電力數(shù)據(jù)融合系統(tǒng)研究

1、電力數(shù)據(jù)融合系統(tǒng)研究摘要：為了提高工作效率、減少數(shù)據(jù)冗余和沖突性，需要將多個系統(tǒng)的關(guān)鍵數(shù) 據(jù)進(jìn)行融合。本文根據(jù)實際情況，選擇數(shù)據(jù)融合的方式，設(shè)計電力數(shù)據(jù)融合系統(tǒng), 將多個體系來源的數(shù)據(jù)進(jìn)行分類融合處理，得到比單一來源更加完善、全面的數(shù) 據(jù)、提高了數(shù)據(jù)的有效性和可信度。關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)融合系統(tǒng)；有效性；可信度0引言隨著智能電網(wǎng)的不斷發(fā)展以及信息化技術(shù)的逐漸提升，電力系統(tǒng)也應(yīng)該向智 能化和信息化方向發(fā)展。前，電力系統(tǒng)電力公司內(nèi)部通常有多個業(yè)務(wù)系統(tǒng)同時 并存，不同的系統(tǒng)山于開發(fā)時間節(jié)點、開發(fā)公司及開發(fā)背最等諸多歷史原因，導(dǎo) 致這些信息系統(tǒng)分別獨立運(yùn)行，或者僅有少量體系簡單整合，這給體系的良好運(yùn) 轉(zhuǎn)帶來極

2、大挑戰(zhàn)。而且，不同體系中的數(shù)據(jù)既有交互，乂有重疊，但乂因特定業(yè) 務(wù)系統(tǒng)的要求不同，其數(shù)據(jù)內(nèi)容亦存在一定的不一致性，使數(shù)據(jù)提取及統(tǒng)一口徑 造成一定的統(tǒng)計難度。針對以上問題，為了提高工作效率、減少數(shù)據(jù)冗余和沖突性，需要將多個業(yè) 務(wù)系統(tǒng)來源的數(shù)據(jù)進(jìn)行分類融合處理，根據(jù)實際情況，選擇數(shù)據(jù)融合的方式，設(shè) 計電力數(shù)據(jù)融合系統(tǒng)，將多個業(yè)務(wù)系統(tǒng)來源的數(shù)據(jù)進(jìn)行分類融合處理，得到比單 一來源更加完善、全面的數(shù)據(jù)、提高了數(shù)據(jù)的有效性和可信度1。1數(shù)據(jù)融合方案電網(wǎng)數(shù)據(jù)廣泛分布、種類眾多，包括實時數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)、文本數(shù)據(jù)、多媒 體數(shù)據(jù)、時同序列數(shù)據(jù)等各類結(jié)構(gòu)化，半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)以及非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。電力數(shù)據(jù)來源廣泛化，分為內(nèi)部

3、數(shù)據(jù)和外部數(shù)據(jù)，電網(wǎng)內(nèi)部數(shù)據(jù)主要來源于 發(fā)電，輸電、變電、配電、用電、調(diào)度六大環(huán)節(jié)相關(guān)業(yè)務(wù)系統(tǒng)；外部數(shù)據(jù)包括可 反映經(jīng)濟(jì)、社會、政策、氣象、用戶特征、地理環(huán)境等影響電網(wǎng)規(guī)劃和運(yùn)行的數(shù) 據(jù)。因此，為了融合所需的不同業(yè)務(wù)系統(tǒng)的關(guān)鍵數(shù)據(jù)，包括企業(yè)用電數(shù)據(jù)，設(shè)備 狀態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)，地理空間、氣象數(shù)據(jù)等，現(xiàn)有兩種電力數(shù)據(jù)融合系統(tǒng)設(shè)計方案可 供選擇。業(yè)舜整合業(yè)務(wù)整合方案需要將所有的業(yè)務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行重新設(shè)計為單一系統(tǒng)。優(yōu)點：統(tǒng)一入口、統(tǒng)一出口、無冗余、無數(shù)據(jù)沖突。缺點：整合過程復(fù)雜、投資大、設(shè)計周期長、數(shù)據(jù)維護(hù)難度大。1.2數(shù)據(jù)融合數(shù)據(jù)融合方案不改變原有系統(tǒng)，僅在原有系統(tǒng)的基礎(chǔ)上開發(fā)一套數(shù)據(jù)融合引 擎，對數(shù)據(jù)進(jìn)行融

4、合及分析。優(yōu)點：投資小、開發(fā)周期短、具有大數(shù)據(jù)分析能力。缺點：不能實時反饋數(shù)據(jù)，需要設(shè)置數(shù)據(jù)融合周期。下圖1為數(shù)據(jù)融合方案對比框圖。圖1 數(shù)據(jù)融合方案對比框圖通過以上兩種數(shù)據(jù)融合方案的優(yōu)缺點對比，并結(jié)合實際情況，選擇笫二種數(shù) 據(jù)融合的方案，即不改變原有系統(tǒng)，僅在原有系統(tǒng)的基礎(chǔ)上開發(fā)一套數(shù)據(jù)融合引 擎，對數(shù)據(jù)進(jìn)行融合及分析。2研究內(nèi)容2.1數(shù)據(jù)采集與交換接口技術(shù)電力數(shù)據(jù)融合系統(tǒng)的數(shù)據(jù)源主要包括電力內(nèi)部數(shù)據(jù)以及經(jīng)濟(jì)發(fā)展數(shù)據(jù)、能源 數(shù)據(jù)、天氣數(shù)據(jù)、地理空間、企業(yè)變電站運(yùn)行數(shù)據(jù)等外部數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)源類型多樣, 既有結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，也有非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，為了有效對多源異構(gòu)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、集成 與存儲，需要運(yùn)用細(xì)節(jié)數(shù)據(jù)

5、暫存區(qū)SSA、細(xì)節(jié)數(shù)據(jù)存儲SOR、元數(shù)據(jù)存儲MDR以及面向分析的多維數(shù)據(jù)存儲集市等相關(guān)數(shù)據(jù)采集與交換 接口技術(shù)。2.2基于多源異構(gòu)信息智能融合技術(shù)電力安全運(yùn)行的數(shù)據(jù)融合嚴(yán)重程度不足，加之?dāng)?shù)據(jù)容量的急速上漲，導(dǎo)致現(xiàn) 有的數(shù)據(jù)分析模式運(yùn)行起來相對較慢，無法及時有效得出結(jié)果，不能全面真實反 映當(dāng)?shù)氐碗妷赫鎸嵎植记闆r，不能準(zhǔn)確確定低電壓臺區(qū)發(fā)生位置，無法進(jìn)行未來 24小時預(yù)警；同 時，大量實時數(shù)據(jù)被沉淀下來成為歷史數(shù)據(jù)，潛在應(yīng)用價值亟需深入挖據(jù)，更多 的 分析工作U前拘泥于數(shù)據(jù)之間的因果關(guān)系的探究，沒有在數(shù)據(jù)的相關(guān)關(guān)系中發(fā)據(jù) 數(shù) 據(jù)本身的潛在價值?；诙嘣串悩?gòu)信息智能融合技術(shù)能夠融合所需的不同業(yè)務(wù)系統(tǒng)

6、的關(guān)鍵數(shù)據(jù)， 包括企業(yè)用電數(shù)據(jù)，設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)，地理空間、氣象數(shù)據(jù)等，挖據(jù)數(shù)據(jù)中的 潛在價值。2.3數(shù)據(jù)可視化展示針對存在于多平臺、多服務(wù)器的電力數(shù)據(jù)，基于非結(jié)構(gòu)化、半結(jié)構(gòu)化、結(jié)構(gòu) 化數(shù)據(jù)混雜存在的情況，結(jié)果將不同類型的數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化展示，設(shè)訃電力大數(shù) 據(jù)可視化的融合系統(tǒng)架構(gòu)，整個架構(gòu)分為數(shù)據(jù)層、數(shù)據(jù)融合層、數(shù)據(jù)選擇層、可 視化層四個層次。下圖2為可視化系統(tǒng)架構(gòu)圖。圖2.可視化系統(tǒng)架構(gòu)圖數(shù)據(jù)層：集合多源數(shù)據(jù)。該層主要是集合半結(jié)構(gòu)化、非結(jié)構(gòu)化、結(jié)構(gòu)化 的多源數(shù)據(jù)，眾所周知，過去行業(yè)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)類型以結(jié)構(gòu)化為主，隨著科技的不 斷發(fā)展，社會的不斷進(jìn)步，產(chǎn)生了諸如數(shù)字類、文字類、圖表類等多樣數(shù)據(jù)，使

7、得要融合的數(shù)據(jù)不僅數(shù)量大而且類型多，多源異構(gòu)數(shù)據(jù)的融合工作也變得愈加困 難。針對同一個對象，監(jiān)測、采集的數(shù)據(jù)可能來源于不同的服務(wù)器及不同的平臺, 所以為了使數(shù)據(jù)源間進(jìn)行數(shù)據(jù)交互和權(quán)限共享，達(dá)到多源海量數(shù)據(jù)融合的最終LI 的，有必要研究數(shù)據(jù)的接口標(biāo)準(zhǔn)，搭建規(guī)劃平臺數(shù)據(jù)庫，也就是人們常說的一體 化規(guī)劃平臺，這樣才能實現(xiàn)多源數(shù)據(jù)間的共享與交互。數(shù)據(jù)融合層：利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的模式識別功能，選用僅需一步就可直 接確定權(quán)值的Hermite正交基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，通過改進(jìn)它的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，并利用具 有并行化處理模式的MapReduce模型，對大數(shù)據(jù)集做分類融合處理，進(jìn)而實現(xiàn)多 源異構(gòu)數(shù)據(jù)的分類融合處理LI標(biāo)。具體內(nèi)

8、容為：利用Hermite正交基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的 聚類和非線性映射能力對數(shù)據(jù)進(jìn)行分類融合，得到針對同一對象的一套更加完整 和準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，乂因為是多源數(shù)據(jù)，針對電力大數(shù)據(jù)的特征，釆用MapReduce模 型對算法進(jìn)行并行化處理。利用MapReduce的Map映射機(jī)制，劃分大數(shù)據(jù)集， 劃分后的子數(shù)據(jù)集可分配到不同的云訃算節(jié)點，利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)權(quán)值直接確定法進(jìn) 行數(shù)據(jù)的分類融合，然后利用MapReduce的Reduce機(jī)制，對各個節(jié)點最終分類 融合后得到的子集合，進(jìn)行合并處理。（3）數(shù)據(jù)選擇層：對分類融合后的結(jié)果做進(jìn)一步處理，通過模糊數(shù)學(xué)的相關(guān) 理論方法，選擇需要的部分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行可視化展示，削減數(shù)據(jù)量，使可視化展

9、示的 后臺工作量得以減輕、簡化。（4）可視化層：在這一層中實現(xiàn)了不同類型數(shù)據(jù)的融合展示工作?？梢暬?示分類融合后的數(shù)據(jù)，可將屬于同一對象的不同類型的屬性參數(shù)做融合展示處理。 也可將不同對象的相同屬性參數(shù)做融合展示處理，并進(jìn)一步做屬性的相關(guān)性分析, 猜測它們之間可能的內(nèi)在聯(lián)系，使人們更加方便得直觀感受數(shù)據(jù)，做出理解和判 斷。3功能數(shù)據(jù)融合系統(tǒng)將電力不同系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行融合，實現(xiàn)報表生成、數(shù)據(jù)終端傳 送、統(tǒng)一數(shù)據(jù)出口、數(shù)據(jù)資源共享等功能。下圖3數(shù)據(jù)融合系統(tǒng)功能圖。圖3數(shù)據(jù)融合系統(tǒng)功能圖3.1報表生成在系統(tǒng)界面相應(yīng)的功能區(qū)點擊想要查詢的數(shù)據(jù)信息，系統(tǒng)會自動生成數(shù)據(jù)報 表，可以在線查看，也可以導(dǎo)出本地

10、保存做后續(xù)使用。下圖4為數(shù)據(jù)報表示例圖（1）,下圖5為數(shù)據(jù)報表示例圖（2） o3.2數(shù)據(jù)終端推送數(shù)據(jù)信息可實時推送到特定人員的終端設(shè)備，例如通過微信或短信的形式發(fā) 送到指定人員手機(jī)上。3.3統(tǒng)一數(shù)據(jù)出口制定統(tǒng)一數(shù)據(jù)出口的規(guī)則，防止信息泄露，保證數(shù)據(jù)融合系統(tǒng)的數(shù)據(jù)安全。 3.4數(shù)據(jù)資源共享數(shù)據(jù)融合系統(tǒng)將電力不同系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行融合之后，數(shù)據(jù)都存儲在數(shù)據(jù)融合 系統(tǒng)，不同系統(tǒng)人員都可以實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的查詢、分析和導(dǎo)出。4結(jié)語本文選擇數(shù)據(jù)融合的方案，即不改變原有系統(tǒng)，僅在原有系統(tǒng)的基礎(chǔ)上開發(fā) 一套數(shù)據(jù)融合引擎，對數(shù)據(jù)進(jìn)行融合及分析。數(shù)據(jù)融合系統(tǒng)將多個體系來源的數(shù) 據(jù)進(jìn)行分類融合處理，得到比單一來源更加完善、全面的數(shù)據(jù)、提高了數(shù)據(jù)的有 效性和可信度，保證電同安全高效運(yùn)行，對電力系統(tǒng)向智能化和信息化發(fā)展的進(jìn) 程具有重要的意義。參考文獻(xiàn):胡超，高宏