关于电力大数据应用中存在的问题探讨

安科瑞电气股份有限公司 上海嘉定 201801

摘要：随着信息科学技术的进步，电力企业逐步实现了智能化、信息化管理，在此基情况下电力系统的信息数据也得到了迅速增长。电力大数据在提高电力企业工作质量和效率的同时，也存在着显著的问题，影响着电力大数据的应用。针对电力大数据的问题进行有效地解决，是当前电力企业面临的重要工作任务。

关键词：电力大数据 问题 解决措施

       随着大数据分析技术的提高和广泛应用，电力企业在日常的生产、经营和管理工作中会产生大量的数据信息。由于大数据建立在网络的基础上，因此电力大数据的应用存在着一些显著的问题，阻碍着电力大数据在电网建设中的应用。针对存在的问题提出有效的解决措施，是现代电力企业面临的主要工作。

1.1 有数据泄露的风险

       电力企业在生产、管理、营销的各个环节，都包含实时数据、历史数据、文本数据、多媒体数据等等各种类型的数据，其中这些诸多类型的数据又可分为结构化、半结构化、非结构化数据，由此可以看出，电力大数据的分级结构非常精细，种类比较繁多，这就形成了电力数据庞大的规模。随着这些数据的产生能够促进电网的内部管控能力，并且提高用户的服务效率，但是如果在数据的采集和传输的过程中，不能对大量的数据信息进行有效的控制，就会造成数据信息的泄露。一旦电力大数据被人恶意篡改、泄露，这对电力企业的生产、经营和用户服务都会造成严重的不良影响。

1.2 容易成为网络攻击目标

       电力是国家各项事业正常运行的基础设施，如果发生网络战争，电力网络会成为重要的攻击对象。因此电力大数据时不法分子可利用又可攻击的重要载体。通过将恶意软件和病毒代码隐藏在电力数据中间，终能够对电力数据进行篡改和窃取数据目的。通过窃取的电力大数据，可以准确地分析出不法分子攻击目标地的用电分布，形成所在地的电力系统故障，引发重大事故。

1.3 数据管理风险

       数据管理的问题，不仅涉及到电力企业的正常运行，同时还对国家和社会有着重要的意义。通过电力大数据的应用，能够将大量的电力数据信息进行集中存储，这虽然在数据分析和处理方面比较便捷，但是如果管理不当就会造成的大数据的丢失和损坏，引发严重的灾难。现代电力企业，大部分存在着数据管理机制问题，这就无法对各个环节的信息数据进行有效的隐私保护，存在一定的数据管理风险。

2.1 做好电力大数据的保护

       电力大数据庞大的数据量来自于企业生产、管理、营销的各个环节，因此应对数据采集与传输的各个环节进行有效的保护。从数据信息的采集到数据的传输，采取有效的加密保护；在数据存储的过程中进行完整性保证；在数据的使用和恢复过程中力求数据的准确性。在这期间无论是从制度要求还是技术管理，都要对电力大数据面对的问题进行有效的评估，进行有针对性的防护，确保电力大数据的信息。

2.2 提升电力行业大数据管理能力

       在电力大数据防护方面，一方面需要先进的技术做支撑，另一方面需要提升数据的管理能力，有效保护电力大数据的。这主要是因为在大量的电力数据中，不仅包括着企业的运营信息和用电用户的隐私信息，而且还有一些关系国国家和社会决策的重要信息。因此在电力大数据应用过程中，要不断提高电力企业员工的防护意识。对企业的员工定期开展电力大数据类型和数据的专业防护知识培训，让员工从根本上意识到电力大数据的价值和重要性，充分提升员工的大数据管理能力。为电力大数据的防护打下基础。

2.3 以长远的眼光思考数据问题

       随着大数据分析技术的不断提高，电力大数据的应用给电力行业带来了机遇也带来了挑战。在现代电力企业的经营中，数据管理的理念将代替传统的工作思路，现代企业的运营须站在电力大数据的角度来进行企业的管理。在电力企业的管理过程中，须要认清电力大数据的新特点、新趋势，深入分析电力大数据存在的突出问题，以长远的眼光进行电力大数据的管理工作，确保电力大数据信息的发展战略与我国国情保持一致。

3.1云平台概述：

       按照国家电网公司的统计，10kV及以上供电电压等级的工商业用户有200万户以上，此类“用户侧变配电所"产权归电力用户所有（工商企业、住宅小区、学校、医院等），虽然数量众多，但是日常的运行维护工作比较传统，普遍存在以下痛点：

       人工成本高：人工巡视、纸质记录、电话沟通，缺乏智能化的手段

       工作效率低：巡视频率低、巡检任务无法定位、巡检过程不标准规范、巡检缺陷缺乏闭环跟踪；

       隐患：有些用电单位无专业维护电工、无法即时排查电气隐患、隐蔽工程隐患检查难等难题；

       抢修时间长：变电所设备种类较多，在分布上也比较分散，无法即时识别和定位故障信息，需要用户通知后到现场确认；

      运行大数据缺少分析：有些用户未有数据汇总分析平台，甚至未安装电力仪表导致运维人员对现场电力参数信息不了解，无法确定电力系统是否正常运行。

3.2应用场所

3.3云平台架构

       我司的运维平台综合运用综合保护装置、多功能电力仪表、母排及线缆测温装置、变压器温控仪、视频摄像头、水浸烟雾、温湿度、门磁等多种传感器统一接入变电所现场的边缘计算网关，经边缘计算网关将数据封装、压缩、加密后上传至云平台。实时集中监测所有变电所用电情况、统一调度运维巡检安排，线上线下联动；实现用户侧变配电所的24小时无人值守，较全监测各配电回路运行状态，即时定位故障，降低风险。通过手机APP下发运维任务到人员手机上，并通过GPS跟踪运维执行过程。将企业集团/高等院校内广泛分布的变电所集中统一管理，提高运维效率、提高故障响应速度，即时发现运行缺陷并做消缺处理。为售电企业提供电能集抄服务，即时掌握用户用电量情况，避免偏差考核；响应泛在电力物联网的政策，增加客户粘性，为后期的增值服务开展做准备。

3.4平台功能

3.5平台配置方案

3.6产品介绍

3.6.1 AM5SE系列微机综合保护装置

      功能：

    （1）保护功能：主变差动保护功能、主变后备保护、三段式过流带方向带电压闭锁、三段式过流、零序电流保护、过电压、

    （2）低电压保护、大功率电机保护、高压电动机综合保护、PT并列功能、非电量保护、并网逆功率保护、检同期功能

    （3）测量功能：保护电流、测量电流、零序电流、母线电压、零序电压4-20MA输出、直流测量

    （4）通讯功能：提供RS485通讯接口，RS232维护接口，IRIG-B对时接口、USB升级接口，RJ45网口接口

    （5）故障录波功能：保护动作时触发录波，可以记录故障前8个周波后四个周波的数据

    （6）控制回路：自带操作回路，防跳功能

    （7）GPS校时功能：提供时钟同步接口，接收GPS校时信号

       应用：

       35kV及以下电压等级的变配电站及设备的保护测控功能，至少包括35kV进线/主变压器（一般容量2000kVA以上）/PT/母联、10kV进线/馈线/配电变压器（一般容量2000kVA以下）/高压电动机/高压电容器/母联/PT等设备的保护和自动控制功能

3.6.2 ASD300系列智能操控装置

      功能:

    （1）一次动态模拟图指示及自检带电显示、闭锁及自检

    （2）核相、强制加热、强制照明

    （3）语音防误提示

    （4）人体感应及柜内照明、已带电语音播报

    （5）分合闸、远方就地、储能转换开关

    （6）分合闸回路完好指示/电压测量

    （7）预分预合闪光指示

    （8）断路器分合次数统计

    （9）RS485串行通讯接口

    （10）开关柜节点无线测温

    （11）全电参量测量U,I,P,Q,f,PF,Ep,Eq

       应用：

       35KV高压及以下中置柜，手车柜，环网柜

3.6.3 ARTM-Pn无线测温装置

      功能：

    （1）接收多60个ATE100/200/300/400

    （2）3U3I电参量测量

    （3）实时测温功能

    （4）RS485通讯接口，通过标准的MODBUSRTU协议实现组网功能

    （5）具备自检功能

    （6）超温、高温、相间温差报警、温度突变量告警功能

      应用：

      变电站、配电室、箱变等

3.6.4 APM810系列多功能电力仪表

      功能：

    （1）准确度等级：有功电能0.5S级，无功电能2级

    （2）测量功能：三相电压、三相电流、分相及总有功功率、分相及总无功功率、分相及总视在功率、分相及总功率因数、频率、需量

    （3）电能计量：分相及总双向电能、四象限无功电能

    （4）电能质量监测：2-63次分次谐波、总（奇、偶）谐波测量、电压波峰系数、电话波峰因子、电流K系数测量

    （5）输入输出：2路开关量输出（选配MD82模块多可扩至8路）及2路开关量输入（选配MD82模块多可扩至26路），开关量输出可配置为报警输出或远程遥控，DO用作报警输出时可自由关联报警内容

    （6）SD卡存储功能：用于电参量、电能、谐波等数据定时存储，波形存储等功能

      应用：

      适用于电力系统、工矿企业、公用设施、智能大厦等需要电力监控的场合

3.6.5 DTSD1352导轨式电能表

      功能：

    （1）测量功能：三相电流、电压、功率、频率、总正反向有功电能统计、总正反向无功电能统计；

    （2）准确级精度：有功0.5S

    （3）电流信号接入：直接接入10（80)A经CT接入1（6）A

    （4）电压信号：100V380V

    （5）通信：RS485接口，支持MODBUS-RTU或者DL/T645通讯协议

      应用：

      适用于和大型公建中对电能的分项计量，也可用于企事业单位作电能管理考核。

3.6.6 ADW300无线智能仪表

      功能：

    （1）测量功能：三相电流、电压、功率、频率、总正反向有功电能统计、总正反向无功电能统计；

    （2）电能质量：电压、电流不平衡度，电压、电流总谐波及2-31分次谐波

    （3）需量：大电流、功率需量及实时电流，功率需量

    （4）准确级精度：0.5s级ADW300外置互感器型1级

    （5）电流信号规格：100A输入，经互感器输入，5 A二次互感接入

    （6）通讯方式：RS485、LORA无线通讯、NB-IOT无线通讯、4G无线通讯

      应用：

      ADW300方便用户进行用电监测、集抄和管理，可灵活安装在配电箱中，可用于电力运维、环保监管等在线监测类平台中。

3.6.7 ARCM300系列电气火灾监控仪表

      功能：

    （1）测量：单回路剩余电流、4路温度、电压、电流、功率、频率、功率因数、视在电能、四象限电能

    （2）保护：剩余电流、温度、过流等

    （3）报警：声光报警，支持消音、复位操作

    （4）开关量：1路继电器输出、4路开关量输入

    （5）通讯方式：RS485、NB-IOT无线通讯、4G无线通讯

      应用：

      适用于智能楼宇、高层公寓、宾馆、饭店、商厦、工矿企业、国家重点消防单位以及石油化工、文教卫生、金融、电信等领域。

3.6.8 ANET智能网关

      功能：

    （1）数据采集（支持串口、以太网，只需配置即可兼容支持标准电力规约的各类仪表）

    （2）数据上传（支持往上海分类分项能耗平台、宁夏电力需求侧平台、江苏电力运维平台、浙江电力运维平台上传数据）

    （3）边缘计算（灵活的报警阈值设置、主动上传报警信息、数据合并计算、断点续传、数据加密、4G路由）

    （4）远程管理（远程配置、远程升级、远程监视）

      应用：

      泛在电力物联网、能耗系统平台、电力需求侧管理平台、第三方云平台、预付费系统、运维系统平台、电力监控平台、能源综合管理平台

3.7 现场应用图片

 

3.8平台价值

      为电力运维企业提供线上运维服务平台，实时集中监测所有变电所用电情况、统一调度运维巡检安排，线上线下联动。

       将企业集团/高等院校内广泛分布的变电所集中统一管理，提高运维效率、提高故障响应速度；响应泛在电力物联网的政策，增加客户粘性，为后期的增值服务开展做准备；为售电企业提供电能集抄服务，即时掌握用户用电量情况，避免偏差考核；

3.9访问方式

3.10 典型案例

       综上所述，随着电力企业的智能化、信息化建设不断完善，应用大数据技术对电力系统进行管理是时代发展的必然。电力大数据的应用建立在网络的基础上，因此电力大数据在应用过程中呈现明显的风险问题，针对存在的问题，进行有效的防护，是现代电力企业发展的重要方向。

[1] 吴凯峰,刘万涛,李彦虎.电力大数据分析技术与应用[J].中国电力,2015,48(02):111-116+127.

[2] 陈超,张顺仕,尚守卫.大数据背景下电力行业数据应用研究[J].现代电子技术,2013,36(24):8-11+14.

[3] 汪宏亮.李泊恺.浅谈电力大数据应用中呈现的问题和解决措施

[4] 安科瑞企业微电网设计与应用手册.2020.06版

刘细凤，男，安科瑞电气股份有限公司，主要研究方向为变电所智能监测系统的研发与应用。