智能電網(wǎng)和大數(shù)據(jù)的關(guān)系
智能電網(wǎng)是大數(shù)據(jù)的重要技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域之一。中投顧問(wèn)發(fā)布的《“十三五”數(shù)據(jù)中國(guó)建設(shè)下智能電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)投資分析及前景預(yù)測(cè)報(bào)告》分析認(rèn)為智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、種類(lèi)繁多，具有分散性、多樣性和復(fù)雜性等特征，這些特征給大數(shù)據(jù)處理帶來(lái)極大的挑戰(zhàn)。智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)平臺(tái)是大數(shù)據(jù)挖掘的基礎(chǔ)，通過(guò)智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)平臺(tái)可實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)全數(shù)據(jù)共享，為業(yè)務(wù)應(yīng)用開(kāi)發(fā)和運(yùn)行提供支撐。
智能電網(wǎng)是以物理電網(wǎng)為基礎(chǔ)，將現(xiàn)代先進(jìn)的傳感測(cè)量技術(shù)、通信技術(shù)、信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和控制技術(shù)與物理電網(wǎng)高度集成而形成的新型電網(wǎng)。它涵蓋發(fā)電、輸電、變電、配電、用電和調(diào)度等各個(gè)環(huán)節(jié)，對(duì)電力市場(chǎng)中各利益方的需求和功能進(jìn)行協(xié)調(diào)，在保證系統(tǒng)各部分高效運(yùn)行、降低運(yùn)營(yíng)成本和環(huán)境影響的同時(shí)，盡可能提高系統(tǒng)的可靠性、自愈性和穩(wěn)定性。隨著智能電網(wǎng)的發(fā)展，電網(wǎng)在電力系統(tǒng)運(yùn)行、設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)、用電信息采集、營(yíng)銷(xiāo)業(yè)務(wù)系統(tǒng)等各個(gè)方面產(chǎn)生和沉淀了大量數(shù)據(jù)，充分挖掘這些數(shù)據(jù)的價(jià)值具有重要的意義。
大數(shù)據(jù)是近年來(lái)受到廣泛關(guān)注的新概念，一般是指無(wú)法在可容忍的時(shí)間內(nèi)用傳統(tǒng)的IT技術(shù)、軟硬件工具和數(shù)學(xué)分析方法，對(duì)其進(jìn)行感知、獲取、管理、處理和分析的數(shù)據(jù)集合。智能電網(wǎng)被看作是大數(shù)據(jù)應(yīng)用的重要技術(shù)領(lǐng)域之一。目前許多學(xué)者正在進(jìn)行智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)研究，包括發(fā)展戰(zhàn)略研究、大數(shù)據(jù)技術(shù)研究、應(yīng)用研究等。
智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)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，進(jìn)行智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)分析需要統(tǒng)一智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)，并且由于應(yīng)用眾多，對(duì)計(jì)算、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)等性能提出了較高要求，因此需要構(gòu)建面向智能電網(wǎng)應(yīng)用的統(tǒng)一大數(shù)據(jù)處理平臺(tái)。
智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域
大數(shù)據(jù)技術(shù)在智能電網(wǎng)中具有廣闊的應(yīng)用前景，報(bào)告從負(fù)荷預(yù)測(cè)、源網(wǎng)荷協(xié)同、網(wǎng)架規(guī)劃三個(gè)方面進(jìn)行論述。
1、負(fù)荷波動(dòng)及新能源出力預(yù)測(cè)
負(fù)荷預(yù)測(cè)作為電網(wǎng)電量管理系統(tǒng)的重要組成部分，其預(yù)測(cè)誤差的大小直接影響電網(wǎng)運(yùn)行的安全性及可靠性，較大的預(yù)測(cè)誤差會(huì)給電網(wǎng)運(yùn)行帶來(lái)較高的風(fēng)險(xiǎn)。現(xiàn)階段負(fù)荷預(yù)測(cè)主要是通過(guò)負(fù)荷歷史數(shù)據(jù)，利用相似日或者其他算法預(yù)測(cè)負(fù)荷的大小，短期預(yù)測(cè)精度較高，中長(zhǎng)期精度較差。隨著電網(wǎng)采集數(shù)據(jù)范圍增加，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)可以將氣象信息、用戶(hù)作息規(guī)律、宏觀經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等不同種類(lèi)的數(shù)據(jù)，通過(guò)抽象的量化指標(biāo)表征與負(fù)荷之間的關(guān)系，實(shí)現(xiàn)對(duì)負(fù)荷變化趨勢(shì)更為精確的感知，提高預(yù)測(cè)精度。
分布式發(fā)電的不斷接入，特別是新能源滲透率的不斷增加，打破了原來(lái)電網(wǎng)運(yùn)行管理的模式，不但需要考慮負(fù)荷側(cè)的波動(dòng)，還要計(jì)及新能源出力的間歇性。在我國(guó)，新能源接入主要受制于兩個(gè)因素：（1）新能源大多分布在電網(wǎng)末端遠(yuǎn)離負(fù)荷中心，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)較為脆弱，從而造成電網(wǎng)接納能力較弱；（2）新能源預(yù)測(cè)誤差較大，目前風(fēng)電出力預(yù)測(cè)日前和實(shí)時(shí)的誤差分別為20%、5%左右，這樣就會(huì)給電網(wǎng)調(diào)度帶來(lái)較大的挑戰(zhàn)。由于新能源較大的預(yù)測(cè)誤差，往往需要在大型新能源基地周邊建立配套的大型常規(guī)能源作為旋轉(zhuǎn)備用，以彌補(bǔ)新能源預(yù)測(cè)精度方面的不足。作為備用的常規(guī)電源，由于擔(dān)負(fù)著較重的旋轉(zhuǎn)備用，長(zhǎng)期不能工作在最佳運(yùn)行點(diǎn)，將造成其發(fā)電效率低以及能源的浪費(fèi)。利用大數(shù)據(jù)技術(shù)，可以有效提高新能源出力的預(yù)測(cè)精度，如丹麥的維斯塔斯風(fēng)力技術(shù)集團(tuán)，在風(fēng)電出力預(yù)測(cè)時(shí)采用了IBM的大數(shù)據(jù)解決方案，在風(fēng)電出力預(yù)測(cè)時(shí)加入了地理位置、氣象報(bào)告、潮汐相位、衛(wèi)星圖像等結(jié)構(gòu)化及非結(jié)構(gòu)化的海量數(shù)據(jù)，從而優(yōu)化了風(fēng)力渦輪機(jī)布局，提高風(fēng)電發(fā)電及預(yù)測(cè)效率，獲得了較為可觀的經(jīng)濟(jì)效益。
2、源網(wǎng)荷協(xié)同調(diào)度
利用大數(shù)據(jù)技術(shù)可以有效降低新能源預(yù)測(cè)誤差，但這對(duì)于新能源出力固有的波動(dòng)性，傳統(tǒng)的調(diào)度方法通過(guò)增加系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)備用來(lái)解決。在電力市場(chǎng)不斷完善的背景下，可以不通過(guò)調(diào)節(jié)常規(guī)電源的出力，而是利用市場(chǎng)手段，使得一部分用戶(hù)主動(dòng)削減或者增加一部分負(fù)荷去平衡發(fā)電側(cè)出力的變化，即通過(guò)需求側(cè)管理實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)電量平衡。若要達(dá)到網(wǎng)源荷協(xié)調(diào)優(yōu)化調(diào)度需要大量的輔助信息，如新能源出力波動(dòng)大小、電網(wǎng)線(xiàn)路輸送能力、負(fù)荷削減電量的范圍、實(shí)時(shí)電價(jià)等，其中每個(gè)因素又受很多條件的影響，因此是一個(gè)非常復(fù)雜的電力交易過(guò)程，此時(shí)必須利用大數(shù)據(jù)技術(shù)發(fā)掘數(shù)據(jù)內(nèi)部之間的聯(lián)系，從而制定出最佳調(diào)度方案。智能電網(wǎng)和傳統(tǒng)電網(wǎng)最大的區(qū)別在于源網(wǎng)荷三者之間信息流動(dòng)的雙向性，三者之間信息在一個(gè)框架內(nèi)可以順暢的進(jìn)行交互，極大地提升電網(wǎng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性、可靠性。
3、網(wǎng)架發(fā)展規(guī)劃
中投顧問(wèn)發(fā)布的《“十三五”數(shù)據(jù)中國(guó)建設(shè)下智能電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)投資分析及前景預(yù)測(cè)報(bào)告》指出，電網(wǎng)已經(jīng)從傳統(tǒng)電網(wǎng)發(fā)展到智能電網(wǎng)，隨之將會(huì)成為能源互聯(lián)網(wǎng)的一部分，從而使得電網(wǎng)與整個(gè)能源網(wǎng)聯(lián)系的更為緊密。電轉(zhuǎn)氣技術(shù)的提出，為新能源接入提供了新的思路，試圖將不宜存儲(chǔ)的電能轉(zhuǎn)化為便于存儲(chǔ)的天然氣，但由于轉(zhuǎn)化效率較低，尚屬于技術(shù)論證階段。冷熱氣三聯(lián)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了能源的階梯利用，能源利用效率高、環(huán)境污染小、經(jīng)濟(jì)效益好。電動(dòng)汽車(chē)的興起將會(huì)顯著提高能源末端電力消費(fèi)的占比，充換電站將會(huì)像加油站一樣分布在城市的每個(gè)角落。傳統(tǒng)的電網(wǎng)規(guī)劃數(shù)據(jù)來(lái)源渠道不足，數(shù)據(jù)分析挖掘能力欠缺，因此造成規(guī)劃過(guò)程中面臨著眾多不確定性因素的現(xiàn)象，特別是現(xiàn)在新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，能源結(jié)構(gòu)不斷發(fā)生變革，使得傳統(tǒng)的電網(wǎng)規(guī)劃方法往往與實(shí)際需求差別較大。電網(wǎng)規(guī)劃的過(guò)程中，需要利用大數(shù)據(jù)技術(shù)綜合考慮多種因素如分布式能源的接入、電動(dòng)汽車(chē)的增長(zhǎng)趨勢(shì)、電力市場(chǎng)環(huán)境下為用戶(hù)提供個(gè)性化用電服務(wù)等，多類(lèi)型、海量數(shù)據(jù)的引入，可以有效減少電網(wǎng)規(guī)劃過(guò)程中的不確定性，使得整個(gè)規(guī)劃的過(guò)程更加合理、有序。
