隨著我國碳達峰碳中和工作穩(wěn)步有序推進，新型電源大量涌現(xiàn)，電源結(jié)構(gòu)、負荷特性發(fā)生改變，電網(wǎng)正從單向逐級輸電為主的傳統(tǒng)電力系統(tǒng)，向交直流混聯(lián)大電網(wǎng)和微電網(wǎng)、局部直流電網(wǎng)、可調(diào)節(jié)負荷共同構(gòu)成的能源互聯(lián)網(wǎng)演變。電網(wǎng)運行特性逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)樵淳W(wǎng)荷儲協(xié)同互動的非完全實時平衡模式、大電網(wǎng)與微電網(wǎng)協(xié)同控制模式。

因此，傳統(tǒng)電力平衡保障體系亟待拓展，對“電網(wǎng)一張圖”整體分析控制提出更高要求。傳統(tǒng)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫隨著關(guān)系數(shù)量和層次增加，性能會顯著降低，尤其體現(xiàn)為多條路徑查詢難、數(shù)據(jù)庫擴展難。基于傳統(tǒng)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫技術(shù)的數(shù)據(jù)管理模式和計算方法，難以適應(yīng)新型電力系統(tǒng)大規(guī)模、復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的高并發(fā)實時分析計算要求。而圖計算技術(shù)的出現(xiàn)和逐漸成熟，為新形勢下電網(wǎng)全局特性分析和控制策略研究提供了新的解決方案。

什么是圖計算技術(shù)

圖計算是一種用“節(jié)點”表示實體、用“邊”表示實體之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，以圖論為基礎(chǔ)、對現(xiàn)實世界的“圖”結(jié)構(gòu)進行抽象表達的計算模式，可實現(xiàn)具有復(fù)雜關(guān)聯(lián)關(guān)系海量數(shù)據(jù)的分布式存儲和并行處理。例如在社交網(wǎng)絡(luò)中，個體用“節(jié)點”表示，個體之間的好友關(guān)系就用“邊”表示。

圖計算技術(shù)可以靈活記錄實體之間的復(fù)雜關(guān)聯(lián)關(guān)系，利用“邊”所表達的關(guān)系能夠直接獲取實體記錄，省去了關(guān)系數(shù)據(jù)庫處理“表關(guān)聯(lián)”所必須花費的計算性能開銷。近年來，圖計算技術(shù)在社交網(wǎng)絡(luò)、電信反欺詐、個人與企業(yè)征信、生物基因圖譜、智慧交通等多個領(lǐng)域得到應(yīng)用。

圖計算技術(shù)在電網(wǎng)應(yīng)用場景中的優(yōu)勢

在“電網(wǎng)一張圖”的發(fā)展目標(biāo)下，結(jié)合新型電力系統(tǒng)特性，圖計算技術(shù)在全景電網(wǎng)拓撲構(gòu)建與數(shù)據(jù)融合及分析、大規(guī)模電氣計算和電力知識圖譜三大應(yīng)用場景中具有優(yōu)勢。

●全景電網(wǎng)拓撲構(gòu)建與數(shù)據(jù)融合及分析

圖計算技術(shù)可以有效描述、高效表示復(fù)雜關(guān)聯(lián)關(guān)系的全景電網(wǎng)拓撲，克服傳統(tǒng)關(guān)系數(shù)據(jù)庫存儲管理存在的模型復(fù)雜、存儲冗余、檢索效率低等問題。以電網(wǎng)拓撲網(wǎng)架為基礎(chǔ)，融合多源、多類型電網(wǎng)數(shù)據(jù)，圖計算技術(shù)可以支撐電網(wǎng)跨業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)融合管理。圖計算的底層數(shù)據(jù)模型還能支撐電網(wǎng)新設(shè)備投運、老舊設(shè)備退役、電網(wǎng)規(guī)劃拓撲結(jié)構(gòu)改變等電網(wǎng)動態(tài)變化。

圖計算技術(shù)可以通過整合相關(guān)數(shù)據(jù)構(gòu)建面向電網(wǎng)一次設(shè)備的數(shù)據(jù)庫，提升跨業(yè)務(wù)協(xié)同與信息共享能力、數(shù)據(jù)集成與訪問效率，以及已有的電網(wǎng)一次設(shè)備數(shù)據(jù)利用率，讓數(shù)據(jù)充分發(fā)揮價值。

●大規(guī)模電氣計算

隨著電力市場化改革和源網(wǎng)荷儲協(xié)同建設(shè)的推進，電網(wǎng)的新特性為輸配電協(xié)同分析帶來新挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)能量管理系統(tǒng)在線安全分析軟件在計算時間和規(guī)模兩方面均遇到了瓶頸。利用圖數(shù)據(jù)庫和分布式圖計算技術(shù)，可以提升在線狀態(tài)評估、潮流計算和預(yù)想故障分析的計算效率，提高電網(wǎng)在線仿真計算能力和大電網(wǎng)運行支撐能力，為大規(guī)模新能源接入電網(wǎng)的超高速實時計算提供解決方案。

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