李艷，楊麗芝，張磊，張萬杰，李宏梅

（云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司德宏供電局，云南德宏 678400）

時間序列數(shù)據(jù)庫是一種特殊的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用結(jié)構(gòu)，能夠同時處理多項帶有時間標簽的數(shù)據(jù)信息參量，在實際應(yīng)用過程中，帶有時間標簽的數(shù)據(jù)信息也被直接稱為時間序列數(shù)據(jù)。對于電網(wǎng)應(yīng)用體系來說，時間序列數(shù)據(jù)庫往往采用按需存儲的方式，對已產(chǎn)生的電量信息進行處理，隨著指令執(zhí)行時間的延長，所有電量信息數(shù)據(jù)都可以從原始存在位置被轉(zhuǎn)移到數(shù)據(jù)庫主機之中，這也是時間序列數(shù)據(jù)庫體系始終具備較強運行活力的主要原因[1-2]。時序大數(shù)據(jù)不會對信息參量的存儲行為作出任何限制，只要一個數(shù)據(jù)參量具有明顯的位置信息，那么它就有可能作為數(shù)據(jù)庫體系的存儲對象，因此該項技術(shù)的應(yīng)用，大大提升了電網(wǎng)信息的查詢與傳輸速率。

隨著電信號傳輸量的增大，電網(wǎng)訪問服務(wù)端主機對這些信息參量的承載能力會出現(xiàn)明顯下降的變化趨勢，此時各種風(fēng)險訪問行為頻繁發(fā)生，從而使得電網(wǎng)體系的運行安全性受到嚴重影響。傳統(tǒng)多態(tài)不確定性評估方法通過度量電量信息實時存儲位置的方式，確定電信號數(shù)據(jù)之間的交流頻率，再通過按需篩查的方式，將這些信號參量分別存儲于既定的訪問空間之中，以供電網(wǎng)主機的直接調(diào)取與利用[3]。然而該方法的適用能力相對有限，當訪問數(shù)據(jù)量過大時，電網(wǎng)服務(wù)端對于電量信號的承載能力并不能得到有效保障。為解決上述問題，引入時間序列數(shù)據(jù)庫，并以此為基礎(chǔ)，設(shè)計一種新型的電網(wǎng)訪問服務(wù)端風(fēng)險預(yù)警模型。

1 基于時間序列數(shù)據(jù)庫的電網(wǎng)負荷分析

在時間序列數(shù)據(jù)庫的作用下，電網(wǎng)負荷分析主要由時間序列數(shù)據(jù)庫構(gòu)建、電量挖掘深度確定、電網(wǎng)負荷量計算幾部分組成，具體研究方法如下。

1.1 時間序列數(shù)據(jù)庫構(gòu)建

在電網(wǎng)環(huán)境中，時間序列數(shù)據(jù)庫作為信號過渡裝置，負責(zé)將電網(wǎng)數(shù)據(jù)反饋至電網(wǎng)訪問服務(wù)端設(shè)備之中，且在執(zhí)行處理指令的同時，能夠?qū)﹄妷盒盘?、電流信號進行準確區(qū)分，對于電網(wǎng)訪問服務(wù)端而言，電壓信號、電流信號是兩種完全不同的數(shù)據(jù)信息參量，前者反映了越限電壓的數(shù)值水平，后者的數(shù)值水平則與過載電流指標直接相關(guān)[4-5]。在實施風(fēng)險預(yù)警執(zhí)行時，與時間序列數(shù)據(jù)庫相關(guān)的電網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸行為包含直接反饋、間接反饋兩種模式。其中，直接反饋是指電網(wǎng)數(shù)據(jù)可由原始存儲位置直接進入電網(wǎng)訪問服務(wù)端設(shè)備中，且此過程中，電量信號不會被消耗；間接反饋是指電網(wǎng)數(shù)據(jù)會經(jīng)過數(shù)據(jù)庫體系的暫時存儲，然后再經(jīng)由信道組織，進入電網(wǎng)訪問服務(wù)端設(shè)備中。時間序列數(shù)據(jù)庫是具有包容性的應(yīng)用結(jié)構(gòu)，其對于電壓信號與電流信號的存儲方式并沒有明顯區(qū)別。

1.2 電量挖掘深度確定

電量挖掘深度是指電量信號在電網(wǎng)訪問服務(wù)端中的實際傳輸距離，對于電網(wǎng)體系來說，電量挖掘深度的物理取值越大，則表示時間序列數(shù)據(jù)庫對于電量信號的轉(zhuǎn)存能力越強，反之則越弱[6-7]。設(shè)w表示電量信號的傳輸標度值，i′表示w指標的最大取值結(jié)果，在實際應(yīng)用過程中，i′-w>1 的不等式條件恒成立。Y表示數(shù)據(jù)庫主機中電量信號的序列指征，表示電網(wǎng)訪問服務(wù)端中的信號量傳輸均值，χ表示電量信號挖掘權(quán)限，r表示與電網(wǎng)訪問服務(wù)端相關(guān)的時間序列標準，p表示電量信號在時間序列數(shù)據(jù)庫中的轉(zhuǎn)存系數(shù)，表示待轉(zhuǎn)存的電量信號特征值。聯(lián)立上述物理量，可將電量挖掘深度表達式定義為：

為使電網(wǎng)訪問服務(wù)端的風(fēng)險預(yù)警能力得到有效促進，電量挖掘深度的計算必須參考時間序列數(shù)據(jù)庫體系的當前運行能力。

1.3 電網(wǎng)負荷量計算

電網(wǎng)負荷量也稱電網(wǎng)訪問服務(wù)端所承擔(dān)的電信號風(fēng)險行為量，若參考時間序列數(shù)據(jù)庫的實際作用能力，則可認為待處理的電量信號越多，訪問服務(wù)端設(shè)備所承擔(dān)的行為風(fēng)險也就越大[8]。在不考慮其他干擾條件的情況下，電網(wǎng)負荷量指標的計算結(jié)果受到電信號風(fēng)險行為強度、信號序列指標兩項物理系數(shù)的直接影響。電信號風(fēng)險行為強度可表示為β，由于電網(wǎng)訪問服務(wù)端并不能保持完全穩(wěn)定的運行狀態(tài)，所以該項指標參量的取值結(jié)果必須具有較強的適應(yīng)性。信號序列指標可表示為，在單位負荷時間ΔT內(nèi)，該項物理系數(shù)的取值結(jié)果越大，電網(wǎng)負荷量指標的計算值結(jié)果也就越小。在上述物理量的支持下，聯(lián)立式（1），可將電網(wǎng)負荷量計算表達式定義為：

式中，?表示電量信號在電網(wǎng)訪問服務(wù)端中的迭代傳輸次數(shù)，s表示最小的電量信號篩查系數(shù)，u表示電量信號的標準負荷條件。在時間序列數(shù)據(jù)庫連接行為不發(fā)生變化的情況下，電網(wǎng)負荷量計算結(jié)果將直接影響電網(wǎng)訪問服務(wù)端對于風(fēng)險性行為的承載能力[9-10]。

2 電網(wǎng)訪問服務(wù)端風(fēng)險預(yù)警模型

在時間序列數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)的作用下，按照預(yù)警對象選擇、越限電壓計算、過載電流計算的處理流程，實現(xiàn)新型電網(wǎng)訪問服務(wù)端風(fēng)險預(yù)警模型的設(shè)計與應(yīng)用。

2.1 預(yù)警對象選擇

電網(wǎng)訪問服務(wù)端組織的預(yù)警對象由電壓信號、電流信號兩部分組成，其具體行為方式及表現(xiàn)能力如下：

1）電壓信號：電壓信號決定了越限電壓的數(shù)值計算結(jié)果，如果將時間序列數(shù)據(jù)庫連接行為作為已知條件，則可將電壓信號作為預(yù)警模型制定的核心參考指標[11]。在電網(wǎng)訪問服務(wù)端中，電壓信號不但決定了輸出電壓的基本數(shù)值，也可約束風(fēng)險行為的表現(xiàn)能力，一般來說，電壓信號的物理取值越小，則表示風(fēng)險行為的表現(xiàn)強度越低，反之則越強。

2）電流信號：電流信號決定了過載電流的數(shù)值計算結(jié)果，在時間序列數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)連接行為強度保持不變的情況下，電流信號可同時對傳輸電流與傳輸電壓的數(shù)值水平進行約束[12]。簡單來說，與電壓信號相比，電流信號的實用性能力更強，其能夠?qū)﹄娋W(wǎng)訪問服務(wù)端風(fēng)險行為表現(xiàn)特征進行更為適度的調(diào)節(jié)。

2.2 越限電壓

越限電壓也叫電網(wǎng)訪問服務(wù)端的風(fēng)險預(yù)警電壓，該項物理指標的計算必須同時參考接入電阻、行為風(fēng)險度量值兩項物理系數(shù)的影響[13-14]。在電網(wǎng)訪問服務(wù)端中，接入電阻R在特定越限條件ε下的取值結(jié)果為Rε，一般來說，Rε>R的不等式條件恒成立。作為接入電阻R的平均值，其數(shù)值結(jié)果并不受到Rε指標的影響。行為風(fēng)險度量值可表示為ξ，對于電網(wǎng)訪問服務(wù)端設(shè)備來說，該項指標參量的取值結(jié)果受到時間序列數(shù)據(jù)庫體系執(zhí)行能力的直接影響。在上述物理量的支持下，聯(lián)立式（2），可將越限電壓表達式定義為：

其中，f表示風(fēng)險行為標記系數(shù)，h1、h2表示兩個不同的風(fēng)險行為定義項。在電壓信號傳輸行為保持不變的情況下，h1≠h2的不等式條件恒成立。

2.3 過載電流

過載電流也叫電網(wǎng)訪問服務(wù)端的風(fēng)險預(yù)警電流，受到時間序列數(shù)據(jù)庫模型的影響，該項指標參量的取值結(jié)果越大，服務(wù)端設(shè)備所承擔(dān)預(yù)警行為的風(fēng)險等級也就越高。規(guī)定m表示電網(wǎng)訪問服務(wù)端中的電流信號輸出系數(shù)，從風(fēng)險預(yù)警行為有效性的角度來考慮，該項指標參量的取值結(jié)果越大，則表示過載電流計算結(jié)果越具有參考價值[15-16]。設(shè)表示電流信號在單位時間內(nèi)的輸出均值，c表示電流信號輸出權(quán)限，xc表示c權(quán)限下的電流信號特征值，z表示既定的電流信號的過載權(quán)限指標。在上述物理量的支持下，聯(lián)立式（3），可將過載電流表達式定義為：

在時間序列數(shù)據(jù)庫的支持下，為實現(xiàn)對電網(wǎng)訪問服務(wù)端風(fēng)險的準確預(yù)警，應(yīng)同時參考越限電壓、過載電流的數(shù)值計算結(jié)果。

3 實例分析

為突出說明基于時間序列數(shù)據(jù)庫的電網(wǎng)訪問服務(wù)端風(fēng)險預(yù)警模型、多態(tài)不確定性評估方法的實用性價值，設(shè)計對比實驗。通過人工調(diào)試的方式，對電網(wǎng)訪問服務(wù)器進行設(shè)置。首先，采用基于時間序列數(shù)據(jù)庫的風(fēng)險預(yù)警模型對服務(wù)器設(shè)備進行控制，將所得數(shù)據(jù)信息作為實驗組變量；然后，將所有服務(wù)器系數(shù)全部歸零；其次，采用多態(tài)不確定性評估方法對服務(wù)器設(shè)備進行控制，將所得數(shù)據(jù)信息作為對照組變量；最后，對比實驗組、對照組實驗數(shù)據(jù)，分析兩個模型的實際應(yīng)用能力。電網(wǎng)訪問服務(wù)器對于電量信號的承載能力，能夠反映服務(wù)器設(shè)備對于風(fēng)險訪問行為的預(yù)警能力。一般來說，電網(wǎng)訪問服務(wù)器對于電量信號的承載能力越強，服務(wù)器設(shè)備對于風(fēng)險訪問行為的預(yù)警能力也就越強，反之則越弱。

電網(wǎng)訪問服務(wù)器對于電量信號的承載能力可以從電壓、電流兩方面來衡量，若承載電壓、承載電流的實驗數(shù)值明顯高于其理想數(shù)值水平，則表示電網(wǎng)訪問服務(wù)器對于電量信號的承載能力較強。

表1 記錄了電網(wǎng)訪問服務(wù)端承載電壓與承載電流的理想數(shù)值。

表1 承載電壓與承載電流的理想數(shù)值

分析表1 可知，在理想狀態(tài)下，電網(wǎng)訪問服務(wù)端承載電壓數(shù)值保持先上升、再穩(wěn)定的變化趨勢，全局極大值249 V 與全局極小值225 V 相比，上升了24 V；電網(wǎng)訪問服務(wù)端承載電流數(shù)值則保持先上升、再小幅穩(wěn)定波動的變化趨勢，全局極大值5.68 A 與全局極小值5.43 A 相比，上升了0.25 A。

圖1 反映了電網(wǎng)訪問服務(wù)端負載電壓的實驗數(shù)值曲線。

分析圖1 可知，隨著實驗時間的延長，實驗組承載電壓始終保持不斷上升的數(shù)值變化趨勢，但其后期上升幅度明顯小于前期，當實驗時間等于10 min時，實驗組電壓數(shù)值與理想數(shù)值完全相等，但其均值水平高于理想數(shù)值。對照組承載電壓則保持先上升、再下降的數(shù)值變化趨勢，整個實驗過程中，其均值水平低于理想數(shù)值與實驗組數(shù)值。

圖2 反映了電網(wǎng)訪問服務(wù)端負載電流的實驗數(shù)值曲線。

圖2 承載電流的實驗數(shù)值曲線

分析圖2 可知，實驗組承載電流基本能夠保持不斷上升的數(shù)值變化狀態(tài)，當實驗時間等于10 min時，實驗組承載電流數(shù)值略小于理想數(shù)值，但整個實驗過程中，實驗組承載電流均值始終高于理想數(shù)值。對照組承載電流則始終保持上升、下降交替出現(xiàn)的數(shù)值變化狀態(tài)，整個實驗過程中，對照組最大值僅能達到5.31 A，遠低于實驗組最大值。

4 結(jié)束語

在時間序列數(shù)據(jù)庫的作用下，新型電網(wǎng)訪問服務(wù)端風(fēng)險預(yù)警模型在傳統(tǒng)多態(tài)不確定性評估方法的基礎(chǔ)上，通過確定電量挖掘深度的方式，計算電網(wǎng)負荷量的實際數(shù)值結(jié)果，再根據(jù)所選預(yù)警對象的不同，對越限電壓、過載電流的物理數(shù)值進行準確統(tǒng)計。從實用性角度來看，在這種新型預(yù)警模型的作用下，電網(wǎng)訪問服務(wù)端設(shè)備對于電量信號的承載能力出現(xiàn)了明顯增強的變化趨勢，不但能夠避免風(fēng)險訪問行為的發(fā)生，還能適度促進電網(wǎng)主機對于風(fēng)險訪問行為的預(yù)警能力，具備較強的實用性價值。