電力與社會經(jīng)濟的發(fā)展密切相關，電力需求變化是經(jīng)濟運行的“晴雨表”和“風向標”。隨著我國智能電網(wǎng)的發(fā)展，電力系統(tǒng)發(fā)、輸、變、配、用電各個環(huán)節(jié)的信息化進程不斷推進。在用電側(cè)，利用電力大數(shù)據(jù)分析可以了解產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、經(jīng)濟走勢、房屋空置率、區(qū)域消費能力等情況，從而可以更好地為經(jīng)濟服務。

伴隨著智能電網(wǎng)的全面建設，以物聯(lián)網(wǎng)和云計算為代表的新一代信息通信技術(shù)在電力行業(yè)中的廣泛應用，電力數(shù)據(jù)資源開始急劇增長并形成了一定的規(guī)模。電力與社會經(jīng)濟的發(fā)展密切相關，電力需求變化是經(jīng)濟運行的“晴雨表”和“風向標”，能夠真實、客觀地反映國民經(jīng)濟的發(fā)展狀況與態(tài)勢。因此，發(fā)展電力大數(shù)據(jù)是電力行業(yè)革新的必然過程。

在用電環(huán)節(jié)，由于以用電信息采集系統(tǒng)和營銷業(yè)務應用系統(tǒng)為主的信息化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集點多、覆蓋范圍廣，積累了大量的數(shù)據(jù)資源，各類業(yè)務數(shù)據(jù)從總量和種類上都已頗具規(guī)模，為智能用電大數(shù)據(jù)的研究工作提供了數(shù)據(jù)基礎。

電力需求側(cè)的大數(shù)據(jù)在各國的應用

在電力大數(shù)據(jù)的科學研究和工程應用方面，美國一直走在國際前列。歐洲國家近五年聚焦在部署電網(wǎng)分布式傳感器和控制系統(tǒng)上，包括智能電表，對用戶采集數(shù)據(jù)進行分析。

(1) UCLA電力地圖

美國加州大學洛杉磯分校、加州可持續(xù)發(fā)展社區(qū)中心、洛杉磯水電部及政府規(guī)劃研究辦公室共同開發(fā)了洛杉磯電力地圖(LA電力地圖)，將街區(qū)平均收入、建設時間、占地面積等信息全部集合在一起，從而得出更為準確的社會各群體的用電習慣信息，為城市和電網(wǎng)規(guī)劃提供了直觀有效的負荷預測依據(jù)，作為城市內(nèi)能源應用趨勢的可視化分析工具，該地圖有助于更直觀地討論如何進行能源投資，提高能源效率以及制定公共政策。

(2)C3能源分析引擎平臺之電力用戶分析工具

美國C3 energy公司開發(fā)的C3能源分析引擎平臺(C3 EnergyAnalytics Engine)，將多個分散電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲在云平臺上，與工業(yè)標準、天氣預報、樓宇信息、持久協(xié)議和其他外部的數(shù)據(jù)相結(jié)合;基于該平臺開發(fā)了三個分析工具，為公司、商業(yè)用戶及居民用戶等提供能源投入冗余分析、能耗基準點、節(jié)能計劃、電力用戶空間視圖等服務類應用，其界面如圖所示。

(3)法國電力公司基于大數(shù)據(jù)的用電采集應用系統(tǒng)

法國電力公司(EDF) 在2009~2011年期間已安裝25萬臺智能電表Linky，計劃到2020年安裝3500萬臺，主要采集個體家庭的用電負荷數(shù)據(jù)，并以電表數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)、用電合同信息及電網(wǎng)數(shù)據(jù)等為基礎，開發(fā)了基于大數(shù)據(jù)的用電采集應用系統(tǒng)。目前，法國電力公司以用戶用電負荷曲線的海量存儲和處理為突破口，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)，生成用戶用電負荷曲線及其關聯(lián)數(shù)據(jù)。

(4)E.ON大數(shù)據(jù)智能用電研發(fā)中心

2013年4月，德國E.ON公司與愛立信(Ericsson)公司建立了位于瑞典的大數(shù)據(jù)智能用電研發(fā)中心，該中心同時提供咨詢及系統(tǒng)集成服務，包含遠程抄表及控制，電表管理、監(jiān)測，服務層協(xié)議(SLA)管理，資產(chǎn)管理，商業(yè)過程管理，現(xiàn)場服務等。2013年9月，E.ON公司與IBM公司合作建立了位于德國的智能電能表數(shù)據(jù)中心(E.ON Metering)。

(5)國網(wǎng)江蘇省電力公司營銷大數(shù)據(jù)智能分析系統(tǒng)。

自2013年開始，我國電力企業(yè)著眼于用電與能效、電力信息與通信、政府決策支持等電力需求側(cè)領域，開展大數(shù)據(jù)應用關鍵技術(shù)研究，并進行數(shù)據(jù)中心建設。國網(wǎng)江蘇省電力公司于2013年率先開展營銷大數(shù)據(jù)智能分析系統(tǒng)建設，初步實現(xiàn)電力看經(jīng)濟、電力看民生、用戶用電行為分析三方面的應用，，并開發(fā)了對數(shù)據(jù)分析結(jié)果的可視化展示界面;系統(tǒng)另設有電力用戶搜索引擎，可查詢用戶每日用電量情況，用于用電行為分析。

電力需求側(cè)的大數(shù)據(jù)應用現(xiàn)狀

(1)用電信息采集系統(tǒng)

目前國家電網(wǎng)公司已在27個省公司部署，累計實現(xiàn)采集覆蓋用戶數(shù)2.42億戶。根據(jù)現(xiàn)有采集系統(tǒng)的規(guī)模，國家電網(wǎng)公司范圍采集系統(tǒng)每年數(shù)據(jù)增量超過200TB。

(2)電力營銷業(yè)務管理系統(tǒng)

營銷業(yè)務管理系統(tǒng)功能主要包括客戶基礎檔案信息、業(yè)擴報裝流程信息、每月抄表核算信息、收費賬務信息、分布式電源信息等幾類數(shù)據(jù)。

(3) 95598客戶服務系統(tǒng)

95598客戶服務系統(tǒng)2014年將實現(xiàn)全網(wǎng)全業(yè)務集中，加強中心信息系統(tǒng)運行保障支撐，完成業(yè)務、IT運維等資源統(tǒng)一監(jiān)控;提升外部服務能力，完成95598網(wǎng)站、移動APP、微信、短信等電子渠道協(xié)同運營。

(4)電能服務管理平臺

電能服務管理平臺的數(shù)據(jù)架構(gòu)分為數(shù)據(jù)源、支撐數(shù)據(jù)和業(yè)務應用數(shù)據(jù)三個層次。具體數(shù)據(jù)包括：DSM目標責任考核數(shù)據(jù)、有序用電管理數(shù)據(jù)、需求響應管理數(shù)據(jù)、售電市場分析數(shù)據(jù)、節(jié)能服務業(yè)務管理數(shù)據(jù)、用戶用能數(shù)據(jù)、客戶檔案數(shù)據(jù)、電量電費數(shù)據(jù)、有序用電負荷數(shù)據(jù)等。

(5)地理信息系統(tǒng)

電力GIS提供電力設備設施信息、電網(wǎng)運行狀態(tài)信息、電力技術(shù)信息、生產(chǎn)管理信息、電力市場信息與山川、河流、地勢、城鎮(zhèn)、公路街道、樓群等自然環(huán)境信息集中于統(tǒng)一系統(tǒng)中。通過GIS，可查詢有關數(shù)據(jù)、圖片、圖像、地圖、技術(shù)資料、管理知識等。

(6)氣象預報系統(tǒng)

在配電環(huán)節(jié)，數(shù)值天氣預報可以服務于分布式新能源功率預測和高精度母線負荷預測等領域;在用電環(huán)節(jié)，數(shù)值天氣預報可服務于智能家居與高效能設備管理，用戶電源與儲能設備接入等領域。

電力大數(shù)據(jù)應用瓶頸

(1)數(shù)據(jù)融合存在障礙

由于用戶側(cè)多個信息化系統(tǒng)在建設初期缺乏統(tǒng)一規(guī)劃，開發(fā)廠商根據(jù)各業(yè)務部門的需求獨立開發(fā)，導致數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)不統(tǒng)一，同種數(shù)據(jù)重復存儲，統(tǒng)計計算模型不一致，時間顆粒度難統(tǒng)一等一系列問題，難以形成全面的數(shù)據(jù)共享，與其他專業(yè)部門的系統(tǒng)存在數(shù)據(jù)壁壘。數(shù)據(jù)融合是大數(shù)據(jù)分析的基礎，打破數(shù)據(jù)壁壘，實現(xiàn)信息共享是大數(shù)據(jù)應用的關鍵。

(2)數(shù)據(jù)質(zhì)量參差不齊

系統(tǒng)建設之前對檔案質(zhì)量管控不足，統(tǒng)計數(shù)據(jù)在顆粒度、維度、統(tǒng)計方式、完整性、一致性和準確性等方面千差萬別，歷史數(shù)據(jù)難以收集和整理。此外，部分數(shù)據(jù)尚需手動輸入或修正，采集效率和準確度還有所欠缺。數(shù)據(jù)質(zhì)量的高低、數(shù)據(jù)管控能力的強弱直接影響著大數(shù)據(jù)分析的準確性和實時性。

(3)硬件設備承載力有待提升

近些年，電力數(shù)據(jù)呈爆發(fā)式增長，現(xiàn)有的系統(tǒng)架構(gòu)和硬件設備只能夠滿足日常業(yè)務的處理要求，用電側(cè)信息化系統(tǒng)對數(shù)據(jù)儲存的顆粒度小，而且存儲時間要求長，這對其數(shù)據(jù)存儲和處理能力、數(shù)據(jù)交換能力、信息網(wǎng)絡傳輸能力以及數(shù)據(jù)展示能力都提出更高要求。需要對現(xiàn)行硬件及時升級改造，提高系統(tǒng)運行效率和穩(wěn)定性，支撐大數(shù)據(jù)分析工作。

(4)隱私保護和信息安全面臨挑戰(zhàn)

電力需求側(cè)大數(shù)據(jù)必然會涉及眾多用戶的隱私，由于目前用戶數(shù)據(jù)的收集、存儲、管理與使用等均缺乏規(guī)范，更缺乏監(jiān)管，主要依靠企業(yè)的自律保護隱私，因此對信息安全也提出了更高的要求。電力企業(yè)地域覆蓋范圍極廣，各類防護體系建設不平衡，信息安全水平不一致，因此亟需從技術(shù)手段和政策法規(guī)兩個層面解決用戶隱私保護和信息安全面臨的挑戰(zhàn)。

面向電力需求側(cè)的大數(shù)據(jù)技術(shù)，不僅僅是電力需求側(cè)管理領域在技術(shù)上的進步，更是在發(fā)展理念、管理體制和技術(shù)路線等方面的重大變革，可為未來智能用電技術(shù)的廣泛推廣應用提供堅實的數(shù)據(jù)基礎。此外，電力大數(shù)據(jù)的有效應用可以面向行業(yè)內(nèi)外提供大量的高附加值的內(nèi)容增值服務。我國電力需求側(cè)管理的發(fā)展，亟需充分利用現(xiàn)有信息化系統(tǒng)和大數(shù)據(jù)技術(shù)，探索目前瓶頸問題的解決方法，挖掘海量數(shù)據(jù)蘊藏的價值。