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“智能配用电大数据应用关键技术”研发侧记

北极星输配电网  来源:国家电网报  作者:张琪祁  2016/9/27 8:52:59  我要投稿  

北极星输配电网讯:编者按 随着经济社会的快速发展,供电企业通过分析和预测电量,了解社会用电需求,为下一步电网投资和建设提供重要决策依据,对保障社会用电越来越重要。国家电网公司积极开发利用大数据技术,使预测电量更科学精准。本期报道上海电力科学研究院和江苏南通供电公司的研究项目和具体做法,分享其研究成果和典型经验。

近日,国家863计划课题“智能配用电大数据应用关键技术”顺利通过国网科技部中期督导,标志着这个把准时代脉搏的前沿科技项目走完了研究开发的一半里程。

该项目自2015年4月启动,由国网上海市电力公司牵头,上海电科院、中国电科院、复旦大学、上海交通大学等十余家单位参与研究。该项目开发的智能配用电大数据应用平台集成包括CMS、SCADA等9大业务数据源,建立了用户侧与电网侧数据之间的关联关系,并与GIS空间可视化技术融合,实现了营、配、调业务贯通和全景能耗监测。

平台以上海浦东新区为示范区域,目前已开发完成电力地图、客户用电行为分析、用电预测、行业关联关系等应用模块,为电网的可靠运行和精益化管理提供技术支撑,促进供需两侧能源经济技术效率提升,助力上海建设创新之城、人文之城、生态之城。

为需求侧管理提供支撑

项目组依据上海市政府市政规划,将浦东新区划分成145个功能区块,利用基于GIS空间可视化技术,结合客户用电数据,研究开发了密度图和热力图两类电力地图,分别展示浦东新区日用电量及96点功率。

在电力地图中,用电量大的区域用亮色表示,用电量小的区域用暗色表示。通过电力地图中不同区域的颜色明暗,研究人员可以很容易找到用电热点区域,精确地展示出负荷密度最高的区域是小陆家嘴金融区。“电力地图可实现上海浦东的全景能耗监测,服务城市发展规划。”上海电科院研发人员表示。

在项目开发中,北京邮电大学教授石川说:“在科学、工程、生物学等领域,常常会遇到高维数据,越来越多的维度变量给数据分析带来了巨大的挑战。而人们只能感知二维或三维空间,高维数据分析一直是可视化领域的难点和热点问题。电力地图就是如此,它是客户用电信息在地图上的直观展示,因而必须降维处理每个时间断面229万客户的用电数据,并利用可视化渲染技术,才能在地图上直观并且低延时展示用电信息。”

此外,基于浦东地区220万居民客户830天近10GB的用电数据,项目组通过高维时序特征提取和数据降维等处理,成功获取用电曲线波动性、断点等反映用电行为的特征信息,并以此为基础完成了百万数量级客户的快速聚类。

项目组发现,客户的用电行为主要受到天气、日期、收入水平、地理位置等影响。以上海浦东为例,229万客户可以聚集成36类,其中比较典型的类别有早出晚归型、空置房型、季节敏感型等。居民用电行为的细致聚类为丰富需求侧管理手段、探索需求响应的策略提供有力支撑。

关于聚类,复旦大学的博士生周阳解释说:“聚类是一个把数据对象划分成子集的过程。每一个子集的对象彼此相似。主要的基本聚类算法可以划分为四类:划分方法、层次方法、基于密度的方法和基于网格的方法。”

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