智能電網和大數據的關系

智能電網是大數據的重要技術應用領域之一。中投顧問發布的《“十三五”數據中國建設下智能電網產業投資分析及前景預測報告》分析認為智能電網大數據結構復雜、種類繁多，具有分散性、多樣性和復雜性等特征，這些特征給大數據處理帶來極大的挑戰。智能電網大數據平臺是大數據挖掘的基礎，通過智能電網大數據平臺可實現智能電網全數據共享，為業務應用開發和運行提供支撐。

智能電網是以物理電網為基礎，將現代先進的傳感測量技術、通信技術、信息技術、計算機技術和控制技術與物理電網高度集成而形成的新型電網。它涵蓋發電、輸電、變電、配電、用電和調度等各個環節，對電力市場中各利益方的需求和功能進行協調，在保證系統各部分高效運行、降低運營成本和環境影響的同時，盡可能提高系統的可靠性、自愈性和穩定性。隨著智能電網的發展，電網在電力系統運行、設備狀態監測、用電信息采集、營銷業務系統等各個方面產生和沉淀了大量數據，充分挖掘這些數據的價值具有重要的意義。

大數據是近年來受到廣泛關注的新概念，一般是指無法在可容忍的時間內用傳統的IT技術、軟硬件工具和數學分析方法，對其進行感知、獲取、管理、處理和分析的數據集合。智能電網被看作是大數據應用的重要技術領域之一。目前許多學者正在進行智能電網大數據研究，包括發展戰略研究、大數據技術研究、應用研究等。

智能電網大數據應用眾多，涉及電網安全穩定運行、節能經濟調度、供電可靠性、經濟社會發展分析等諸多方面，進行智能電網大數據分析需要統一智能電網大數據，并且由于應用眾多，對計算、存儲、網絡等性能提出了較高要求，因此需要構建面向智能電網應用的統一大數據處理平臺。

智能電網大數據應用領域

大數據技術在智能電網中具有廣闊的應用前景，報告從負荷預測、源網荷協同、網架規劃三個方面進行論述。

1、負荷波動及新能源出力預測

負荷預測作為電網電量管理系統的重要組成部分，其預測誤差的大小直接影響電網運行的安全性及可靠性，較大的預測誤差會給電網運行帶來較高的風險。現階段負荷預測主要是通過負荷歷史數據，利用相似日或者其他算法預測負荷的大小，短期預測精度較高，中長期精度較差。隨著電網采集數據范圍增加，利用大數據技術可以將氣象信息、用戶作息規律、宏觀經濟指標等不同種類的數據，通過抽象的量化指標表征與負荷之間的關系，實現對負荷變化趨勢更為精確的感知，提高預測精度。

分布式發電的不斷接入，特別是新能源滲透率的不斷增加，打破了原來電網運行管理的模式，不但需要考慮負荷側的波動，還要計及新能源出力的間歇性。在我國，新能源接入主要受制于兩個因素：（1）新能源大多分布在電網末端遠離負荷中心，網架結構較為脆弱，從而造成電網接納能力較弱；（2）新能源預測誤差較大，目前風電出力預測日前和實時的誤差分別為20%、5%左右，這樣就會給電網調度帶來較大的挑戰。由于新能源較大的預測誤差，往往需要在大型新能源基地周邊建立配套的大型常規能源作為旋轉備用，以彌補新能源預測精度方面的不足。作為備用的常規電源，由于擔負著較重的旋轉備用，長期不能工作在最佳運行點，將造成其發電效率低以及能源的浪費。利用大數據技術，可以有效提高新能源出力的預測精度，如丹麥的維斯塔斯風力技術集團，在風電出力預測時采用了IBM的大數據解決方案，在風電出力預測時加入了地理位置、氣象報告、潮汐相位、衛星圖像等結構化及非結構化的海量數據，從而優化了風力渦輪機布局，提高風電發電及預測效率，獲得了較為可觀的經濟效益。

2、源網荷協同調度

利用大數據技術可以有效降低新能源預測誤差，但這對于新能源出力固有的波動性，傳統的調度方法通過增加系統的旋轉備用來解決。在電力市場不斷完善的背景下，可以不通過調節常規電源的出力，而是利用市場手段，使得一部分用戶主動削減或者增加一部分負荷去平衡發電側出力的變化，即通過需求側管理實現系統電量平衡。若要達到網源荷協調優化調度需要大量的輔助信息，如新能源出力波動大小、電網線路輸送能力、負荷削減電量的范圍、實時電價等，其中每個因素又受很多條件的影響，因此是一個非常復雜的電力交易過程，此時必須利用大數據技術發掘數據內部之間的聯系，從而制定出最佳調度方案。智能電網和傳統電網最大的區別在于源網荷三者之間信息流動的雙向性，三者之間信息在一個框架內可以順暢的進行交互，極大地提升電網運行的經濟性、可靠性。

3、網架發展規劃

中投顧問發布的《“十三五”數據中國建設下智能電網產業投資分析及前景預測報告》指出，電網已經從傳統電網發展到智能電網，隨之將會成為能源互聯網的一部分，從而使得電網與整個能源網聯系的更為緊密。電轉氣技術的提出，為新能源接入提供了新的思路，試圖將不宜存儲的電能轉化為便于存儲的天然氣，但由于轉化效率較低，尚屬于技術論證階段。冷熱氣三聯技術實現了能源的階梯利用，能源利用效率高、環境污染小、經濟效益好。電動汽車的興起將會顯著提高能源末端電力消費的占比，充換電站將會像加油站一樣分布在城市的每個角落。傳統的電網規劃數據來源渠道不足，數據分析挖掘能力欠缺，因此造成規劃過程中面臨著眾多不確定性因素的現象，特別是現在新技術不斷涌現，能源結構不斷發生變革，使得傳統的電網規劃方法往往與實際需求差別較大。電網規劃的過程中，需要利用大數據技術綜合考慮多種因素如分布式能源的接入、電動汽車的增長趨勢、電力市場環境下為用戶提供個性化用電服務等，多類型、海量數據的引入，可以有效減少電網規劃過程中的不確定性，使得整個規劃的過程更加合理、有序。