务。在用电环节,由于以用电信息采集系统和营销业务应用系统为主的信息化系统的数据采集点多、覆盖范围广,积累了大量的数据资源,各类业务数据从总量和种类上都已颇具规模,为智能用电大数据的研究工作提供了数据基础。

1)电力需求侧的大数据在各国的应用

在电力大数据的科学研究和工程应用方面,美国一直走在国际前列。欧洲国家近五年聚焦在部署电网分布式传感器和控制系统上,包括智能电表,对用户采集数据进行分析。

图7-3 洛杉矶电力地图

(1)洛杉矶电力地图。美国加州大学洛杉矶分校、加州可持续发展社区中心、洛杉矶水电部及政府规划研究办公室共同开发了洛杉矶电力地图(图7-3),将街区平均收入、建设时间、占地面积等信息全部集合在一起,从而得出更为准确的社会各群体的用电习惯信息,为城市和电网规划提供了直观有效的负荷预测依据,作为城市内能源应用趋势的可视化分析工具,该地图有助于更直观地讨论如何进行能源投资,提高能源效率以及制定公共政策。

(2)C3能源分析引擎平台之电力用户分析工具。美国C3 Energy公司开发的C3能源分析引擎平台(C3 Energy Analytics Engine),将多个分散电力系统数据存储在云平台上,与工业标准、天气预报、楼宇信息、持久协议和其他外部的数据相结合;基于该平台开发了三个分析工具,为公司、商业用户及居民用户等提供能源投入冗余分析、能耗基准点、节能计划、电力用户空间视图等服务类应用,其界面如图7-4所示。

图7-4 C3能源分析引擎平台

(3)法国电力公司基于大数据的用电采集应用系统。法国电力公司(Electricite De France,EDF)在2009—2011年已安装25万台智能电表Linky,计划到2020年安装3500万台,主要采集个体家庭的用电负荷数据,并以电表数据、气象数据、用电合同信息及电网数据等为基础,开发了基于大数据的用电采集应用系统。目前,法国电力公司以用户用电负荷曲线的海量存储和处理为突破口,利用大数据技术,生成用户用电负荷曲线及其关联数据。

(4)E.ON大数据智能用电研发中心。2013年4月,德国E.ON公司与爱立信(Ericsson)公司合作建立了位于瑞典的大数据智能用电研发中心,该中心同时提供咨询及系统集成服务,包含远程抄表及控制,电表管理、监测,服务层协议管理,资产管理,商业过程管理,现场服务等。2013年9月,E.ON公司与IBM公司合作建立了位于德国的智能电能表数据中心(E.ON Metering)。(www.xing528.com)

(5)国网江苏省电力公司营销大数据智能分析系统。自2013年开始,我国电力企业着眼于用电与能效、电力信息与通信、政府决策支持等电力需求侧领域,开展大数据应用关键技术研究,并进行数据中心建设。国网江苏省电力公司于2013年率先开展营销大数据智能分析系统建设,初步实现电力看经济、电力看民生、用户用电行为分析三方面的应用,并开发了对数据分析结果的可视化展示界面;系统另设有电力用户搜索引擎,可查询用户每日用电量情况,用于用电行为分析。

2)电力需求侧的大数据应用现状

(1)用电信息采集系统。目前国家电网公司已在27个省公司部署,累计实现采集覆盖用户数2.42亿户。根据现有采集系统的规模,国家电网公司范围采集系统每年数据增量超过200TB。

(2)电力营销业务管理系统。营销业务管理系统功能主要包括客户基础档案信息、业扩报装流程信息、每月抄表核算信息、收费账务信息、分布式电源信息等几类数据。

(3)95598客户服务系统。95598客户服务系统于2014年实现全网全业务集中,加强中心信息系统运行保障支撑,完成业务、IT运维等资源统一监控;提升外部服务能力,完成95598网站、移动APP、微信、短信等电子渠道协同运营。

(4)电能服务管理平台。电能服务管理平台的数据架构分为数据源、支撑数据和业务应用数据三个层次。具体数据包括:DSM目标责任考核数据、有序用电管理数据、需求响应管理数据、售电市场分析数据、节能服务业务管理数据、用户用能数据、客户档案数据、电量电费数据、有序用电负荷数据等。

(5)地理信息系统。电力GIS提供电力设备设施信息、电网运行状态信息、电力技术信息、生产管理信息、电力市场信息,与山川、河流、地势、城镇、公路街道、楼群等自然环境信息集中于统一系统中。通过GIS,可查询有关数据、图片、图像、地图、技术资料、管理知识等。

(6)气象预报系统。在配电环节,数值天气预报可服务于分布式新能源功率预测和高精度母线负荷预测等领域;在用电环节,数值天气预报可服务于智能家居与高效能设备管理、用户电源与储能设备接入等领域。