在線高級(jí)分析應(yīng)用正成為數(shù)字化轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵組件

隨著發(fā)電、輸電和配電行業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型計(jì)劃持續(xù)發(fā)展，管理成本、改善電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)和擴(kuò)大市場(chǎng)機(jī)會(huì)成為企業(yè)關(guān)注的重點(diǎn)。到目前為止，由于缺乏可訪問(wèn)的數(shù)據(jù)，這些舉措的應(yīng)用情況參差不齊且受到限制，導(dǎo)致無(wú)法分析和使用這些數(shù)據(jù)來(lái)推動(dòng)改善運(yùn)營(yíng)。

電力和公用事業(yè)公司及其客戶期望按需提供相關(guān)信息，供應(yīng)商必須提供高級(jí)分析等技術(shù)來(lái)滿足這些需求。消費(fèi)領(lǐng)域的技術(shù)已經(jīng)賦能用戶，使其能夠隨時(shí)隨地得到他們想要的東西，而且大多數(shù)用戶都希望得到即時(shí)的響應(yīng)，并始終保持訪問(wèn)。

高級(jí)分析可以滿足從數(shù)據(jù)中獲得見(jiàn)解以及其它期望，幫助用戶降低成本，更智能地控制能源消耗，并成功參與使用時(shí)間和需求響應(yīng)計(jì)劃。

與此同時(shí)，電力和公用事業(yè)公司可以利用先進(jìn)的分析技術(shù)，采用端到端的自動(dòng)化流程來(lái)轉(zhuǎn)變客戶關(guān)系。這可以通過(guò)逐步從被動(dòng)決策轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)決策來(lái)實(shí)現(xiàn)，但必須首先解決有關(guān)數(shù)據(jù)訪問(wèn)和分析的問(wèn)題。

數(shù)據(jù)訪問(wèn)和數(shù)字化轉(zhuǎn)型

電力和公用事業(yè)行業(yè)面臨著巨大的壓力，需要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行現(xiàn)代化改造，以滿足客戶需求，提高網(wǎng)絡(luò)安全性和法規(guī)遵從性，并實(shí)現(xiàn)更好的運(yùn)營(yíng)性能。采用諸如如軟件即服務(wù)（SaaS）、云計(jì)算、機(jī)器學(xué)習(xí)、物聯(lián)網(wǎng)（IoT） Giro Iuliano, Seeq和網(wǎng)絡(luò)安全等先進(jìn)技術(shù)和工具，往往需要大量投資。

實(shí)施各類數(shù)字化轉(zhuǎn)型計(jì)劃將產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)，需要高級(jí)分析應(yīng)用以提供互操作性和情境化信息。許多公用事業(yè)的數(shù)據(jù)系統(tǒng)處于孤島狀態(tài)，分析應(yīng)用不容易訪問(wèn)。數(shù)字化轉(zhuǎn)型需要更好的數(shù)據(jù)質(zhì)量，以及處理結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)集的高級(jí)分析工具。

讓這些數(shù)據(jù)物盡其用，生成可操作的業(yè)務(wù)邏輯，例如指導(dǎo)公用事業(yè)公司的客戶行為和實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)供應(yīng)平衡，并不是一件簡(jiǎn)單的事情。因此，公用事業(yè)公司需要部署一系列信息技術(shù)（I T）解決方案來(lái)收集、保護(hù)和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，然后分析數(shù)據(jù)并形成見(jiàn)解。

長(zhǎng)期以來(lái)，電子表格一直是電力和公用事業(yè)部門(mén)分析數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)方法，但這種通用工具不夠先進(jìn)并缺乏靈活性，無(wú)法快速定義情境信息。由于數(shù)據(jù)量急劇增加，電子表格不適用于時(shí)間序列分析、有效報(bào)告、執(zhí)行復(fù)雜計(jì)算和創(chuàng)建模型等任務(wù)（圖1）。

▎圖1：電子表格無(wú)法跟上不斷增加的數(shù)據(jù)量。

此外，電子表格還需要持續(xù)維護(hù)，這容易導(dǎo)致錯(cuò)誤和數(shù)據(jù)錯(cuò)位。限制電子表格的另一個(gè)因素是處理時(shí)間序列數(shù)據(jù)之間的細(xì)微差別，例如丟失的數(shù)據(jù)、不同時(shí)區(qū)、夏令時(shí)、插值類型和邏輯。使用電子表格，這些問(wèn)題只能通過(guò)復(fù)雜的公式來(lái)解決。

使用專用業(yè)務(wù)邏輯并共享分析是困難的，對(duì)日期和時(shí)間間隔不均勻的數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整非常復(fù)雜，對(duì)異常值、缺失或損壞的數(shù)據(jù)進(jìn)行更正也很復(fù)雜。電子表格還需要嚴(yán)格的保護(hù)，以防用戶損壞以及實(shí)施版本管理，并且它們提供的多用戶協(xié)作功能非常有限。

為了解決這些問(wèn)題，在線高級(jí)分析應(yīng)用正在取代電子表格和傳統(tǒng)桌面軟件等離線工具。

通過(guò)高級(jí)分析提供洞察力

數(shù)字化轉(zhuǎn)型是一個(gè)持續(xù)的過(guò)程，需要對(duì)技能和新軟件進(jìn)行投資，需要綜合信息和運(yùn)營(yíng)技術(shù)以提供組織中所有相關(guān)數(shù)據(jù)的整體視圖。工程師、主題專家和數(shù)據(jù)科學(xué)家，必須能夠與時(shí)間序列數(shù)據(jù)交互，以執(zhí)行數(shù)據(jù)清理和情境化任務(wù)。實(shí)施這些措施將有助于提升由不斷增加的數(shù)據(jù)量所帶來(lái)的價(jià)值創(chuàng)造。

通過(guò)高級(jí)分析應(yīng)用，電力和公用事業(yè)行業(yè)可以簡(jiǎn)化時(shí)間序列數(shù)據(jù)的清理和情境化。這些應(yīng)用連接到現(xiàn)有的數(shù)據(jù)孤島和其它數(shù)據(jù)源（本地或基于云），而無(wú)需復(fù)制源系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)。一旦連接了數(shù)據(jù)源，工程師和主題專家就可以用其進(jìn)行診斷、預(yù)測(cè)和描述性分析。高級(jí)分析應(yīng)用還提供了改進(jìn)的實(shí)時(shí)協(xié)作，加速洞察力在更廣泛的組織中的交流。

在推動(dòng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型方面，數(shù)據(jù)科學(xué)家也發(fā)揮著重要作用，他們被要求創(chuàng)造新的方式，來(lái)最大限度地提高運(yùn)營(yíng)效率，并預(yù)測(cè)未來(lái)的需求。對(duì)公用事業(yè)公司來(lái)講，準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)至關(guān)重要，因?yàn)樗鼈兊耐顿Y組合正在擴(kuò)大，包括可再生能源（風(fēng)能、太陽(yáng)能、熱電聯(lián)產(chǎn)能源和其它能源）。數(shù)據(jù)科學(xué)家可以使用來(lái)自客戶的數(shù)據(jù)來(lái)創(chuàng)建需求模型，準(zhǔn)確預(yù)測(cè)能源需求時(shí)間，以及天氣等外部因素將如何影響預(yù)測(cè)。然后，他們可以在高級(jí)分析應(yīng)用內(nèi)與工程師和主題專家協(xié)作，以確保建模數(shù)據(jù)的完整性和相關(guān)性，并提供最佳結(jié)果。

這些模型還可以應(yīng)用于電網(wǎng)中的資產(chǎn)，以分析和識(shí)別即將發(fā)生故障的設(shè)備。這種預(yù)測(cè)性方法使團(tuán)隊(duì)能夠規(guī)劃維修和更換，并為其分配預(yù)算。高級(jí)分析應(yīng)用在監(jiān)控和診斷分析中起著至關(guān)重要的作用，這些分析通過(guò)關(guān)注必要的數(shù)據(jù)集，來(lái)識(shí)別設(shè)備故障的根本原因。

在預(yù)測(cè)分析和模式識(shí)別方面，這些應(yīng)用也發(fā)揮著重要作用。分析和模式識(shí)別，需要確定何時(shí)需要對(duì)資產(chǎn)進(jìn)行維護(hù)，從而減少響應(yīng)性維護(hù)和相關(guān)停機(jī)時(shí)間。這些過(guò)程通常成為可重復(fù)的分析，以根據(jù)模型或工況監(jiān)控所有性能級(jí)別。這可以在更大規(guī)模上實(shí)施，并被整個(gè)組織安全地利用。

隨著發(fā)電、輸電和配電公司數(shù)字化轉(zhuǎn)型之旅的開(kāi)展，很多公司很快就發(fā)現(xiàn)，建立在診斷、預(yù)測(cè)和描述性分析基礎(chǔ)上的發(fā)展戰(zhàn)略，改變了運(yùn)營(yíng)，并節(jié)省了大量時(shí)間和資金。

有效的需求管理

當(dāng)價(jià)格上漲時(shí)，有效管理實(shí)時(shí)電價(jià)通常會(huì)導(dǎo)致負(fù)荷大幅降低，因?yàn)樯虡I(yè)能源用戶部署了現(xiàn)場(chǎng)發(fā)電設(shè)備，或者將設(shè)備關(guān)閉一段時(shí)間，以避免支付高額的費(fèi)用。獨(dú)立系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商（I S O）需要管理受這些減載事件影響的電源供應(yīng)，以防止負(fù)載恢復(fù)正常時(shí)發(fā)生斷電事故。

I S O 工程師需要開(kāi)發(fā)一個(gè)負(fù)荷預(yù)測(cè)模型以識(shí)別負(fù)荷變化事件，并根據(jù)價(jià)格變化量化每個(gè)事件影響的大小。通過(guò)確定減負(fù)荷時(shí)間并進(jìn)行分析，來(lái)確定因電價(jià)峰值而減少的負(fù)荷量。創(chuàng)建一份總結(jié)報(bào)告，使運(yùn)營(yíng)商能夠?yàn)殡妰r(jià)降至正常水平時(shí)，確定需要恢復(fù)多少負(fù)荷做好準(zhǔn)備。

創(chuàng)建一個(gè)模型以便更好地理解減載并且其做好準(zhǔn)備，有助于預(yù)防服務(wù)中斷，同時(shí)保持電力生產(chǎn)商和能源終端用戶的滿意度。分析解決方案可以幫助電力公司和I S O 快速識(shí)別消費(fèi)者對(duì)高價(jià)的負(fù)載響應(yīng)（圖2）。運(yùn)營(yíng)商現(xiàn)在可以預(yù)測(cè)高電價(jià)后的電網(wǎng)需求。

▎圖 2 ：該報(bào)告顯示了在電價(jià)升高期間，功率降低 多少，并顯示了當(dāng)電價(jià)恢復(fù)至正常時(shí)，獨(dú)立系 統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商可以預(yù)期的功率。

數(shù)據(jù)分析支持預(yù)防性維護(hù)

要知道何時(shí)對(duì)電力變壓器進(jìn)行維護(hù)，就需要深入了解可用數(shù)據(jù)。最好利用來(lái)自各數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)，從基于日歷的維護(hù)過(guò)渡到基于狀態(tài)的維護(hù)，包括銘牌信息、絕緣液測(cè)試結(jié)果、診斷測(cè)試（如溶解氣體分析和電氣測(cè)試）、維護(hù)計(jì)劃、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)（如冷卻性能）等。開(kāi)發(fā)和完善變壓器健康分析以利用如此大量的數(shù)據(jù)是很困難的，特別是當(dāng)應(yīng)用于各種供應(yīng)商提供的眾多資產(chǎn)時(shí)。

此類分析的一個(gè)例子是溶解氣體分析( D G A )，該研究用于絕緣變壓器電氣元件的油中的溶解氣體。當(dāng)油因分解并變得不那么有效時(shí)，它會(huì)釋放油中的氣體。這些氣體的分布與電氣故障類型有關(guān)，氣體的生成速率表明故障的嚴(yán)重程度。許多故障（如電弧、過(guò)熱和局部放電）只能通過(guò)分析氣體來(lái)檢測(cè)。

▎圖 3 ：變壓器健康評(píng)分趨勢(shì)，包括閾值和偏差。

許多電力公司都有D G A 程序。D G A 程序包括手動(dòng)對(duì)油取樣，并將樣品送至實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行分析，通常每一到四年進(jìn)行一次。高級(jí)分析應(yīng)用可用于聚合數(shù)據(jù)、評(píng)估所需公式，并將分析擴(kuò)展到多個(gè)資產(chǎn)。方法包括：

? IEEE C57-104 總?cè)芙饪扇細(xì)怏w；

? 符合IEC 60599 標(biāo)準(zhǔn)；

? Roger 比率；

? Dornenburg 的狀態(tài)估計(jì)；

? Duval 三角形。

從數(shù)據(jù)中創(chuàng)造價(jià)值

從采用最新的數(shù)字化技術(shù)更新I T 系統(tǒng)，到從數(shù)據(jù)洞察中獲取價(jià)值，以更好地使用機(jī)器學(xué)習(xí)和人工智能，很多制造企業(yè)都面臨著類似的數(shù)字化轉(zhuǎn)型挑戰(zhàn)。通過(guò)高級(jí)分析應(yīng)用，這些企業(yè)可以利用從時(shí)間序列數(shù)據(jù)中獲得的價(jià)值來(lái)解決這些以及其它問(wèn)題。高級(jí)分析可以進(jìn)行快速迭代和細(xì)化，以更準(zhǔn)確的確定負(fù)載恢復(fù)、改進(jìn)變壓器維護(hù)等，提供企業(yè)及其客戶所期望的改進(jìn)。

關(guān)鍵概念：

■ 高級(jí)分析可以滿足從數(shù)據(jù)中獲得見(jiàn)解以及其它期望。

■ 實(shí)施各類數(shù)字化轉(zhuǎn)型計(jì)劃將產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)，需要高級(jí)分析應(yīng)用以提供互操作性和情境化信息。

思考一下：

在預(yù)測(cè)分析和模式識(shí)別方面，貴企業(yè)都采取了哪些措施？

審核編輯：郭婷