彭英華 刁慕杰 王 程

（國電菏澤發(fā)電有限公司，山東菏澤274000）

0 引言

當(dāng)前，海量數(shù)據(jù)為電力行業(yè)生產(chǎn)監(jiān)督、運(yùn)營維護(hù)與市場(chǎng)營銷提供了規(guī)模龐大、類型多樣的信息支撐；而處于大數(shù)據(jù)時(shí)代背景下，研究如何采用現(xiàn)代信息資源整合與數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，加強(qiáng)電力相關(guān)業(yè)務(wù)流監(jiān)督，提升行業(yè)整體規(guī)劃布局，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義與經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

1 大數(shù)據(jù)時(shí)代背景

關(guān)于大數(shù)據(jù)（Big Data）時(shí)代背景的定義，是指基于超出傳統(tǒng)DataBase處理軟件所能處理范圍的海量規(guī)模數(shù)據(jù)，其在數(shù)據(jù)獲取、數(shù)據(jù)管理分析上具有類型多樣、規(guī)模龐大、時(shí)效傳輸?shù)忍攸c(diǎn)。大數(shù)據(jù)所涉及的信息，往往需多臺(tái)計(jì)算機(jī)采用分布式計(jì)算的方式來處理，利用云計(jì)算與分布式數(shù)據(jù)處理技術(shù)，提升多源數(shù)據(jù)加工與深度挖掘的能力。

盡管當(dāng)前電力相關(guān)行業(yè)在產(chǎn)品生產(chǎn)、運(yùn)行維護(hù)與安全管理方面積累了龐大的零散數(shù)據(jù)，但由于傳統(tǒng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫僅處于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、查詢與簡(jiǎn)單統(tǒng)計(jì)等低端層次水平，因而難以獲取數(shù)據(jù)所隱藏的內(nèi)部聯(lián)系與潛在價(jià)值信息，必須依托數(shù)據(jù)整合與數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，提升大數(shù)據(jù)時(shí)代背景下電力行業(yè)的數(shù)字化管理水平。

2 電力監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)分析的特點(diǎn)

隨著現(xiàn)代數(shù)據(jù)獲取手段的進(jìn)步，電力數(shù)據(jù)采集能力迅速增長(zhǎng)，然而對(duì)有效信息的處理能力擴(kuò)展卻相對(duì)滯后，進(jìn)而對(duì)電力運(yùn)營監(jiān)督能力的提升造成了一定影響。概括分析，電力監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)分析包含以下特點(diǎn)：

（1）數(shù)據(jù)冗余量大、類型繁雜多樣，價(jià)值密度相對(duì)較低。以無人機(jī)、人力巡線、電力工況實(shí)時(shí)采集為手段獲取的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)序列，類型復(fù)雜多樣，從文本、聲音、圖片到視頻，數(shù)據(jù)量大，格式難以標(biāo)準(zhǔn)化處理，對(duì)電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)分析構(gòu)成了一定的限制。

（2）數(shù)據(jù)規(guī)模相對(duì)較大，傳統(tǒng)手段難以快速處理。電力運(yùn)營監(jiān)控系統(tǒng)涉及數(shù)據(jù)采集、信息傳輸與分析、設(shè)備故障排查診斷、故障影響風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估等諸多方面，數(shù)據(jù)采集信息量巨大，且規(guī)范指標(biāo)相對(duì)較多，當(dāng)前傳統(tǒng)數(shù)據(jù)分析軟硬件難以快速運(yùn)算處理，必須依靠云計(jì)算、分布式處理系統(tǒng)等符合大數(shù)據(jù)條件的信息并行處理技術(shù)。

（3）數(shù)據(jù)資源共享整合程度較低，影響了行業(yè)整體規(guī)劃分析的精準(zhǔn)度。由于當(dāng)前各電力運(yùn)營監(jiān)控系統(tǒng)相互分散獨(dú)立，數(shù)據(jù)控制中心同各基礎(chǔ)節(jié)點(diǎn)之間通信標(biāo)準(zhǔn)存在差異，數(shù)據(jù)的共享利用程度相對(duì)較低，存在多源異構(gòu)壁壘，難以滿足現(xiàn)代智能化、數(shù)字化集成的要求。

針對(duì)上述問題，可采用基于大數(shù)據(jù)背景的相關(guān)信息處理技術(shù)來嘗試解決，即數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)與分布式并行計(jì)算技術(shù)。其中，數(shù)據(jù)挖掘（Data mining）即從多源數(shù)據(jù)信息中，通過BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊集、機(jī)器學(xué)習(xí)、統(tǒng)計(jì)分析等方法來檢索數(shù)據(jù)背后的資源，有助于發(fā)現(xiàn)電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)的潛在規(guī)律；分布式并行計(jì)算，即針對(duì)海量龐大的電力運(yùn)營狀態(tài)數(shù)據(jù)，將其分割為許多小模塊區(qū)間，分別交由不同的高性能計(jì)算機(jī)來進(jìn)行分布式處理，按照運(yùn)行方式的差異，劃分為計(jì)算機(jī)集群系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，由于分布式運(yùn)算本身內(nèi)部工序分層進(jìn)行，存在異構(gòu)，但各層內(nèi)部對(duì)外公開，通過API/SDK等相互調(diào)用管理，有助于對(duì)大量電力運(yùn)營狀態(tài)數(shù)據(jù)快速進(jìn)行分類異構(gòu)處理，提升電力安全監(jiān)督的效率。

3 基于大數(shù)據(jù)背景的電力運(yùn)營監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)處理研究

電力運(yùn)營監(jiān)控系統(tǒng)主要包含基礎(chǔ)資料數(shù)據(jù)、產(chǎn)業(yè)運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)與控制管理信息等方面，其中基礎(chǔ)資料數(shù)據(jù)包含電力設(shè)備的運(yùn)行穩(wěn)定性、電力能源的存量、電壓情況等，后兩者側(cè)重于生產(chǎn)與管理層次下的整體生產(chǎn)運(yùn)行決策。電力運(yùn)營監(jiān)控系統(tǒng)組織結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。

圖1 電力運(yùn)營監(jiān)測(cè)系統(tǒng)組成示意圖

電力運(yùn)營監(jiān)控系統(tǒng)，以數(shù)據(jù)挖掘、分布式運(yùn)算為特點(diǎn)，以基礎(chǔ)資料數(shù)據(jù)為平臺(tái)，結(jié)合實(shí)時(shí)生產(chǎn)運(yùn)營數(shù)據(jù)，分層查詢與管理、逐級(jí)分布管控，實(shí)現(xiàn)了電力監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)的透明化與可視化，通過數(shù)據(jù)共享整合，促進(jìn)了電力業(yè)務(wù)的縱深化發(fā)展，并結(jié)合大數(shù)據(jù)時(shí)代下的數(shù)據(jù)集成抽樣、特異性群組與聚類分析等方法，提升數(shù)據(jù)支撐的價(jià)值密度。電力生產(chǎn)模塊結(jié)構(gòu)關(guān)系示意圖如圖2所示。

圖2 電力生產(chǎn)模塊結(jié)構(gòu)關(guān)系示意圖

從系統(tǒng)架構(gòu)來分析，主要包含數(shù)據(jù)采集層、數(shù)據(jù)分析處理層、系統(tǒng)應(yīng)用層等部分，數(shù)據(jù)采集層指借助DMS/用電采集系統(tǒng)等構(gòu)建的數(shù)據(jù)交換采集信息系統(tǒng)，是整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)營的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)來源；數(shù)據(jù)分析處理層主要是指以時(shí)空關(guān)系數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，采取的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)分布計(jì)算等技術(shù)來匯總、分析與表達(dá)數(shù)據(jù)聯(lián)系，提供數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、計(jì)算、圖形與表格化生產(chǎn)以及在線Web網(wǎng)絡(luò)發(fā)布等功能；系統(tǒng)應(yīng)用層則重在實(shí)現(xiàn)封裝式功能，即實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)生產(chǎn)監(jiān)控、配電優(yōu)化分析、行業(yè)運(yùn)行狀態(tài)檢驗(yàn)、電力客戶動(dòng)態(tài)管理與行業(yè)總體輔助規(guī)劃等具體應(yīng)用。通過以上構(gòu)成電力運(yùn)營監(jiān)控系統(tǒng)得以實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)時(shí)代電力行業(yè)信息分析的科學(xué)指導(dǎo)。

4 結(jié)語

綜上所述，基于大數(shù)據(jù)時(shí)代背景來整合多源電力數(shù)據(jù)資源，深度挖掘隱含信息規(guī)律，加強(qiáng)電力相關(guān)業(yè)務(wù)流監(jiān)督，提升行業(yè)整體規(guī)劃布局，有助于提升電力運(yùn)營監(jiān)控的準(zhǔn)確性、時(shí)效性與科學(xué)性，有助于促進(jìn)電力行業(yè)持續(xù)、健康、穩(wěn)步發(fā)展。

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