邱桂華，吳樹鴻，何　炎（廣東電網(wǎng)有限責任公司佛山供電局，廣東　佛山　528000）

?

基于綜合能源信息融合的大數(shù)據(jù)挖據(jù)分析與應用

邱桂華，吳樹鴻，何炎（廣東電網(wǎng)有限責任公司佛山供電局，廣東佛山528000）

本文對新能源發(fā)電大數(shù)據(jù)中心平臺搭建架構(gòu)、大數(shù)據(jù)中心與門戶的集成和分析應用的集成進行了闡述。在此設計基礎上和基于應用層面需求，對大數(shù)據(jù)中心平臺的典型數(shù)據(jù)--預測和典型實測數(shù)據(jù)進行了數(shù)據(jù)入庫、數(shù)據(jù)挖掘和數(shù)據(jù)分析，建立了新能源大數(shù)據(jù)挖掘分析的典型應用案例。

綜合能源信息；大數(shù)據(jù)中心；數(shù)據(jù)入庫；數(shù)據(jù)挖掘；數(shù)據(jù)分析

1　引言

本文基于已建設的信息數(shù)據(jù)大數(shù)據(jù)中心平臺，建立大數(shù)據(jù)庫，在大數(shù)據(jù)庫基礎上針對關鍵實測數(shù)據(jù)和預測數(shù)據(jù)，基于實際應用進行數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)挖掘，為發(fā)電公司、制造廠商的運營維護、設備檢修提供多種大數(shù)據(jù)服務和便利，提高了電力系統(tǒng)發(fā)電運維水平，提高發(fā)電設備質(zhì)量、產(chǎn)品性能，提升發(fā)電行業(yè)服務質(zhì)量，提高整體市場競爭力，為提高設備制造水平及鞏固和開拓新市場有著重要的意義。

2　平臺架構(gòu)

大數(shù)據(jù)中心技術架構(gòu)體現(xiàn)為后臺數(shù)據(jù)集成、存儲和展現(xiàn)技術架構(gòu)，分為數(shù)據(jù)獲取層、存儲組織層、數(shù)據(jù)分析層、展現(xiàn)層。其中涉及數(shù)據(jù)采集技術、數(shù)據(jù)存儲技術、數(shù)據(jù)分析技術、數(shù)據(jù)備份與數(shù)據(jù)安全等多種關鍵技術。結(jié)構(gòu)圖見圖1所示。

3　實測數(shù)據(jù)挖掘

3.1實測數(shù)據(jù)入庫

入庫的數(shù)據(jù)來源包括：①實際數(shù)據(jù)來源是由風場或者光伏電站實測數(shù)據(jù)定時回傳到云平臺ftp服務器；②數(shù)據(jù)來源由現(xiàn)場實施人員收資來的數(shù)據(jù)。

其中實測數(shù)據(jù)有，如新能源光伏電站同一斷面同一時刻的光伏組件、逆變器發(fā)電數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)進行定時（如按分鐘存儲）存儲，存儲數(shù)據(jù)包括輻照度、環(huán)境溫度、組件溫度、風速、風向、I、U、P發(fā)電功率、發(fā)電效率、發(fā)電功率差值等。

3.2數(shù)據(jù)應用挖掘

圖1　大數(shù)據(jù)中心技術架構(gòu)

利用光伏組串實測數(shù)據(jù)進行分析挖掘，為光伏組串的運營維護提供實際指導，包括損壞告警、浮塵清掃預警等。

發(fā)電功率差值計算公式：

式中：P分析串：待分析串的輸出功率值；P參照串：參照串的發(fā)電輸出功率值。

參照串選擇：與待分析串為同廠家、同型號、同一屋頂、安裝位置稍遠、投入發(fā)電運行的光伏組串。在未遮擋情況下：條件相似；遮擋情況下：與自己相比。采用優(yōu)選串作為參照量，也可人工指定，手動選。參照串選多個，如挑5串，拿出前3名，做平均值。這5串調(diào)選可人為指定，可配置。

分析判據(jù)：

式中：Pset1：為整定值，用戶可設置，默認值為PN×10%數(shù)據(jù)時間窗為1d內(nèi)發(fā)電功率有輸出的時間段內(nèi)的點，如早8點～晚8點時間段。

發(fā)電離散報警判據(jù)：

式中：時間點數(shù)Nset1設置為3點，則離散點報警。發(fā)電異常報警判據(jù)：

式中：時間點數(shù)Nset1設置為60點/h×0.5h=30點，則發(fā)電異常報警。

運維報警判據(jù)：

損壞判據(jù)：第一天出現(xiàn)發(fā)電異常，第二天再出現(xiàn)發(fā)電異常事件，且功率＜Pnet2=Pn×10%，判該串損壞。

遮擋判據(jù)：第一天出現(xiàn)未發(fā)電異常，第二天出現(xiàn)發(fā)電異常，第三天未異常，判該串遮擋。

浮塵報警分析判據(jù)：

式中：Pset4為整定值，用戶可整定，默認值為PN×5～8%。浮塵報警。

表1　特征列表

通過分析判據(jù)及特征列表呈現(xiàn)規(guī)律，可實現(xiàn)對光伏組串的遮擋、浮塵、損壞等不同運行工況進行預警或告警，并通知運行維護人員對相應工況進行處理。

4　預測數(shù)據(jù)挖掘

4.1預測數(shù)據(jù)入庫

（1）氣象源抓取數(shù)據(jù)（三種氣象源）：抓取數(shù)據(jù)源到本地服務器，進行下載、轉(zhuǎn)換、預測、發(fā)送（文件上傳到60服務器）、生成當日電廠所需的氣象文件和功率文件。

（2）標準文件入庫（Hbase）：定時將文件下載到本地服務器后，進行文件解析，輸出，最后存入到Hbase庫中。

（3）抽取Hbase數(shù)據(jù)到oracle更新最新數(shù)據(jù)：設置調(diào)度當日定時抽取出次日的氣象源數(shù)據(jù)（1d=96個節(jié)點，每15min一個節(jié)點。），把最新數(shù)據(jù)篩選抽取后錄入到Oracle數(shù)據(jù)庫指定表中，可供智能預測平臺修模數(shù)據(jù)使用。

4.2智能算法應用

4.2.1設計智能修正模型

（1）啟動程序：寫入開始狀態(tài)，更新JAB_STATE；

（2）數(shù)據(jù)查詢：模型配置、實際功率、天氣預報、場站運行，Data_Select；寫入數(shù)據(jù)狀態(tài)，更新JAB_STATE；

（3）綜合表匯總及分析：ZHB_Analysis寫入數(shù)據(jù)分析狀態(tài)，Update_Status更新狀態(tài)；

（4）樣本篩選：Samples_Select寫入樣本分析狀態(tài)，更新JAB_STATE。

4.2.2Java調(diào)用Matlab總體流程

預測數(shù)據(jù)應用展示用Java頁面來展示，智能算法用Matlab實現(xiàn)，在智能算法應用時，Java須調(diào)用Matlab算法，Java調(diào)用Matlab總體流程見圖2所示。

4.2.3預測告警應用

（1）采用智能預測自適應的預測模型包進行預測，解決了傳統(tǒng)模式無法滿足使用需求問題，采用web程序與預測程序分離方式，將預測程序打成一個可運行的jar包，使用批處理腳本執(zhí)行。

圖2　調(diào)用流程圖

（2）短信告警：即短信發(fā)送告警短信通知觸發(fā)器，每隔1min定時執(zhí)行一次，持續(xù)時間為1d。

（3）郵件告警：郵件發(fā)送--丹麥：每天17：30執(zhí)行，每隔12h執(zhí)行一次，用來檢查當日氣象源文件未上傳到外商 （丹麥）提供的ftp文件服務器，有異常后便發(fā)送異常確實的數(shù)據(jù)郵件。

5　結(jié)論

通過本文設計的新能源發(fā)電大數(shù)據(jù)中心平臺架構(gòu)，實現(xiàn)了新能源大數(shù)據(jù)信息平臺管理，提升了信息通信平臺的能力，對信息資源實現(xiàn)共享利用、動態(tài)調(diào)度，并基于此大數(shù)據(jù)平臺，提供基于業(yè)務的大數(shù)據(jù)挖掘分析服務，提高設備利用率，降低設備的管理和運營成本，為確保新能源發(fā)電系統(tǒng)安全穩(wěn)定可靠運行提供有效高質(zhì)服務。

［1］王 璨，馮勤超．基于價值評價的電力用戶分類研究［J］.價值工程，2009（5）：64～66．

［2］王 軼，達新宇．分布式并行數(shù)據(jù)挖掘計算框架及其算法研究［J］.微電子學與計算機，2006，23（9）：223～225．

［3］沐連順，崔立忠，安 寧．電力系統(tǒng)云計算中心的研究與實踐［J］.電網(wǎng)技術，2011，35（6）：171～175．

吳樹鴻（1977），男，廣東揭西人，工程師，工學學士，主要從事配電網(wǎng)運行工作。

何 炎（1986），女，廣西玉林人，工程師，碩士，主要從事配電網(wǎng)運行工作。

邱桂華（1987），男，江西贛州人，工程師，碩士，主要從事配電網(wǎng)運行工作。

TP311.1

A

2095-2066（2016）11-0240-02

本論文由南方電網(wǎng)有限責任公司“區(qū)域配電網(wǎng)綜合能源服務管控技術研究與應用”項目（GDKJ00000042）資助。

2016-3-8