应用大数据分析的电网业务需求规划管理平台

巩锐 张鹏

摘要：传统的电网业务采用单向收集数据信息的方式进行规划，忽略了行业领域的其他数据，这种方法不再适用于涉及到地形地理信息、社会、经济、变电站、电塔等综合数据的采集，其管理机制也不适用于目前电网涉及业务范围，在大数据时代，将大数据关键技术和理念应用到电网业务需求中，对电网发展显得尤为重要。

关键词：大数据；电网业务；规划管理

1 平台技术构架

以大数据平台为基础，应用Hadoop+Web Magic框架，为使电网内外部数据高效采集、分析、整合，将大量电网业务需求数据及信息进行规划，使各数据系统间可以实现“无障碍沟通”，建立应用大数据分析的电网业务需求规划管理平台。平台由资源数据层、数据抽取层、支撑层、工作层、应用监控层和业务层组成。平台总体架构如图1所示。

(1)资源数据层。

资源数据层由影像、地形等地理信息数据，社会、经济等综合数据，变电站、电塔等电网工程数据，能源资源数据和大数据平台数据库业务数据共同构成。该层主要负责收集电网业务需求的各方面相关数据。

(2)数据抽取层。

数据抽取层的分布式存储模块负责转换资源数据层从多方面收集的数据，实现平台的数据分布式存储。这些数据的导入和导出由数据抽取层的数据导入导出接口完成。

(3)支撑层。

支撑层的各个模块间关联性强，通过彼此支撑实现各自功能。数据的分布式存储和计算由Hadoop模块实现，Hadoop模块存在数据计算不足的现象，此现象由Spark模块的内存计算框架进行计算修补，通过Hadoop模块的分布式文件系统，由HBase模块完成数据列式存储。

图1 平台总体架构 

(4)工作层。

工作层负责接收从支撑层传来的数据，按照这些数据所属行业类型及其特点对数据进行分类分析，并对分类数据制定适应其特点的业务计划。

(5)应用监控层。

应用监控层的分布式存储模块和分布式监控模块分别实现对各层级存储内容进行可视化管理和对电力业务工作平台层的各类数据模块的集群和数据库进行监控。

(6)业务层。

业务层是电网业务需求规划管理平台中的最高层级，也是最关键一层。用电量预测模块和售电量模块参考以往售电信息，分析以往对售电信息有影响的相关数据，通过不同种类预测模型完成电量预测。应用大数据分析，本文平台的电量预测功能可完成多层空间、时间及不同行业的电量预测。在空间跨度上，可以完成省、市、区、县的具体用电量预测;在时间跨度上，可以完成年、月、日具体用电量预测;在行业跨度上，能够完成第一产业、第二产业、第三产业和社会其他行业具体用电量预测。通过对历史天气、节假日等相关因素数据统计分析，可以预测出未来用电负荷。

1.1 平台传输机制设计

本机制横纵贯通，采用数据库视图方法使电网业务需求规划管理平台中项目数据、立项、可研信息数据在平台内完成横向集成，与国网总部、网公司、省公司三个管理层面实现纵向贯通。电网业务需求规划管理平台传输机制如图2所示。

图2 平台传输机制 

图2中的ODS(Operational Data Store)是操作型数据存储，是数据库到数据仓库的一种过渡，存储的是实时数据，将即时性、操作性集成的全部信息提供给使用者;DW(Data Warehouse，数据仓库)是一个面向主题的、反映历史变化的数据，用来支撑管理决策;DM(Date Mate，数据集市)负责收集数据仓库重点数据源。

1.2 平台工作层设计

1.2.1 辅助规划

为提升电网业务需求规划工作效率，通过对平台中各类行业数据的综合查找、汇总分析，并借助以往规划、调度成果、实际数据及GIS空间分析功能，采用二、三维GIS融合技术，对现有建设和业务规划中的电网、电源、用户、基本地理信息等相关信息进行汇总分析。

1.2.2 施工管理

为顺利开展平台中重点基建工程的日常管理、工作汇报及各部门协调工作，施工管理模块建立工程重点信息汇总展示模块，完成该工程的走廊展示、施工进度、工程概况等相关信息的展示工作，便于工作人员查询。

1.2.3 辅助运检

以线路巡检、大修技改等运检工作顺利进行为目的，通过将全部设备模型的静态信息和动态信息进行详细描述，便于在运检工作中可以查询到设备参数、检修记录、主变负荷、导线覆冰等信息的相关内容。

1.2.4 规划信息管理模块

规划信息管理模块位于平台工作层，电网业务管理功能的构建由该模块完成。通过建立电网业务指标管理体系，对电源建设情况、电网现状和需求等数据进行规划，设计一个属于每一个数据的指标，并对这些数据指标进行统一管理。电网业务需求规划人员从平台收集的电网业务需求规划信息中抽取规划数据指标，利用规划数据指标可有效分析电网项目，计算电网容载比和电力电量平衡以及电力需求预测。

电网业务需求规划信息包括规划设计的基础数据和结果，这些规划信息会影响电网业务规划的方向。对规划信息实行标准规范管理是提高电网业务管理工作效率的重要方式。为此根据电网业务规划需要涉及的多类行业、众多指标等因素，对电网业务规划信息进行分类，分类结果如图3所示。

基于图3所示网络业务规划信息分类结果，设计规划信息管理模块功能。

规划信息指标是进行电网业务需求分析的基础，可利用其计算电网容载比，预测电力电量平衡以及电力需求等，为此采用固定方式存储电网基本情况、电网、电源建设情况、用电情况等内容，便于增减相应指标的同时，具备灵活性较高的特点。

图3 电网业务规划信息分类结果 

结语：本文设计了应用大数据分析的电网业务需求规划管理平台，有效利用大数据分析技术采集全面的数据资源，结合准确高效的数据处理和分析，优化现有电网相关业务，提升电网业务需求规划管理策略，促进电力经济发展，同时提升电网业务规划管理能力和服务质量。平台测试结果表明，本文设计平台在电力负荷预测信息覆盖度以及信息处理方面具备显著优势。接下来在电网业务需求规划管理中，要进一步提高数据资源获取效率，保证数据资源获取的及时性和完整性。对海量数据进行处理时，要加强其预处理工作，确保数据的准确性和实时性。

参考文献

[1]苏耀国,李宝昕,井江波.基于移动大数据的电网规划辅助选站选线[J].电网与清洁能源,2018,34(3):21-26.