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电力大数据背景下的电网规划研究
​牛建奇 孙炳忠

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参考文献( GB/T 7714-2015 ) 复制

​牛建奇 孙炳忠,. 电力大数据背景下的电网规划研究[J]. 电网技术研究,2021.4. DOI:10.12721/ccn.2021.157033.
摘要:
经济的发展,人民生活水平的提高,促进城镇化进程的加快。随着我国城镇化进程加快和用电量的大幅度增加,现有的配电网已经很难满足未来日益增长的负荷需求和用户较高的用电可靠性要求,迫切需要对现有配电网进行合理的改造和升级,有针对性的提高配电网供电能力,改善用户用电可靠性,因此既能满足负荷需求、提高供电可靠性,又尽量降低投资和运行费用的配电网精准化规划越来越受到地方政府、电网公司和用户的重视。最初的配电网规划专注于各类优化算法的研究,随着分布式电源的接入,考虑分布式电源随机性的配电网规划也得到广泛的研究,近年来,为了实现规划方案的全局合理性和长效性,网格化的配电网规划也得到了广泛的研究,随着电力大数据理论和方法的发展,充分利用电力大数据实现配电网精准化规划是当前电网规划发展趋势。本文就电力大数据背景下的电网规划展开探讨。
关键词: 电力配电网规划大数据技术
DOI:10.12721/ccn.2021.157033
基金资助:

引言

大数据被称为是继云计算、物联网之后信息技术产业的又一次颠覆性革命,随着计算机和信息技术的发展,社会正在全面数字化,进而引发了行业数据的爆炸性增长,促进了大数据的迅猛发展。在此大环境下,大数据为电网规划科学性和合理性提供了技术平台和方法支撑。

1在现代电力发展新形势下,我国城市电网多阶段规划所涉及的主要内容

在目前电力发展的新形势下,我国城市电网多阶段规划会涉及各方面的内容。在对电网进行详细分析之前,首先需要对城市网络的发展现状有一个详细的认识,同时还需要对整体电量进行相应的预估,需要对相应电力系统设备的消耗有一个详细的认识,从而更好地得出城市电网所涉及的信息。除此之外,根据有关的实际情况,我们也可以了解到,进行城市电网阶段规划,可以更好地推动城市的进一步发展。有关人员需要及时了解到每一个城市居民具体的电力用量,这样可以很好地进行后续的供电工作。与此同时,还需要根据整个变电站所供电的范围以及相应的位置,结合现在电网的结构,进行相应的设计和规划,同时也要积极地开发相应的配电功能,结合目前投资资金的现状,对整个项目进行综合性的评价,要对多项指标有着进一步的认识,从而更好地对设计方案进行优化和完善。

2为电网规划设计提供直观的基础数据

大数据来源多样,数据量巨大。通过无人机航测、卫星遥感以及电子地图等空天地一体化信息采集技术,可获取到大量地理信息数据,特别是生态敏感区域,需更加细致精确的数据,相较于传统的人工测绘方法可大幅提高数据的准确性和实时性,同时节省大量人力物力。大数据数据库针对信息分散问题,可将各部门提供的海量纸质图表、图像视频数据和用户交互数据等非结构化数据整合、抽取和集成,采用统一的结构存储这些数据,保证数据质量。并为电网规划设计提供数据展示服务,不仅局限于文本和图形,将引入标签云、三维立体建模等可视化技术,友好直观的展现基础数据。

3基于元胞属性大数据的空间负荷预测

现有的基于大数据技术的空间负荷预测方法是,聚类各类负荷,再利用深度学习算法分类预测各元胞的负荷密度,但对影响元胞负荷密度预测值的各种属性缺乏深入、全面的挖掘,影响预测精度。为此,基于充分挖掘各类元胞的属性大数据,本工作提出如下空间负荷预测算法:(1)基于用地性质分类,将元胞分类,并给出影响各类元胞负荷密度的属性。(2)利用第1小节的大数据处理方法,提取相似地区的已有数据及实施的规划报告中的数据,包括:历史和预测的元胞的负荷密度、表1中各类元胞的属性,在进行异常数据辨识后,形成结构化数据。(4)基于步骤(2)的负荷密度和属性数据,采用栈式降噪自编码器(SDAE)方法,训练预测模型。(4)结合预测区域的元胞属性,利用步骤(3)的预测模型,预测各类元胞的负荷密度,进而依据规划面积计算各元胞负荷。(5)结合大数据,预测居住、公共设施、仓储物流和工业用地典型日的负荷特性,计算出各负荷的同时率,得到最终的各元胞负荷值。以上方法不仅考虑了现有文献中的元胞建设时序、电量/a、最高温度特征,而且将新建建筑面积和投资作为元胞的特征,并参照了相似地区元胞负荷密度,提高了负荷密度的预测精度。

4选择合理的新能源接入方式

为有效防范新能源在电网接入方面产生的风险隐患,从根本上提高电网运行的平稳水平,应当选取更加科学的新能源接入模式,详细而言:(1)单点接入模式。采用这种接入模式时必须要深刻认识到节点电压与分布型电源分布地点间的内在联系,从而对节点电压的极限数值进行管控。一般状况下分布型电源通常会在系统的尾部接入的时候对电网造成重大影响,为此运用这种接入模式的时候应当尽可能与电网末端保持较大的间距,尽量缩小电气运输距离,进而提高系统的管控水平。(2)多点接入模式。采用这种接入模式时通常会受到分布型电源接入地点的影响,一般状况下采用这种接入模式的电源接入地点皆处于电网尾部,为此为减小给电网节点电压带来的不良影响,通常采用设立多接入点的模式,这样能够更为精准的评判系统运行状态,进而保证新能源的安全使用,可以保证接入模式的科学性和新能源的接入成效。此外,可利用物联网信息集成性能监视电网运行形态,可以对隐秘性隐患进行提早预警,可以从根本上保障电网运行的安全、平稳。

5为电网建设后续工作提供智能监测服务

变化是一个长期的阶段性的过程,通过大数据可获取预测信息做出合理的方案规划。但在电网建设后续工作中有许多人为因素或其他不可抗逆因素,依然会导致问题的发生。此时就需要实时数据不断更新,对已有工程追踪分析评价,监测工程后续进展,及时发现约束和解决问题,确保电网建设完全安全无害。特别是针对生物多样性问题尤为关注,如动物迁徙阻隔等,这均需要长时间序列的监测。同样,对于工频电场、工频磁场以及产生的噪音问题,也要依据电网规划区域进行合理的调整。并且生态知识只有通过成功的生态实践才能转化为生态实践智慧,将经验总结成为新的数据,也为其他工程提供一定的参考。

结语

电力是国民经济的命脉,支撑着国民经济的快速发展,随着绿色发展概念的提出,电力系统的建设已进入崭新历史阶段。大数据时代的到来也为电力行业开辟了新的道路,利用大数据,从数据获取、数据处理到数据应用多个方面,宏观上快速了解电力设施对的影响,微观上针对每个区域的不同问题提出合理的应对方案,建立工程选址规划技术平台、工程监测系统,在下一步规划施工过程中尽可能避免或减少对的影响。而在之后的研究中,如何将大数据同社会经济效益、电力企业管理、增值服务挖掘等应用价值紧密结合,成为了新的探索方向。

参考文献

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[3]张凤梅. 云理论在配电网络变电站选址定容中的应用[D].北京林业大学,2019.

[4]赵苗苗,赵师成,等.基于供电网格化划分的中压配电网规划[J].应用生态学,2019,5.

[5]汪劲.论生态补偿的概念——基于大数据聚类的电力系统中长期负荷预测[J].中国地质大学学报(社会科学版),2018,1.

[5]周名煜.基于大数据分析的配电网运行方式及风险评估问题研究[M].上海:上海交通大学,2019.

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