大數據與可視化在電力設備中的應用

開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的1篇大數據與可視化在電力設備中的應用，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。

實現電力設備的安全和高效運行是電力企業永恒的課題之一。當今，智能電網技術不斷發展，在高度融合傳統電力技術的基礎上，結合了制造、信息、控制、互聯網、自動化等技術，通過對電力全過程中各個環節收集大量數據信息，對信息進行分析、挖掘和延伸，并以此優化決策，為實現電力設備的安全和高效運行提供了良好的技術基礎。本文將從以往一般電力設備的管理和檢修、智能電網時代的電力設備檢測分析、大數據與可視化的應用和以設置財務分析指標體系為例的創新應用四個部分，探討新時展趨勢。

1以往一般電力設備的管理和檢修

首先要了解電力設備狀態檢修的現狀，尋找國內外成功案例進行詳細分析學習，提出框架性檢修策略和備選方案。然后對能否可以在規定的時間之內，使得電力設備完成預定的使用效能進行更加細致的分析，即可行性分析，包括評價電力設備的可靠性，綜合分析導致電力設備故障的所有因素，預測能夠產生的經濟效益，對電力設備進行壽命評估和故障預防等等。經過不斷的反復分析、調查及論證，總結出當下最好的總體檢修方案。整個過程中盡管引入了部分計算機輔助系統，但是基本上還處于需要熟練工人的豐富經驗來進行判斷決策的階段。所以行業內外都在建議加強引進更加高端的現代計算機輔助決策系統，以及更加先進的數據庫技術，以便于有效整合全過程的電力設備檢修，完善監測系統，促進科學決策。

2智能電網時代的電力設備檢測分析

智能電網時代，基于大量故障不會在同一時間發生的判斷，電力設備管理更加注重各種先進技術的應用，來使得設備劣化的發展過程能夠及時反映出來。反映設備運行狀態的參考量很多，要進行全方位的監測，不僅要含納基本的電力設備狀態參數，鑒于其對不同電力設備的不同意義，還要對電壓、電流、聲音、溫度、振動、光亮等物理量和油、氣分析等化學量進行科學設計統籌。比如一次設備的共同特點是與高電壓、大電流直接關聯，在監測中需要注意監測設備的絕緣安全，不得影響一次設備的可靠運行。輸電線路運行環境更為惡劣，一是雷電、樹木、小動物等無法控制的情況的干擾，二是輸電線路一般路徑較長，采用的常規監測手段往往是依靠人力。大型電力變壓器多是油浸式的，過熱和放電故障，都會伴隨著特定氣體的產生，在線檢測氫氣含量是簡單實用的方法。二次設備都是電子設備及其二次回路，不過分依賴傳感器及其他監測裝置，主要是通過自檢功能及二次回路的設計來監測?？偟膩碚f，自2006年國家電網公司開始推行電力設備狀態檢修，由于其更強的針對性、更好的延壽性、更好的經濟性，不斷的朝著全新的階段發展進步。但基于沒有形成全過程的電力系統的設備生命管理和電力設備監測技術手段的不完善，一直無法實現質的突破。隨著信息技術的迅速發展和大數據時代的到來，設置關鍵性指標并以此為優秀打造內在數據邏輯體系和外在可視化體系，成為電力設備管理的一個創新趨勢。

3大數據與可視化的應用

大數據概念自從出現以后，深刻影響著世界，尤其是在有關消費的各領域環節，得到了廣泛的應用。電力行業大數據也成為新時期電網職能的主要支撐體系之一，通過對電力設備的數據采集、傳輸、存儲、處理，使得眾多電力工作中對相關數據的挖掘成為電力主業工作的重點內容。電力行業大數據主要是指以智能電網為聯結中心，在發電、配電、輸電環節以及營銷、管理環節的海量數據。隨著智能化設備的廣泛應用和原有廠站設備的智能化改造升級，大數據的來源包括了安裝于千家萬戶的智能電表、遍布全國各地的發電機、變壓器、不計其數的開關設備、超長里程的架空線路、高壓電纜等設備中高速增長的各種數據，還包括天然氣、地熱、光伏和風力發電等新型能源發展所需的大量的運行數據和地理、氣象監測數據等。這使得電力行業大數據具有很多有別于其他大數據的特征，比如體量大、類型多、速度快、專業程度高、聯結范圍廣等，想要真正體現電力行業大數據的價值，提升智能電網各個環節的管理水平，需要建立更加科學的智能數據庫系統。完善的智能數據庫系統包括在架構上，首先應匹配好動態數據與靜態數據兩個模塊，能夠建立數據體系來記錄電力設備出廠到調試安裝的試驗數據、可追溯的出現過的故障及檢修記錄，運行狀態完整詳細在線監測實時數據等。之后應當具備數據挖掘的能力，即從大量的數據中挖掘出有用的信息，包括隱含的、規律性的，以及是潛在有用的信息和知識。近年來，數據挖掘技術發展迅猛，各種數據挖掘算法的研究和應用隨著相關學科的發展也出現了較好的實現。電力系統中應用數據挖掘方法，決策樹是主流，具體應用范圍主要有安全評估、故障診斷、系統控制、負荷相關等。實際上，數據挖掘技術還有進一步發展的空間，只要能夠滿足數據選擇、數據預處理和特征提取、尋找數據庫中隱藏模式，以及評價和解釋挖掘結果等幾個方面，即可以根據具體情況，結合其他研究領域如統計分析、機器學習、可視化技術等，研究具有特色的數據挖掘技術。目前，致力于這方面的研究和應用越來越多，并取得了一定的成果。但電力系統中數據挖掘的處理過程要求有具備深厚專業知識的人才、完善的監測設備和強大的公共數據平臺為支撐，國內數據挖掘的技術本身和在狀態檢修中的應用還處于相對比較初級的階段。此外，這個智能數據庫系統還應當可以通過和其他行業的行業數據進行交換，來實現數據深度挖掘與分析?？梢暬夹g作為一種新興的技術，科學計算可視化、信息可視化和數據可視化等各方面都是其重點應用方向。隨著我國科技的發展，帶動了可視化技術在社會生活中的運用，其優勢也比較明顯，不僅可以讓人們直接感知到他們希望看到的事物，而且還可以運用相關的技術手段將圖像所包含的信息量表達出來，經過一定的形式，更加有利于深入理解數據信息的內涵，并有利于專業人士對這種數據進行科學分析。對于電網企業來講，可視化對促進企業的可持續發展同樣意義重大。通過外在的展示層、應用層和內在的數據層、源系統層，可以對電力運營監控進行可視化管理，實現對企業的全面監測，全面分析和協調，以及全景的展示，建立科學的管理模式，對企業的優秀資源進行有效地控制和利用。

4大數據和可視化在電力設備管理中的創新應用

新型智能系統開發的關鍵技術，主要包含云計算技術(主要針對大數據的數據量和分布式、商業智能應用等需求特點)、區域點密度可視化技術(可以使用點密度來直觀表示區域用電負荷)、等高繪制技術(利用數據的連續性反映節點運行狀態并對未來狀態做出預測)、電網潮流和GIS可視化技術(統合電網數據與地理信息)、歷史流展示技術(電網歷史數據的管理與展示)等。從現有的技術研究和發展形勢來看，重點還是要提高智能系統的實用性，這個實用性針對現代企業來講，就是提高企業的效率和效益。不管未來的智能系統如何在展示模式功能上持續擴展完善，如何顯示異常信息實現三維虛擬仿真，其生命力在于怎樣與企業的效益效率指標直接掛鉤。因為財務指標是對企業最直觀最主流的分析指標之一，這里以設置財務分析指標體系為例進行探討。一般情況下，企業財務指標包括償債能力指標(速動比率越高，企業償債能力越強;但卻會因企業現金及應收賬款占用過多而大大增加企業的機會成本)、長期償債能力指標(產權比率越低，企業的長期償債能力越強，但也表明企業沒有充分地發揮作用)、運營能力指標(周轉速度越快，資產的使用效率越高)，獲利能力指標和發展能力指標等，綜合指標分析則是將各方面指標納入一個有機整體之中，全面對企業經濟效益的優劣作出準確的判斷和評價。對于電網企業這種工業類企業來講，財務指標主要包括固定資產、流動資金、成本和利潤等，但要滿足新時代的電力設備管理要求，還需要滿足指標要素齊全導向適當、主輔指標功能強大且匹配、滿足多方信息聯結需要等特征。電網企業因其公共事業屬性，需要同時考慮社會效益和經濟效益，而且因業務的不同考慮的權重也不盡相同。要了解指標生成的運算過程、計算口徑，合理設計分析邏輯，把握指標中的辨證關系，比如同期指標的絕對值比較和相對值比較、正指標與反指標比較、比率的子項和母項如何相關、如何使用因素分析、范范分析與重點分析等等，還要剔除偶發性項目的影響，使作為分析的數據能反映正常的經營狀況。更重要的是企業要增強競爭實力，考慮社會效益的同時要強調系統內對標以及行業內對標等。比如日常的運行監控，對運行各設備運行參數以及終端用電量參數等經過處理后數據進行檢測，結合分析技術，以多種圖表、多維度、多方式的展示出來，目前我們已經基本可以做到，但是要想把這些數據的價值發掘出來，不僅僅需要數據源頭梳理和相關技術發展，還需要轉變理念，在系統模塊中設置財務分析指標體系，并以其為優秀之一進行關聯，對電網、非電網全部影響到電網運行的實時信息進行監測，包括地質動態、氣象信息、衛星云圖、歷史數據等，使得最終提供的系統提醒告警能夠直觀地提供對企業經濟效益的影響范圍和程度，從而為管理層決策提供支持。再比如應急指揮模式，可以有針對性的開發和應用快速仿真模型，同樣設置財務分析指標體系，結合市場購電售電數據、當地法律法規、風險分析和控制等因素，統一納入系統模型并量化，形成快于實時的超前仿真，據此進行狀態估計和在線分析，不僅可以實時評價當前系統及設備運行狀態，還可以根據其安全性、穩定性、可靠性數據分析，在發生緊急情況時，智能調用各子系統實時、歷史數據，實現現場狀況捕獲、應急處置方案形成、現場時效處置、資源協調一體化的最優化應急指揮方案。還可以自定義模式，根據企業自身的需求，面向財務分析指標體系，自定義數據源、顯示方式、顯示位置等內容，著力于數據圖形展示、挖掘等綜合應用，甚至同時支持應急指揮的快速響應與日常的故障隱患排除處理，實現差異化、精細化、全面化發展。

5結語

這里對以設置財務分析指標體系為例，進行大數據和可視化創新應用的思考，其僅僅代表了將來科技革命和產業變革的一個方向，只有繼續加強基礎技術研究，拓寬融合技術研究，才能開闊思路、提升站位，更好地促進相關技術和產業的發展。

作者:田華 單位:國家電網有限公司