陸文祥

（建湖縣建陽中學(xué)，江蘇 鹽城 224700）

0 引言

在本文中所提出系統(tǒng)設(shè)計(jì)方式，是一種規(guī)范管理電力設(shè)備，并對設(shè)備進(jìn)行運(yùn)行數(shù)據(jù)分析與整理的技術(shù)形式，可以對檢測的數(shù)據(jù)信息，以及對一些一般類型的記錄數(shù)據(jù)，進(jìn)行系統(tǒng)性的保存，避免數(shù)據(jù)出現(xiàn)丟失、損壞的問題。在這樣的運(yùn)行模式下，可以讓電網(wǎng)運(yùn)行呈現(xiàn)出高效率、高水平的效果。并且在本文的分析中，主要針對當(dāng)下大數(shù)據(jù)的電力設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)的建立進(jìn)行詳細(xì)的設(shè)計(jì)闡述，進(jìn)而滿足電力系統(tǒng)的運(yùn)行需求，從而避免受到各種問題的影響。

1 核心算法以及關(guān)鍵技術(shù)

1.1 大數(shù)據(jù)分析過程

在進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析的過程中，就是一種通過構(gòu)建出大數(shù)據(jù)平臺技術(shù)，以此進(jìn)行數(shù)據(jù)方面的全面整合，因此對于不同的數(shù)據(jù)而言，在采集的過程中要借助數(shù)據(jù)庫，以此形成對異構(gòu)數(shù)據(jù)存儲方面的實(shí)際需求性分析。其次，還需要對關(guān)系與非關(guān)系型的數(shù)據(jù)庫進(jìn)行處理，并構(gòu)建出分布式的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。之后，還要使用大數(shù)據(jù)流計(jì)算技術(shù)、批計(jì)算技術(shù)以及內(nèi)存計(jì)算技術(shù)等多個(gè)技術(shù)方案，提供更多維度的數(shù)據(jù)計(jì)算處理能力。

1.1.1 大數(shù)據(jù)采集

在當(dāng)下電力網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行中，使用到了大量的傳感器與電子元器件，因此推動了數(shù)據(jù)采集的效率與范疇。加上當(dāng)下信息技術(shù)高速的發(fā)展當(dāng)中，使得人們在進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的環(huán)節(jié)，可以讓計(jì)算機(jī)系統(tǒng)完全取代人工的處理方式，進(jìn)而可以有效的實(shí)現(xiàn)生物識別、條形碼識別等各種信息數(shù)據(jù)的識別與分析。

1.1.2 大數(shù)據(jù)預(yù)處理

在電力設(shè)備運(yùn)行的過程中，一旦運(yùn)行的環(huán)境較差，就會使得在進(jìn)行數(shù)據(jù)采集中，面臨著一定信息遺漏的問題影響。因此，為了保障數(shù)據(jù)采集的可靠性與有效性，就需要在進(jìn)行實(shí)際的數(shù)據(jù)采集中，可以進(jìn)行預(yù)處理，設(shè)置出專門的數(shù)據(jù)格式、非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)建模等，實(shí)現(xiàn)良好的處理。

1.1.3 大數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

在大數(shù)據(jù)分析的過程中，基本上可以分為幾種不同的類型。例如，可以基于時(shí)間、離線計(jì)算、批量計(jì)算等方式，進(jìn)行針對性地分類處理?；蛘咭部梢圆捎眉夹g(shù)手段的方式，進(jìn)行不同的分類。在臨近分類分析算法的使用中，已經(jīng)成為電網(wǎng)系統(tǒng)比較常用的分類分析方法。

1.1.4 大數(shù)據(jù)挖掘

在上述的一些技術(shù)分析方法的加持下，使得分析的結(jié)果還需要進(jìn)行進(jìn)一步的挖掘，進(jìn)而掌握更多的數(shù)據(jù)信息內(nèi)容。在這樣的處理過程中，就需要實(shí)現(xiàn)各種意思的有效傳達(dá)，同時(shí)保障處理中，可以滿足人們的實(shí)際需求。

1.2 聚類算法

聚類算法就是一種對數(shù)據(jù)挖掘、模式識別等諸多領(lǐng)域當(dāng)中，十分重要的研究內(nèi)容，其中聚類算法也是一種十分重要的聚類分析方式，在進(jìn)行實(shí)際的分析過程中，可以很好地讓其數(shù)據(jù)進(jìn)行深入的挖掘處理。在現(xiàn)階段聚類的根本作用，本質(zhì)上就是需要基于某集合按照特定的標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行不同的分組處理，同時(shí)在每一組的對象當(dāng)中，都會有著較高的相似程度，同時(shí)在兩組當(dāng)中，也有著一定的極高差異性。這種聚類分析的技術(shù)使用，成為了數(shù)據(jù)挖掘的十分重要的工具之一，可以進(jìn)行較為詳細(xì)的數(shù)據(jù)分析。其次，還需要在進(jìn)行使用的過程中，對數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理工作，并在之后的處理中，為其他算法進(jìn)行使用。

1.2.1 層次化

在進(jìn)行使用該項(xiàng)技術(shù)的過程中，層次化聚類算法是一種數(shù)據(jù)類的算法方式，因此可以利用數(shù)據(jù)組織的方式，構(gòu)建出一種樹狀圖，以此實(shí)現(xiàn)聚類處理。在這樣的算法使用中，根本目的就是為了能夠在處理的過程中，可以將全部數(shù)據(jù)對象，當(dāng)作一個(gè)具體的個(gè)體，并先計(jì)算兩個(gè)不同類型的距離，這樣就可以將其中最小的；兩個(gè)類進(jìn)行歸并[1]。之后，還需要基于順序進(jìn)行迭代處理，同時(shí)重新計(jì)算分析。

1.2.2 劃分式聚類算法

對劃分式聚類算法計(jì)算而言，首先需要對預(yù)先指定的聚類數(shù)目，或者指定的聚類中心，進(jìn)行反復(fù)迭代的運(yùn)算，這樣才可以慢慢地降低目標(biāo)函數(shù)當(dāng)中的誤差。而在目標(biāo)函數(shù)值出現(xiàn)收斂的顯示后，就可以得到最終結(jié)果[2]。

1.2.3 密度與網(wǎng)格計(jì)算

這種網(wǎng)絡(luò)與密度的聚類方法，本質(zhì)上就是一種十分重要的聚類方式，可以在空間信息處理的過程中，廣泛地應(yīng)用到各個(gè)空間當(dāng)中。特別是在一些大規(guī)模數(shù)據(jù)處理的過程中，可以很好地運(yùn)用這種計(jì)算方式。而對于傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理技術(shù)而言，在處理的過程中，始終無法考慮到數(shù)據(jù)的密度，因此這樣先進(jìn)的密度處理方式，可以實(shí)現(xiàn)高效率的處理[3]。

1.2.4 模型聚類方法

基于模型的方式，可以將全部數(shù)據(jù)信息設(shè)定成一個(gè)模型，在進(jìn)行直接查詢數(shù)據(jù)的過程中，就可以形成一個(gè)具體的對象，以此可以在完成期望優(yōu)化之后，就可以形成數(shù)據(jù)集與部分模型之間的良好契合。由此可見，有必要應(yīng)用模型聚類方法，實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)的分析，從而保證這樣的算法能夠?yàn)橄到y(tǒng)功能的完善奠定基礎(chǔ)。

2 系統(tǒng)內(nèi)功能性需求

在系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過程中，設(shè)計(jì)出了多個(gè)模塊，以此針對不同的模塊的功能性，都需要進(jìn)行深入分析，以此保障系統(tǒng)可以穩(wěn)定地運(yùn)行下去。

2.1 用戶管理模塊

現(xiàn)階段在這個(gè)模塊當(dāng)中，主要是負(fù)責(zé)用戶登錄、注冊新用戶、修改密碼等方面的操作。而在彈出消息框，就是為了提示用戶需要同時(shí)填寫賬戶名與密碼。其次，在這樣的模塊使用過程中，也相應(yīng)地需要對各種人員與部門，進(jìn)行統(tǒng)一化的管理，在操作中較為便捷高效。在每一個(gè)用戶操作中，都可以對應(yīng)一個(gè)優(yōu)先級，優(yōu)先級越高的用戶，則可以操作更多的內(nèi)容。而在對用戶信息進(jìn)行核對之后，就可以提供相應(yīng)的權(quán)限內(nèi)容。當(dāng)下在模塊的處理中，并不能將用戶信息存儲在數(shù)據(jù)庫當(dāng)中，而是需要事前進(jìn)行加密處理，這樣才能夠提升數(shù)據(jù)的安全性[4]。

2.2 數(shù)據(jù)采集

在數(shù)據(jù)采集模塊的運(yùn)行中，就是主要負(fù)責(zé)黑匣子的數(shù)據(jù)與處理，進(jìn)而利用大數(shù)據(jù)，將其電力現(xiàn)場所采集到的電力設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)，輸送到服務(wù)器當(dāng)中，并將全部采集到的數(shù)據(jù)信息，分享給各種電力設(shè)備的檢測模塊。當(dāng)下的數(shù)據(jù)采集處理工作，成為了上位機(jī)與下位機(jī)的通信基礎(chǔ)。

2.3 變電站蓄電池性能

在電池性能的數(shù)據(jù)采集過程中，往往有著電池交流充放電量、電池充電功率，以及電池放電功率方面的實(shí)際效果。在計(jì)算電池性能的過程中，還需要對其進(jìn)行全面的分析以及處理，這樣就可以在后續(xù)的處理過程中，提供良好的數(shù)據(jù)參考，并對電池的實(shí)際使用周期進(jìn)行一定的合理預(yù)測。

2.4 變電設(shè)備檢測

現(xiàn)階段在構(gòu)建出智能變電站的過程中，是一種智能電網(wǎng)的重要基礎(chǔ)與支撐節(jié)點(diǎn)，同時(shí)變電設(shè)備的運(yùn)行過程中，其分析模塊往往需要對眾多的狀態(tài)信息，進(jìn)行針對性的處理，以此充分地利用數(shù)據(jù)挖掘的方式，有效的對其電力設(shè)備的實(shí)際狀態(tài)，進(jìn)行針對性的分析，為之后的運(yùn)維檢修提供良好的數(shù)據(jù)參考。伴隨著我國變電設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)建，使得使用了更多的傳感器技術(shù)，在智能變電站的運(yùn)維中，也相應(yīng)地采用了更多的在線監(jiān)測手段，以此獲取到更多的數(shù)據(jù)信息。而在變電站設(shè)備的狀態(tài)分析中，還需要提供更多的設(shè)備狀態(tài)信息，例如設(shè)備臺賬參數(shù)等信息的分析與計(jì)算。

3 大數(shù)據(jù)的電力設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

3.1 數(shù)據(jù)預(yù)處理

3.1.1 數(shù)據(jù)清理

在現(xiàn)階段的電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行中，由于使用的電力設(shè)備數(shù)據(jù)越來越大，就導(dǎo)致海量的數(shù)據(jù)的整理過程中，始終存在著不完整、復(fù)雜多變以及多余數(shù)據(jù)的分析，大量的數(shù)據(jù)冗雜在一起，就會導(dǎo)致對數(shù)據(jù)分析的效率造成直接的影響，因此就需要對其系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理分析，以此對一些無用的信息進(jìn)行提前篩除，進(jìn)而使得在處理的過程中，處理好各種類型的數(shù)據(jù)信息。當(dāng)下電力設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)，呈現(xiàn)出多樣化的特征，例如電力設(shè)備檢測數(shù)據(jù)、電流數(shù)據(jù)、電壓數(shù)據(jù)以及溫度數(shù)據(jù)等，因此就為了能夠處理好多種類型的數(shù)據(jù)信息，就需要保障在設(shè)計(jì)的處理中，進(jìn)行針對性的數(shù)據(jù)清理。

3.1.2 變電站設(shè)備檢測功能

在當(dāng)下智能變電站的智能電網(wǎng)檢測過程中，其重要的基礎(chǔ)與智能節(jié)點(diǎn)，始終都需要在變電設(shè)備狀態(tài)分析模塊中，對眾多的狀態(tài)信息進(jìn)行針對性的處理。其次，還需要充分地利用大數(shù)據(jù)分析挖掘理論，明確出電力設(shè)備的狀態(tài)以及故障演變的機(jī)理，進(jìn)而為之后的運(yùn)維檢修工作提供良好的基礎(chǔ)。伴隨著我國新一代的變電設(shè)備的物聯(lián)網(wǎng)構(gòu)建，使得已經(jīng)廣泛地運(yùn)用到了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，因此在其運(yùn)行中的檢測能力也得到了全面的提升[5]。

3.2 數(shù)據(jù)采集模塊

在這個(gè)模塊的運(yùn)行中，主要就是為了能夠向上層應(yīng)用程序，提供一個(gè)良好的數(shù)據(jù)采集工作，并相應(yīng)地在模塊的處理過程中，幫助數(shù)據(jù)采集搞設(shè)計(jì)，提供一個(gè)多線程的采集模式。而對于遠(yuǎn)程控制功能而言，就是一種非實(shí)時(shí)性的功能操作，可以在之后的操作過程中，形成良好的處理效果。在本模塊的設(shè)計(jì)中，本質(zhì)上就是一種不進(jìn)行獨(dú)立操作，而是融合在主線程模塊當(dāng)中的操作方式。數(shù)據(jù)采集的工具使用中，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本上包含著物理層、訪問層、數(shù)據(jù)采集層等主動的設(shè)計(jì)模式。其中物理層就是黑匣子當(dāng)中的數(shù)據(jù)采集。而在訪問層當(dāng)中，則是利用串口協(xié)議的方式，將其上位機(jī)與黑匣子進(jìn)行相應(yīng)的連接，以此保障對電力現(xiàn)場的地址資源進(jìn)行相應(yīng)的處理。一般情況下，進(jìn)行動態(tài)劃分的地址處理中，都會對黑匣子進(jìn)行表示，以此保障實(shí)際的處理過程中，能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的分析與處理。

3.3 數(shù)據(jù)分析模塊

在這樣的分析模塊當(dāng)中，就是一種實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)動態(tài)化檢測的功能。但是伴隨著檢測的進(jìn)展，使得逐漸形成了大量的數(shù)據(jù)信息，因此就需要對歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行分析的過程中，能夠進(jìn)行針對性的狀態(tài)評估，以此保障在有限的時(shí)間當(dāng)中，進(jìn)行針對性的分析與處理，并在合理的時(shí)間周期內(nèi)，完成相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理。

4 結(jié)語

綜本文全文所述，在進(jìn)行電網(wǎng)運(yùn)行的過程中，各種不可避免的小問題會隨之而來，并且由于進(jìn)行分析的過程需要處理海量的數(shù)據(jù)信息，因此就需要保障在進(jìn)行分析中，能夠極大地提升處理準(zhǔn)確性與可靠性，在當(dāng)下的設(shè)計(jì)出的電力設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，就可以解決這樣的數(shù)據(jù)分析問題。最后，電池的動態(tài)性分析，也成為了對之后工作準(zhǔn)確性和高效性影響的關(guān)鍵所在，因此本文所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)，可以全面提升數(shù)據(jù)采集的效率，滿足相關(guān)工作人員的實(shí)際需求。