電力調(diào)度管理系統(tǒng)中數(shù)據(jù)挖掘的設(shè)計和實現(xiàn)研究

唐湉湉

摘 要：電力是支撐人類社會發(fā)展的重要能源。隨著社會的發(fā)展，人口的增加，人類能源的生產(chǎn)和消費的增加，電網(wǎng)的規(guī)模也在不斷擴(kuò)大。電力調(diào)度作為發(fā)電和輸電的中間配置環(huán)節(jié)，其工作難度普遍增大。因此，如何有效地利用調(diào)度管理系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)，對其進(jìn)行正確的分析和處理，形成一個完善有效的信息系統(tǒng)，保證調(diào)度管理中間環(huán)節(jié)的服務(wù)質(zhì)量，提高我國調(diào)度管理水平，提升電力管理與電力管理效率，本文主要論述了電力調(diào)度管理系統(tǒng)中數(shù)據(jù)挖掘的設(shè)計與實現(xiàn)。

關(guān)鍵詞：電力調(diào)度;管理系統(tǒng);數(shù)據(jù)挖掘;實現(xiàn)研究

電力是國民生產(chǎn)和人民生活不可缺少的能源，發(fā)電和輸電的重要性毋庸置疑。作為發(fā)電和輸電之間的中間環(huán)節(jié)，電力調(diào)度決定著整個電網(wǎng)的高效、健康運行，電力調(diào)度的自動化和智能化是一項長期的工作，值得深入研究。然而目前，電力自動化系統(tǒng)主要用于發(fā)電的前端服務(wù)。后臺調(diào)度生產(chǎn)管理仍然缺乏技術(shù)支持完整。我們要協(xié)調(diào)發(fā)電過程的接收控制和后臺管理，構(gòu)建有機(jī)統(tǒng)一的綜合智能系統(tǒng)。形成完善、順暢的信息流，最終實現(xiàn)發(fā)電計劃、發(fā)電工藝、售電一體化、規(guī)范化。目前提高電網(wǎng)管理質(zhì)量已成為亟待解決的問題。隨著電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，電站數(shù)量的不斷增加，電力系統(tǒng)的數(shù)據(jù)量迅速增加，數(shù)據(jù)分析和管理的難度越來越大。此外，除電力調(diào)度部門外，其他相關(guān)部門和管理機(jī)構(gòu)也對網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)越來越重視。因此，對電網(wǎng)運行的海量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理，以確保安全、高效地實施發(fā)電，為電力生產(chǎn)決策提供支持，是當(dāng)前電力信息系統(tǒng)研究的重要方向。

1 電力調(diào)度管理系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀

以管理科學(xué)為中心的信息系統(tǒng)建設(shè)，計算機(jī)、通信和系統(tǒng)科學(xué)始于20世紀(jì)50年代，經(jīng)過半個世紀(jì)的發(fā)展，已經(jīng)滲透到社會生產(chǎn)和公民生活的各個方面。作為這一領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者，明尼蘇達(dá)大學(xué)在1969年成立了相關(guān)的研究中心。從1981年到1997年，信息管理系統(tǒng)的研究主要集中在信息系統(tǒng)的建設(shè)、實施和決策支持上，其應(yīng)用主要集中在自動化項目上。接下來，信息系統(tǒng)已逐步應(yīng)用于管理工作中，隨著電子技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的發(fā)展，逐漸滲透到電子信息系統(tǒng)和電子數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)中。信息管理技術(shù)已應(yīng)用于電力生產(chǎn)調(diào)度中。監(jiān)測和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（SCADA）已投入使用。該系統(tǒng)可以采集和傳輸電站和所有變電站的現(xiàn)場數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)中心。操作員可以直接在數(shù)據(jù)中心獲取現(xiàn)場設(shè)備信息，大大降低了工作強(qiáng)度，提高了系統(tǒng)的效率和準(zhǔn)確性。隨著現(xiàn)場數(shù)據(jù)量的增加，單臺計算中心無法承受負(fù)荷數(shù)據(jù)計算。有一臺前端機(jī)器?，F(xiàn)場采集的數(shù)據(jù)在前端機(jī)中進(jìn)行預(yù)處理并傳輸?shù)接嬎銠C(jī)中央從體系結(jié)構(gòu)的角度來看，有一個多級調(diào)度結(jié)構(gòu)，其中數(shù)據(jù)采集和處理，甚至本地預(yù)警都由主站負(fù)責(zé)高級管理層負(fù)責(zé)高級信息處理、預(yù)測等。從上個世紀(jì)70年代，美國和歐洲由于發(fā)生了一系列重大事故，開始重視電力供應(yīng)安全。電力系統(tǒng)，如紐約的停電，對社會經(jīng)濟(jì)和政策以美國Dylica為代表的研究人員提出建設(shè)具有配電功能的電力管理信息系統(tǒng)的要求。電網(wǎng)控制中心的電力故障預(yù)警與恢復(fù)電氣經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)實現(xiàn)必須基于對大量現(xiàn)場數(shù)據(jù)的分析和統(tǒng)計。由于電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)量大，實現(xiàn)電力系統(tǒng)的應(yīng)急控制和恢復(fù)功能仍處于研究和探索階段。

2 電力調(diào)度系統(tǒng)設(shè)計

電力調(diào)度管理系統(tǒng)是電力信息系統(tǒng)的重要組成部分，它與電力系統(tǒng)的其它模塊緊密相連。調(diào)度管理系統(tǒng)應(yīng)為電廠調(diào)度提供中央調(diào)度、地面調(diào)度和電廠調(diào)度之間的數(shù)據(jù)支持，從橫向上看，調(diào)度系統(tǒng)也相互關(guān)聯(lián)。從發(fā)電規(guī)劃、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、電力市場化、安全監(jiān)測等方面進(jìn)行規(guī)劃，因此電力調(diào)度系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)從總體上進(jìn)行規(guī)劃。電力調(diào)度系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)遵循以下原則：規(guī)范化原則：電力調(diào)度系統(tǒng)的建設(shè)應(yīng)嚴(yán)格按照國家電網(wǎng)的有關(guān)管理規(guī)定進(jìn)行。明確調(diào)度管理范圍，明確調(diào)度系統(tǒng)數(shù)據(jù)與信息的關(guān)系，避免數(shù)據(jù)冗余和不一致，保證數(shù)據(jù)和信息的正確交換和共享;系統(tǒng)還應(yīng)提供標(biāo)準(zhǔn)化的工作平臺，規(guī)范相關(guān)調(diào)度業(yè)務(wù)流程，促進(jìn)業(yè)務(wù)部門之間的合作，提高調(diào)度生產(chǎn)的運行效率和管理水平。

3 數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在電力調(diào)度自動化系統(tǒng)中的運用

3.1 灰色分析法

在對時間軸相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析時，采用灰色分析方法，通過一定的數(shù)學(xué)方法，以數(shù)據(jù)的白色部分為主要依據(jù)，找出其與黑色部分的關(guān)系，然后對數(shù)據(jù)進(jìn)行灰色化處理?；疑治龇娏?shù)據(jù)挖掘是電力數(shù)據(jù)挖掘中最常用的方法之一，主要應(yīng)用于電力數(shù)據(jù)的預(yù)測和分析。這個方法雖然不完整或有限的數(shù)據(jù)可以應(yīng)用和分析，其缺點是不能充分發(fā)揮大數(shù)據(jù)的使用價值。

3.2神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法

所謂神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法，是指在合理運用計算機(jī)計算能力的基礎(chǔ)上，對離散數(shù)據(jù)進(jìn)行邏輯處理的方法，是在系統(tǒng)中應(yīng)用的基礎(chǔ)。專家組為了合理應(yīng)用云計算的能力，對電力數(shù)據(jù)進(jìn)行深入的分析和綜合挖掘，這樣的工作在電力數(shù)據(jù)的預(yù)測和排序中起著不可或缺的作用。事實上，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法屬于人工智能方法，它可以實現(xiàn)對多個數(shù)序列的聯(lián)動分析，明確每個數(shù)序列之間的關(guān)系，從而有效地發(fā)揮其邏輯作用。

4 電力調(diào)度系統(tǒng)中數(shù)據(jù)挖掘的設(shè)計與實現(xiàn)

在電力調(diào)度管理系統(tǒng)中，電力調(diào)度管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)挖掘設(shè)計起到了一定的重要作用的。電力調(diào)度管理是一個完整的規(guī)劃系統(tǒng)，生產(chǎn)和銷售借助電力調(diào)度中心系統(tǒng)通過遠(yuǎn)程監(jiān)控和視頻監(jiān)控，獲取數(shù)據(jù)信息，分析數(shù)據(jù)信息，提取有價值的信息。然后通過數(shù)據(jù)平臺將信息傳輸?shù)絀nternet，數(shù)據(jù)平臺通過路由器。電力調(diào)度系統(tǒng)數(shù)據(jù)挖掘設(shè)計必須考慮系統(tǒng)的安全性和準(zhǔn)確性，以確保有效利用環(huán)境管理信息神經(jīng)。調(diào)度管理系統(tǒng)的有效設(shè)計直接影響調(diào)度管理系統(tǒng)中數(shù)據(jù)挖掘的有效實現(xiàn)。因此，正確設(shè)計電力調(diào)度管理系統(tǒng)具有重要意義。

4.1總體設(shè)計

在電力調(diào)度中，管理系統(tǒng)實現(xiàn)了基礎(chǔ)自動化，是電力領(lǐng)域信息系統(tǒng)的重要組成部分。它與系統(tǒng)中的其他模塊緊密相連，形成一個完整的電力調(diào)度管理系統(tǒng)，并與規(guī)劃、生產(chǎn)、銷售密切相關(guān)。為調(diào)度系統(tǒng)各級調(diào)度管理提供數(shù)據(jù)來支持。電力調(diào)度管理系統(tǒng)設(shè)計，應(yīng)考慮系統(tǒng)的整體運行情況，遵循標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一、開放性和可靠性的原則。因此，在電力調(diào)度管理系統(tǒng)的設(shè)計中，總體設(shè)計和集成可以系統(tǒng)性地建設(shè)并采用確保配電管理系統(tǒng)實現(xiàn)不同配電系統(tǒng)之間的縱向和橫向交互功能。

4.2邏輯設(shè)計

電力調(diào)度管理系統(tǒng)在邏輯結(jié)構(gòu)上可分為硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)，特別是：調(diào)度生產(chǎn)管理系統(tǒng)、統(tǒng)一應(yīng)用支撐平臺、系統(tǒng)軟件、服務(wù)器和數(shù)據(jù)存儲硬件平臺。符合系統(tǒng)安全保護(hù)要求的網(wǎng)絡(luò)形式，調(diào)度生產(chǎn)管理系統(tǒng)是高層平臺系統(tǒng)，支撐平臺是整個電力調(diào)度系統(tǒng)的關(guān)鍵。實現(xiàn)了數(shù)據(jù)系統(tǒng)間的中間連接，降低了工作成本和工作量;系統(tǒng)軟件實現(xiàn)了數(shù)據(jù)在平臺上的提取和備份;而底層服務(wù)平臺是為數(shù)據(jù)操作提供安全的通信連接流體。因此，在設(shè)計配電數(shù)據(jù)挖掘系統(tǒng)時，必須保證各層之間的數(shù)據(jù)交換速度快。

5 結(jié)束語：

電力是國民生產(chǎn)和人民生活不可缺少的能源。作為發(fā)電和輸電之間的中間環(huán)節(jié)，電力調(diào)度決定著整個電網(wǎng)的高效、健康運行，電力調(diào)度的自動化和智能化是一項長期的工作，值得深入研究。然而，目前電力自動化系統(tǒng)主要用于發(fā)電的前端服務(wù)。后臺調(diào)度生產(chǎn)管理仍然缺乏技術(shù)支持完整。注釋協(xié)調(diào)發(fā)電過程的接收控制和后臺管理，構(gòu)建有機(jī)統(tǒng)一的綜合智能系統(tǒng)。形成完善、順暢的信息流，最終實現(xiàn)電力生產(chǎn)計劃、生產(chǎn)過程和銷售的一體化和規(guī)范化，提高電網(wǎng)管理質(zhì)量已成為亟待解決的問題。

參考文獻(xiàn)：

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