徐鈺強(qiáng) 姚海強(qiáng) 馮國(guó)平 韓長(zhǎng)志

（國(guó)網(wǎng)浙江桐鄉(xiāng)市供電有限公司，浙江嘉興314500）

0 引言

電力作為人類活動(dòng)的必備能源，在人們的生活與工作中起著重要作用，隨著新時(shí)期人口的增加與用電的急劇增多，常規(guī)的用電分析系統(tǒng)已經(jīng)無(wú)法滿足高速發(fā)展的經(jīng)濟(jì)社會(huì)需要，用電智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的完善與創(chuàng)新正亟待實(shí)現(xiàn)。通過(guò)用電采集數(shù)據(jù)分析和智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中大數(shù)據(jù)分析的設(shè)計(jì)研究，能夠構(gòu)建科學(xué)化的智能監(jiān)測(cè)模型，實(shí)現(xiàn)對(duì)異常指標(biāo)庫(kù)的建立，進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)配電網(wǎng)點(diǎn)運(yùn)行效果及質(zhì)量的監(jiān)測(cè)與控制。

1 用電采集數(shù)據(jù)分析和智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中大數(shù)據(jù)分析架構(gòu)

1.1 用電采集數(shù)據(jù)分析和智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的功能

用電采集數(shù)據(jù)分析和智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能夠充分發(fā)揮大數(shù)據(jù)技術(shù)的優(yōu)越性，通過(guò)構(gòu)建用電異常指標(biāo)庫(kù)、確定異常間的關(guān)聯(lián)性規(guī)律等一般方法，及時(shí)對(duì)配電網(wǎng)及用戶的用電狀況進(jìn)行觀察監(jiān)測(cè)，以便第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)故障異常，盡快進(jìn)行檢修修復(fù)等。其一般功能與意義如表1所示。

表1 用電采集數(shù)據(jù)分析和智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的功能與意義

1.2 用電采集數(shù)據(jù)分析和智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中大數(shù)據(jù)分析架構(gòu)

大數(shù)據(jù)分析是由數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)計(jì)算與分析、數(shù)據(jù)預(yù)處理、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理、數(shù)據(jù)可視化等關(guān)鍵部分所構(gòu)成的，對(duì)整個(gè)大數(shù)據(jù)運(yùn)作有著重要作用，大數(shù)據(jù)分析架構(gòu)如圖1所示。

在圖1大數(shù)據(jù)分析過(guò)程中，采用以Hdoop為基礎(chǔ)的Mahout算法來(lái)解決并行挖掘問(wèn)題，采用以JAVA為基礎(chǔ)的Weka算法來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘，將Mahout算法與Weka算法相結(jié)合，能夠進(jìn)一步滿足用戶需求。

2 用電采集數(shù)據(jù)和智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中大數(shù)據(jù)分析設(shè)計(jì)

2.1 大數(shù)據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景分析設(shè)計(jì)

圖1 大數(shù)據(jù)分析架構(gòu)

大數(shù)據(jù)分析業(yè)務(wù)模型主要包括市場(chǎng)拓展、維度線損、工作效能、電表運(yùn)行、采集運(yùn)維質(zhì)量、用戶用電等方面，其中對(duì)市場(chǎng)拓展的業(yè)務(wù)分析融入大數(shù)據(jù)分析后能夠進(jìn)一步滿足用戶需求。將數(shù)據(jù)平臺(tái)、數(shù)據(jù)準(zhǔn)備、算法庫(kù)、分析模型、輔助分析決策等進(jìn)行知識(shí)集成，具體操作流程如圖2所示。

圖2 大數(shù)據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景分析設(shè)計(jì)流程圖

2.2 大數(shù)據(jù)分析的決策樹算法

大數(shù)據(jù)決策樹法作為數(shù)據(jù)挖掘分類中的常見(jiàn)方法之一，能夠?qū)D形結(jié)合、更加形象精準(zhǔn)地表現(xiàn)數(shù)據(jù)挖掘的結(jié)果，分析配網(wǎng)線路和增減容用戶短期和中期負(fù)荷及電量的增長(zhǎng)趨勢(shì)。決策樹建模是將抽樣數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)據(jù)變換與數(shù)據(jù)清洗等預(yù)處理、約減、數(shù)據(jù)挖掘、剪枝等流程，形成最終決策樹的過(guò)程，該建模流程中涉及的內(nèi)部節(jié)點(diǎn)代表的是上一個(gè)節(jié)點(diǎn)的輸出，其中每一個(gè)樹葉節(jié)點(diǎn)表示為類分布或者是某一類，如圖3所示。在決策樹相關(guān)探究中，為盡量準(zhǔn)確地算出最終數(shù)據(jù)，通常采用C4.5算法，該算法的定義及計(jì)算流程如表2所示。

3 用電采集數(shù)據(jù)分析和智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中大數(shù)據(jù)分析設(shè)計(jì)的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

通過(guò)用電采集數(shù)據(jù)分析和智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，一是能夠細(xì)致了解不同異常之間的關(guān)聯(lián)規(guī)則，規(guī)范關(guān)聯(lián)管理，對(duì)配電網(wǎng)和用戶使用異常點(diǎn)進(jìn)行理性分析，對(duì)故障情況進(jìn)行摸排判斷；二是能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)異常指標(biāo)庫(kù)的建立，構(gòu)建科學(xué)化的監(jiān)測(cè)模型，進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)配電網(wǎng)點(diǎn)運(yùn)行質(zhì)量的監(jiān)測(cè)與控制；三是能夠借助大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，快速判斷故障地點(diǎn)，推斷故障原因，實(shí)現(xiàn)迅速檢修；四是能夠通過(guò)大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，對(duì)用電不穩(wěn)定的情況進(jìn)行有針對(duì)性地分析，防范偷電竊電的發(fā)生，保障用電安全；五是能夠結(jié)合決策樹運(yùn)算技術(shù)，對(duì)配電站以及用戶用電特性與負(fù)荷特性做出了統(tǒng)計(jì)分析，為解決配電站和用戶問(wèn)題提供數(shù)據(jù)幫助。

表2 大數(shù)據(jù)決策樹C4.5算法