2014年3月，“大數據”被寫入我國《政府工作報告》，2015年8月19日，國務院常務會議通過了《關于促進大數據發展的行動綱要》，特別強調通過大數據的發展，提升創業創新活力和社會治理水平。
大數據正在改變著各行各業，電商的成功、互聯網業的爆發式增長以及互聯網金融的高速發展向各大行業展現了互聯網與行業融合的巨大發展潛力和獨特的創新路徑。而在這其中，大數據扮演著核心角色。互聯網的本質是信息的互聯和處理，而信息則以數據為載體。電力行業蘊含了巨大的數據資源，同時也呈現出突出的數據價值需求。據估算，電力行業的生產、管理、用戶、計量、資產等方面數據已達到20PB。來自于復雜大電網的調度運行、新能源與負荷的時空變異、電力資產壽命與運行狀態、主動配電與需求響應等都存在著巨大的以數據為支撐的決策與配置需求。
近年來，在電力領域大數據已經得到了廣泛關注，一些發達國家作為先行者開展大數據的研究工作：自2008年開始，美國電力研究協會（EPRI）、美國能源信息署（EIA）等研究機構，法國EDF、德國E.ON等電力公司，以及西門子、C3 Energy、Opower等科技公司，先后圍繞輸電、配電、用電及基于電力信息的政府決策等領域的大數據問題開展了廣泛研究和示范應用；國際電工委員會（IEC）研究并發布了一系列統一信息模型（CIM）標準和接口標準，為電力系統的數據流通共享和信息交換奠定基礎。國內的一些專業機構和高校開展了電力大數據理論和技術研究，我國電力行業也在積極開展大數據研究的應用開發，電網企業、發電企業在電力系統各專業領域開展大數據應用實踐，國家電網公司啟動了多項智能電網大數據應用研究項目。
智能電網是解決能源安全和環境污染問題的根本途徑，是電力系統的必然發展方向；全球能源互聯網則是智能電網的高級階段，“互聯網+智慧能源”進一步豐富了智能電網的內涵；這些新概念均與大數據密切相關，大數據為智能電網的發展和運營提供了全景性視角和綜合性分析方法。就物理性質而言，智能電網是能源電力系統與信息通信系統的高度融合；就其規劃發展和運營而言，智能電網離不開人的參與，且受到社會環境的影響，所以智能電網也可被看作是一個由內、外部數據構成的大數據系統。內部數據由智能電網本身的系統產生，外部數據包括可反映經濟、社會、政策、氣候、用戶特征、地理環境等影響電網規劃和運行的數據。在智能電網的發展過程中，大數據必將發揮越來越重要的作用。
大數據在電網企業的應用價值
提升運營管理水平
電力系統是實現電能生產、傳輸、分配和消費瞬時平衡的復雜大系統。智能電網需進一步實現各類新能源、分布式能源、各種儲能系統、電動汽車和用戶側系統的接入，并借助信息通信系統對其進行集成，實施高效的管理和運行。風、光、海洋能等新能源發電的發展和電能生產受到國家政策、激勵機制、地理環境和天氣狀況的影響；分布式能源和電動汽車的發展和接入運行、用戶側系統與電網的互動受社會環境、用戶心理的影響；隨著智能電網的發展，電網的復雜性和不確定性進一步加劇，不同環節的時空關聯性更加密切，使電網的發展和運行受外部因素的影響加大。與此同時，社會對電力供應的經濟、安全、可靠性和電能質量提出了更高的要求，智能電網中部署的WAMS系統、AMI系統、調度自動化系統、PMS系統、輸變電設備監控系統等為認識電網特性、預測電網發展和可能的運行風險提供了依據。借助大數據技術，對電網運行的實時數據和歷史數據進行深層挖掘分析，可掌握電網的發展和運行規律，優化電網規劃，實現對電網運行狀態的全局掌控和對系統資源的優化控制，提高電網的經濟性、安全性和可靠性。基于天氣數據、環境數據、輸變電設備監控數據，可實現動態定容、提高輸電線路利用率，也可提高輸變電設備運檢效率與運維管理水平；基于WAMS數據、調度數據和仿真計算歷史數據，分析電網安全穩定性的時空關聯特性，建立電網知識庫，在電網出現擾動后，快速預測電網的運行穩定性，并及時采取措施，可有效提高電網的安全穩定性。近來國內發生的天津港口爆炸、湖北的電梯“吃人”等事故，使人們想起了海恩法則。海恩法則針對航空界的飛行安全指出，每一起嚴重事故的背后，必然有29次輕微事故和300起未遂先兆以及1000起事故隱患。該法則強調了兩點：一是事故的發生是量的積累的結果；二是再好的技術，再完美的規章，在實際操作層面，也無法取代人自身的素質和責任心。結合這一法則，通過對實時數據和歷史數據的分析，可加強對電力設備、資產的預防性維護管理，并將人和社會等因素納入進去，優化管理操作流程。
提高用戶服務水平
用戶端的數據是一個待挖掘的金礦。大數據將各行業的用戶、供電服務、發電商、設備廠商融入到一個大環境中，促成了電網企業對用戶的需求感知，依據數據的分析來進行運行調度、資源配置決策，并基于分析來匹配服務需求。
在智能電網中，用戶扮演的角色越來越重要，傳統意義上被動的用戶正在被主動的“能源生產/消費者（Prosumer）”代替。用戶系統不僅可對內實現能源的生產和消費管理，并在一定的區域內實現能源交易，還將對外參與需求響應或作為虛擬電站參與調度運行。促進用戶與電網的互動是提高大電網靈活性、進而提高其接納大規模間歇性新能源的有效途徑。了解用戶用能特性，制定有效的政策和市場機制，是有效激勵用戶改善能效、參與需求響應、需求調度的途徑。根據AMI數據（反映用戶用能情況、用戶分布式發電、儲能系統和電動汽車的應用情況，參與電網互動情況），結合用戶特征數據（住房、收入和社會心理）和社會環境數據（氣候、政策激勵等），可分析預測用戶的能源生產和消費特征，為電網規劃和運行方式安排提供參考；也可促進電力需求側管理，鼓勵和促進用戶參與需求響應，實現與用戶的高效互動，提高用戶側能效水平，改善用戶用電體驗，提高用戶滿意度。
提供政府決策支持
電網作為載體承載著能源與用能兩大主體，它關聯著諸多因素。今天的能源政策與機制應超出基于因果關系和條件評估的判斷，需要以數據為基礎、關聯分析為依據的決策。如：電價特別是階梯電價定位，基于綜合用能行為數據和生產、生活各因素以及電力生產成本等多因素進行數據分析，才能有效地激活各個要素，實現最佳效果。再如新能源、分布式能源、電動汽車、需求響應等技術的大規模實施，不僅取決于技術成熟度和經濟性，還取決于能源政策和各種激勵機制是否有效。能源政策和機制是否有效，通常并沒有普適性，而是應符合本國的實際、符合精準的感知和預測。
當前我國已開啟新一輪的電力改革，一系列配套文件正在逐步出臺。這些政策和機制是否有利于智能電網發展，應在政策條例的試行階段進行分析和檢驗，大數據是最有效的手段。此外，電力與經濟發展、社會穩定和群眾生活密切相關，電力需求變化能夠真實、客觀地反映國民經濟的發展狀況與態勢。通過分析用戶用電數據和新能源發電數據等信息，電網企業可為政府了解全社會各行業發展狀況、產業結構布局、預測經濟發展走勢提供數據支撐，為相關部門在城市規劃建設、推廣新能源和電動汽車、促進智慧城市發展等方面提供輔助決策。
支撐未來電網發展
國家電網公司站在全球能源發展高度，提出了全球能源互聯網發展藍圖，以最大化地開發利用新能源，實現能源資源在全球范圍的優化配置。未來電網具有長距離、廣范圍、泛在智能和共享互聯的特點，將發生電網運行機制與商業模式的重構。在龐大而廣泛的未來電網中，將呈現電源多樣性、遍布性、時移性，負荷移動性、互動性，用能終端大量信息接入，各類管理終端大量介入，要求電網具有柔性和自適應能力，以滿足送受端的時空變異和方式的多重復雜。在這種情況下，依靠傳統的狀態信號指令無法完成決策，需要復雜的負荷預測、分析及實時呈現，需要以大量的、多維的、高密度的數據來支撐預測、預警、機器決策和人工判斷。在智能電網向更高階段發展過程中，地域更加廣泛，需基于全球數據實現能源電力大范圍平衡來保障電網及其他系統的安全。這就是大數據對電網發展與未來電網目標實現路徑的支撐。
電力大數據研究和應用及其面臨的挑戰
企業級大數據研究框架可分三個層次開展：第一層是基礎理論研究，重點研究電力大數據知識體系和方法論；第二層是關鍵技術研究，重點研究IT技術和數據分析挖掘方法；第三層是應用研究，重點是各技術領域的詳細需求分析、場景設計、分析模型和專業方法研究。
中國電力科學研究院自2013年啟動了大數據研究與應用工作。在基礎理論研究方面，開展了智能電網大數據理論基礎和技術體系的研究，提出大數據發展驅動力和面臨的挑戰，分析重點應用領域，確定研究框架，制定出技術發展路線圖。在關鍵技術研究方面，整合了業界主流的先進技術和數據處理理念，采用傳統數據倉庫與新型數據處理技術混搭的架構，搭建了電力大數據平臺，全面支撐電科院大數據研究工作。在應用研究方面，圍繞支撐公司運營發展、服務電網用戶、服務社會與政府三條主線開展了應用場景的研究工作。目前已在配電網可靠性關鍵因素分析、電網運營效能分析、關鍵時期電網供電保障預警分析、電力數據支撐宏觀經濟形勢評價與預測、用戶用電行為分析、城市電力地圖等領域開展專題研究工作，并與多家網省電力公司合作開展研究成果落地的試點建設。
大數據在電網企業的研究和應用任重道遠，特別是在基礎數據獲取、多領域數據融合和專業數據解析等各個層面存在諸多困難。如果說電網內部的數據問題尚且容易解決，那外部數據的獲取則更為困難。展望未來的全球能源互聯網和智能電網的發展，上述問題將更加突出。由于大數據是一項綜合性技術，場景設計和應用開發過程需要多學科、多領域的合作，目前沒有成熟的系統性的研究方法可采用，研究工作具有實驗性和探索性，上述原因將導致在短期內難以獲得令人信服的研究成果。
電網企業發展大數據的關鍵要素
頂層設計
電網企業發展大數據，需要具備清晰的戰略目標和發展重點，依托全局化的研究思路，統籌謀劃大數據關鍵技術的研發、典型應用的推廣以及相關標準規范制定。頂層設計對企業數據管理進行整體統籌，對基礎硬件設施和上層軟件配置進行長遠規劃，提前設計數據治理與質量提升的有效方案，以集中有效資源應對未來企業內部和外部數據種類和數據體量的快速性增長，達到全面支持企業內部經營管理，服務電力用戶和社會的目的。
數據源
電力大數據的研究和應用已開展近兩年的時間，各方對成果寄予期盼，現在的問題已不是技術，而是數據來源。一方面是數據開放程度低，這是企業、政府甚至全社會共同遇到的問題；另一方面是數據質量問題，僅能拿到的數據卻難以使用，數據在產生維度、采集密度、統計口徑、存儲方式、異常辨識等方面存在問題，為數據融合帶來很大的技術挑戰。也就是說，目前的數據源情況難以支撐全行業的大數據研究。因此，在電力行業層面建立統一數據模型與主數據管理模式，打破行業中存在的數據壁壘，同時培育產生多維數據，在全業務鏈條間充分實現數據融合共享，對電網企業發展大數據至關重要。
管理模式
數據管理模式創新。數據已經成為支撐企業發展的重要戰略資源之一。目前的數據保存在不同的系統中，而這些系統由不同部門和支撐團隊來運維管理，這給數據在跨部門業務之間的順暢流通帶來了困難。而大數據恰恰需要開展跨部門、跨業務分析，需要通過創新數據管理模式，建立數據交互與共享機制，才能更好地發揮數據資產價值。
人才管理模式創新。電力大數據是交叉學科，在研究方面需要電力領域專家、數據分析專家和信息通信技術專家等廣泛協作，但目前各專業人員還存在交流上的知識壁壘，而跨專業的復合型人才非常稀缺。當前急需符合專業需求的專家和分析師，因此需要在企業內培養一支電力大數據專家隊伍，并放手引進高端人才；在工程應用方面，電力大數據應用場景建設需要跨部門、多業務層級工作人員的協作配合，探索新型聯合攻關和跨部門協同推進機制，這是優化配置企業人力資源的關鍵。
電網企業大數據應用展望
在美國硅谷，正在興起一個“新硬件時代”。其中一個重要的技術是軟件定義裝置，這項技術將使IT植入電網的各個環節。我們看到ICT技術正在從支撐系統走向與電網核心系統的融合，電網IT化、能量信息化、信息數據化成為新的形態與特征。在電網由傳統電網向智能電網、泛在智能電網、全球能源互聯網的發展過程中，大數據如影隨形，貫穿始終，成為電網企業創新和能力提升的重要路徑。
我們正處于一個變革的時代，在新的能源變革、工業革命和“互聯網+”行動計劃帶來的社會變革中，電網企業擔當著重要角色并面臨著轉型發展的機遇。大數據演化著一場模式與價值功能的重構，為智能電網、全球能源互聯網的發展提供了新思路、新方法和新的解決方案，也為我國電網企業趕超國際先進水平，在應用領域采取跨越式的方法吸收創新，提供了新的機遇。可以預見，電力大數據將迎來最好的時代，成為產業風口。這需要我們積極面對，需要得到強烈認知和戰略上的認同，從而推進大數據從概念走向現實。
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