楊智立

摘 要：電力工業(yè)作為一種能源工業(yè)，在國民經(jīng)濟(jì)的增長中起到了重要的作用。本文將通過分析數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的內(nèi)涵、功能、步驟以及關(guān)鍵的關(guān)聯(lián)規(guī)則，針對(duì)基于數(shù)據(jù)挖掘的電站運(yùn)行優(yōu)化進(jìn)行簡單研究和討論。

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)挖掘；電站運(yùn)行；關(guān)聯(lián)規(guī)則

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，電力的需求量越來越大，同時(shí)，對(duì)電力供應(yīng)的質(zhì)量和安全性也有了更高的要求。近年來，我國電力建設(shè)發(fā)展較快，但由于人口基數(shù)較大， 用電需求不斷增長，電力供應(yīng)仍然處于緊張狀態(tài)。為進(jìn)一步提高能源的利用效率，迫切需要利用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，優(yōu)化電站運(yùn)行，提高電站運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和安全性。

1.數(shù)據(jù)挖掘相關(guān)概述

1.1數(shù)據(jù)挖掘與知識(shí)發(fā)現(xiàn)

數(shù)據(jù)挖掘即從數(shù)據(jù)集中識(shí)別有效的數(shù)據(jù)，是一個(gè)知識(shí)發(fā)現(xiàn)的過程，也被稱為數(shù)據(jù)開采和數(shù)據(jù)采掘。數(shù)據(jù)挖掘是科技進(jìn)步的產(chǎn)物，是人工智能、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、機(jī)器學(xué)習(xí)等相關(guān)技術(shù)融合的結(jié)果。數(shù)據(jù)挖掘能夠識(shí)別、分析、轉(zhuǎn)換有價(jià)值的數(shù)據(jù)，用于企業(yè)決策或生產(chǎn)經(jīng)營情況監(jiān)測等。數(shù)據(jù)挖掘中的主要技術(shù)包括數(shù)據(jù)庫技術(shù)、統(tǒng)計(jì)技術(shù)、人工智能等，涉及到多個(gè)領(lǐng)域。隨著人們對(duì)信息技術(shù)利用程度的加深，如何從海量的信息中提取、挖掘、處理有效的消息，為企業(yè)發(fā)展服務(wù)，已經(jīng)成為信息時(shí)代企業(yè)發(fā)展的一項(xiàng)重要難題。從總體上看，數(shù)據(jù)利用的程度較低，因此，數(shù)據(jù)挖掘和知識(shí)發(fā)現(xiàn)技術(shù)開始出現(xiàn)，并表現(xiàn)出強(qiáng)大得發(fā)展?jié)摿Α?/p>

1.2數(shù)據(jù)挖掘功能

數(shù)據(jù)挖掘是一個(gè)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)、分析、推理的過程，其目的是通過發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)中的知識(shí)，對(duì)未來發(fā)展趨勢進(jìn)行預(yù)測，為企業(yè)的決策提供信息上的支持。數(shù)據(jù)挖掘功能主要的包括分類分析、聚類分析、關(guān)聯(lián)規(guī)則分析、序列分析和時(shí)間序列、孤立點(diǎn)分析等。

1.3數(shù)據(jù)挖掘的步驟

數(shù)據(jù)挖掘不是一個(gè)孤立的過程，而是各個(gè)步驟相互聯(lián)結(jié)和配合，共同實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的一種方法。在進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘時(shí)，首先應(yīng)對(duì)問題進(jìn)行定義，明確數(shù)據(jù)挖掘要實(shí)現(xiàn)的挖掘，對(duì)實(shí)踐工作的指導(dǎo)作用，確定學(xué)習(xí)算法等。進(jìn)行數(shù)據(jù)收集和預(yù)處理，包括選取目標(biāo)數(shù)據(jù)、預(yù)處理、數(shù)據(jù)變換等。進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘，根據(jù)定義的問題，采取適當(dāng)?shù)姆椒ㄍ诰驍?shù)據(jù)。解釋結(jié)果并進(jìn)行評(píng)估，對(duì)相關(guān)性較差的數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行排除。

2.關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘理論

2.1關(guān)聯(lián)規(guī)則的定義

數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)中的一個(gè)關(guān)鍵部分就是關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘，能夠發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)性和相關(guān)關(guān)系。數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)常常是隱藏起來的，通過邏輯操作和統(tǒng)計(jì)方法，往往不能發(fā)現(xiàn)其關(guān)聯(lián)屬性，而關(guān)聯(lián)規(guī)則能夠更加準(zhǔn)確捕捉這種關(guān)系，因此，在數(shù)據(jù)挖掘中，關(guān)聯(lián)規(guī)則研究是其中一個(gè)熱點(diǎn)領(lǐng)域。

2.2關(guān)聯(lián)規(guī)則的分類及算法

根據(jù)關(guān)聯(lián)規(guī)則中變量的類型，可以分為布爾型和數(shù)值型；根據(jù)數(shù)據(jù)抽象層次，可以分為單層和多層規(guī)則；根據(jù)數(shù)據(jù)的維度，可以分為單維和多維規(guī)則；根據(jù)數(shù)據(jù)的確定性，可以分為確定和模糊規(guī)則。關(guān)聯(lián)規(guī)則的基本算法包括：寬度優(yōu)先和深度優(yōu)先算法、抽樣算法、增量式更新算法、并行算法等。

3. 基于數(shù)據(jù)挖掘的電站運(yùn)行優(yōu)化

3.1電站運(yùn)行優(yōu)化定義

電站運(yùn)行優(yōu)化主要是包括以下幾個(gè)方面：在線性能計(jì)算、運(yùn)行優(yōu)化目標(biāo)值確定、偏差分析、優(yōu)化操作指導(dǎo)、統(tǒng)計(jì)評(píng)估等。其目的是為了提高電站運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和安全性。通過性能計(jì)算和能損分析，能夠確定運(yùn)行參數(shù)，分析影響電站運(yùn)行的各項(xiàng)因素。根據(jù)運(yùn)行的參數(shù)，確定運(yùn)行優(yōu)化目標(biāo)值，對(duì)最優(yōu)運(yùn)行與實(shí)際運(yùn)行的偏差進(jìn)行分析和評(píng)估，為運(yùn)行人員的提供決策支持，指導(dǎo)運(yùn)行人員的進(jìn)行運(yùn)行調(diào)整，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化電站運(yùn)行的目的。對(duì)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，出具統(tǒng)計(jì)分析和評(píng)價(jià)報(bào)告。

3.2電站運(yùn)行優(yōu)化問題體系

電站運(yùn)行優(yōu)化問題體系包括數(shù)據(jù)采集、檢驗(yàn)以及存儲(chǔ)、性能指標(biāo)計(jì)算、確定優(yōu)化值、偏差分析、操作指導(dǎo)、統(tǒng)計(jì)評(píng)估、故障診斷和維修等。電站運(yùn)行優(yōu)化的基礎(chǔ)就是數(shù)據(jù)的采集和處理，將采集到的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存到數(shù)據(jù)庫中，同時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性進(jìn)行檢驗(yàn)。計(jì)算性能指標(biāo)，通過現(xiàn)場采集的溫度、壓力、流量的數(shù)據(jù)，計(jì)算效率和煤耗等參數(shù)。確定最優(yōu)運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)值，為的運(yùn)行人員提供指導(dǎo)。正確的優(yōu)化目標(biāo)值是計(jì)算偏離情況和打來的經(jīng)濟(jì)損失的前提，能夠?yàn)檫\(yùn)行人員進(jìn)行操作調(diào)整提供方向和指導(dǎo)。目前，在實(shí)際工作中，很多運(yùn)行人員都選擇將設(shè)計(jì)基準(zhǔn)值作為優(yōu)化目標(biāo)值，調(diào)整實(shí)際運(yùn)行參數(shù)，但這種設(shè)置方式往往距離最優(yōu)運(yùn)行狀態(tài)還有一定差距，無法使電站運(yùn)行到達(dá)最佳的安全性和經(jīng)濟(jì)性。優(yōu)化目標(biāo)值的確定，應(yīng)充分考慮其實(shí)時(shí)性、準(zhǔn)確性以及可操作性，其目的是為了指導(dǎo)實(shí)際工作。分析實(shí)際運(yùn)行參數(shù)與目標(biāo)值之間的偏差。通常情況下，其偏差可能與運(yùn)行負(fù)荷、運(yùn)行條件和狀態(tài)、控制系統(tǒng)、操作規(guī)范程度等密切相關(guān)。分別分析其可控參數(shù)和不可控的參數(shù)，確定損失的類型，對(duì)可進(jìn)行調(diào)整的參數(shù)進(jìn)行控制，對(duì)不能通過調(diào)整改善的部分，可以通過設(shè)備維修、更新等方式解決。保持對(duì)運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測，對(duì)電站的運(yùn)行進(jìn)行動(dòng)態(tài)的評(píng)估，對(duì)可調(diào)整的偏差及時(shí)調(diào)整優(yōu)化運(yùn)行。監(jiān)測設(shè)備的性能和狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)設(shè)備出現(xiàn)性能問題，應(yīng)盡快安排維修。

3.3電站運(yùn)行優(yōu)化中數(shù)據(jù)挖掘的重要性

與其他行業(yè)相比，電站運(yùn)行的干擾因素較小，通過分析和把握電站運(yùn)行過程中的數(shù)據(jù)特征和關(guān)聯(lián)性，能夠總結(jié)出有利于生產(chǎn)實(shí)踐的規(guī)律和經(jīng)驗(yàn)，為電站運(yùn)行的優(yōu)化和改進(jìn)提供支持。電站運(yùn)行過程中，需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測，同時(shí)，通過數(shù)據(jù)分析和處理，用于生產(chǎn)運(yùn)行。數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，能夠深入分析數(shù)據(jù)之間隱含的關(guān)系，獲取有價(jià)值的信息和知識(shí)，從而進(jìn)一步優(yōu)化電站運(yùn)行。在電站運(yùn)行中，很多方面都可以應(yīng)用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，例如設(shè)備性能預(yù)測、故障診斷、運(yùn)行優(yōu)化、市場決策、物資管理等。

3.4電站運(yùn)行優(yōu)化系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)挖掘

通過關(guān)聯(lián)性分析，結(jié)果顯示，電站運(yùn)行中操作水平與參數(shù)、性能等指標(biāo)具有密切的關(guān)系?；跀?shù)據(jù)挖掘的電站運(yùn)行優(yōu)化系統(tǒng)，應(yīng)以數(shù)據(jù)為中心，進(jìn)行數(shù)據(jù)的選擇、預(yù)處理、轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)挖掘和評(píng)估。利用數(shù)據(jù)挖掘方法，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行深層的挖掘和分析，建立算法模型。在確定優(yōu)化目標(biāo)值時(shí)，利用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，通過分析歷史數(shù)據(jù)，建立回歸分析，挖掘數(shù)據(jù)潛在的知識(shí)和規(guī)則，為設(shè)置目標(biāo)值提供參考。

結(jié)束語：

數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)是信息時(shí)代發(fā)展的必然產(chǎn)物，提高了人們信息處理和知識(shí)發(fā)現(xiàn)的能力，在信息爆炸時(shí)代，數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)已經(jīng)成為企業(yè)生存和發(fā)展不可獲取的重要技術(shù)。電站運(yùn)行優(yōu)化是指為提高電站運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和安全性，通過性能計(jì)算、運(yùn)行優(yōu)化目標(biāo)值確定、偏差分析、優(yōu)化操作指導(dǎo)、統(tǒng)計(jì)評(píng)估等一系列步驟，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化電站運(yùn)行目的的過程。運(yùn)用的數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，把握其運(yùn)行規(guī)律，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)潛在的知識(shí)，進(jìn)一步優(yōu)化電站運(yùn)行，推動(dòng)我國電力系統(tǒng)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1] 冉鵬.基于動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)挖掘的電站熱力系統(tǒng)運(yùn)行優(yōu)化方法研究[D]. 華北電力大學(xué) 2012

[2] 李建強(qiáng).基于數(shù)據(jù)挖掘的電站運(yùn)行優(yōu)化理論研究與應(yīng)用[D]. 華北電力大學(xué)（河北） 2006

[3] 王秋平，陳志強(qiáng)，魏浩.基于數(shù)據(jù)挖掘的電站運(yùn)行參數(shù)目標(biāo)值優(yōu)化[J]. 電力科學(xué)與工程. 2015（07）

[4] 馮春暉，陳彥橋，劉金琨.數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在火電機(jī)組運(yùn)行參數(shù)優(yōu)化中的應(yīng)用[A]. 中國自動(dòng)化學(xué)會(huì)控制理論專業(yè)委員會(huì)B卷[C]. 2011