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電力調(diào)度技術(shù)研究

2018-04-03 16:29:31 大云網(wǎng)  點擊量: 評論 (0)
摘要:文章介紹了該數(shù)據(jù)倉庫的設(shè)計模型、結(jié)構(gòu)以及實施原則,并對其應(yīng)用前景做了展望。 關(guān)鍵詞:電力 高度 技術(shù) 分析 0 引言 隨著

   摘要:文章介紹了該數(shù)據(jù)倉庫的設(shè)計模型、結(jié)構(gòu)以及實施原則,并對其應(yīng)用前景做了展望。


   關(guān)鍵詞:電力  高度  技術(shù)  分析


    0 引言


    隨著電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴大和電力市場競爭機制的引入,ems和dms各自積累了海量的數(shù)據(jù),如何更好地利用和管理這些日益龐大的同構(gòu)和異構(gòu)數(shù)據(jù)庫,并挖掘出數(shù)據(jù)之間的潛在聯(lián)系,幫助企業(yè)更好地分析和決策,已成為地區(qū)供電企業(yè)日益緊迫的需求。數(shù)據(jù)倉庫技術(shù)可以把企業(yè)內(nèi)、外部數(shù)據(jù)進行有效的集成,主要應(yīng)用于分析型處理,基于此,本文提出了建立地區(qū)電力調(diào)度數(shù)據(jù)倉庫的思想和應(yīng)用模型。


    1 數(shù)據(jù)倉庫技術(shù)


    1.1 數(shù)據(jù)倉庫技術(shù)概要 數(shù)據(jù)倉庫以改進后的數(shù)據(jù)庫技術(shù)作為存儲數(shù)據(jù)和管理資源的基本手段,以統(tǒng)計分析技術(shù)作為分析數(shù)據(jù)和提取信息的有效方法,通過人工智能、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、知識推理等數(shù)據(jù)挖掘方法來發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)背后隱藏的規(guī)律,實現(xiàn)從“數(shù)據(jù)——信息——知識的過程,從而為企業(yè)管理階層提供各種層次的支持”。


    1.2 數(shù)據(jù)倉庫在電力調(diào)度的應(yīng)用特點 ①面向主題:調(diào)度部門的ems和dms是以優(yōu)化事務(wù)處理的方式來構(gòu)造數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的,對于某個主題的數(shù)據(jù)常常分布在不同的數(shù)據(jù)庫中,這意味著訪問某個主題的數(shù)據(jù)實際上需要訪問分布在不同數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)集合。②數(shù)據(jù)集成。③數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性。④隨時間變化。


    2 地區(qū)調(diào)度數(shù)據(jù)倉庫模型
    建立地區(qū)調(diào)度數(shù)據(jù)倉庫的基本思想就是在現(xiàn)有ems和dms基礎(chǔ)上,把ems和dms中的海量數(shù)據(jù)進行抽取和轉(zhuǎn)化后存人數(shù)據(jù)倉庫,并針對不同的主題在數(shù)據(jù)倉庫中建立數(shù)據(jù)集市,然后利用oltp和數(shù)據(jù)挖掘軟件對不同主題的數(shù)據(jù)進行分析處理,從而幫助調(diào)度人員做出決策。


    2.1 源數(shù)據(jù)層 源數(shù)據(jù)層主要是指地區(qū)電力調(diào)度現(xiàn)在所擁有的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng),即ems和dms。另外,由于電力調(diào)度在分析和決策時需要用外部數(shù)據(jù),如氣象資料,省域網(wǎng)的部分資料數(shù)據(jù)等,因此,需要使用的外部數(shù)據(jù)也包括在源數(shù)據(jù)層內(nèi)。


    2.2 數(shù)據(jù)提取、轉(zhuǎn)換/裝載層 地區(qū)電力調(diào)度系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)量非常巨大,并不是所有數(shù)據(jù)都是分析決策所必須的,因此,只需用專用軟件提取分析決策所必須的ems、dms數(shù)據(jù)和外部數(shù)據(jù)。另外針對原數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中數(shù)據(jù)不一致的情況,必須對不一致的數(shù)據(jù)進行清洗和轉(zhuǎn)換,使載人數(shù)據(jù)倉庫中的數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)格式能夠保持一致,供分析決策使用。


    2.3 數(shù)據(jù)倉庫層


    2.3.1 數(shù)據(jù)倉庫存儲 數(shù)據(jù)倉庫中存儲了數(shù)據(jù)和元數(shù)據(jù),其中數(shù)據(jù)的存儲方式主要有虛擬存儲方式、關(guān)系表存儲方式和多維結(jié)構(gòu)存儲方式。由于虛擬存儲方式效率差,而關(guān)系數(shù)據(jù)庫的使用比較普遍,故采用關(guān)系表存儲方式。使用oracle作為數(shù)據(jù)倉庫設(shè)施,將數(shù)據(jù)存儲在oracle的表結(jié)構(gòu)中,并按星型結(jié)構(gòu)來組織這些關(guān)系表?,F(xiàn)具體介紹數(shù)據(jù)倉庫中的數(shù)據(jù)、元數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)的組織結(jié)構(gòu)和對數(shù)據(jù)的處理。


    數(shù)據(jù)。地區(qū)電力調(diào)度數(shù)據(jù)倉庫中的數(shù)據(jù)指的是從ems、dms或外部數(shù)據(jù)庫中提取,并經(jīng)過清洗和轉(zhuǎn)化的數(shù)據(jù)。由于數(shù)據(jù)倉庫主要用于olap分析和數(shù)據(jù)挖掘,因此需在原始數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上增加冗余信息,進行預(yù)運算,建立多維數(shù)據(jù)庫,以迅速轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)。


    元數(shù)據(jù)。元數(shù)據(jù)是描述數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù),它描述了數(shù)據(jù)倉庫中的數(shù)據(jù)和環(huán)境,遍及數(shù)據(jù)倉庫的所有方面。它包括兩種,一種是操作型環(huán)境向數(shù)據(jù)倉庫環(huán)境轉(zhuǎn)換而建立的元數(shù)據(jù),包括所有源數(shù)據(jù)項的名稱、屬性及其在提取倉庫中的變化;第二種元數(shù)據(jù)是數(shù)據(jù)倉庫中用來與最終用戶的多維商業(yè)模型和前端工具之間建立映射的,這種數(shù)據(jù)稱為決策支持系統(tǒng)(dds)元數(shù)據(jù)。在數(shù)據(jù)倉庫中建立專用的元數(shù)據(jù)庫來存放和管理元數(shù)據(jù)。


    電網(wǎng)數(shù)據(jù)組織結(jié)構(gòu)。由于ems和dms中數(shù)據(jù)量非常龐大,因此有必要對數(shù)據(jù)進行綜合。在數(shù)據(jù)倉庫中,數(shù)據(jù)被分成4種級別,分別是高度綜合級、輕度綜合級、當(dāng)前細節(jié)級和早期細節(jié)級。數(shù)據(jù)總是首先進入當(dāng)前細節(jié)級,然后根據(jù)應(yīng)用的需求,通過預(yù)運算將數(shù)據(jù)聚合成輕度綜合級和高度綜合級。若系統(tǒng)中的一些細節(jié)數(shù)據(jù)隨著時間的推移已經(jīng)老化,很少會被使用,可以將這些數(shù)據(jù)導(dǎo)出備份到設(shè)備上。


    數(shù)據(jù)的處理。數(shù)據(jù)倉庫中一般存放5至10年的數(shù)據(jù),若將全部數(shù)據(jù)放在一張表內(nèi),由于數(shù)據(jù)量太大,會降低數(shù)據(jù)訪問效率,因此必須對數(shù)據(jù)表進行合理的分割。可按時間對表進行分割,在表中增加時間字段,去除與分析主題無關(guān)的純操作型數(shù)據(jù)。


    在數(shù)據(jù)倉庫中,有些數(shù)據(jù)更新的較為頻繁,如實時數(shù)據(jù),而有些數(shù)據(jù)更新的時間較長,如設(shè)備信息等。因此,有必要按數(shù)據(jù)更新的頻率對表進行劃分,將不同變化頻度的字段放在不同的表中,各表之間使用相同的“標(biāo)識號”進行關(guān)聯(lián),以節(jié)省存儲空間。


    2.3.2 數(shù)據(jù)集市 由于數(shù)據(jù)倉庫中的數(shù)據(jù)量很大,若每次訪問都要在海量數(shù)據(jù)中進行數(shù)據(jù)檢索,會降低數(shù)據(jù)處理效率,故此可建立數(shù)據(jù)集市。數(shù)據(jù)集市是面向某一特定主題的、從數(shù)據(jù)倉庫中邏輯上或物理上劃分出來的數(shù)據(jù)子集。使用數(shù)據(jù)集市的主要目的是減少數(shù)據(jù)處理量。它具有面向部門、有特定的應(yīng)用、規(guī)模小和實現(xiàn)速度快的優(yōu)點。在地區(qū)電力調(diào)度中可建立的數(shù)據(jù)集市有:


    負荷預(yù)測。負荷預(yù)測是地區(qū)電力調(diào)度工作的重要環(huán)節(jié),可分為系統(tǒng)負荷預(yù)測和母線負荷預(yù)測兩類;而系統(tǒng)負荷預(yù)測按周期又分為超短期負荷預(yù)測、短期負荷預(yù)測、中期負荷預(yù)測和長期負荷預(yù)測。


系統(tǒng)安全穩(wěn)定性評估。電力系統(tǒng)有五種運行狀態(tài),分別為正常運行狀態(tài)、告警狀態(tài)、緊急狀態(tài)、危急狀態(tài)和恢復(fù)狀態(tài)。可利用挖掘技術(shù)挖掘海量的電力系統(tǒng)運行數(shù)據(jù),獲悉電力系統(tǒng)在何種條件下處于正常運行狀態(tài)、告警狀態(tài)、緊急狀態(tài)、危急狀態(tài)和恢復(fù)狀態(tài),并對系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性做出評估,從而輔助調(diào)度人員做出決策。


    電力系統(tǒng)故障分析。地區(qū)電力調(diào)度部門已經(jīng)積累了大量的故障數(shù)據(jù)。系統(tǒng)故障的發(fā)生既有偶然的一面,又有規(guī)律性可遵循。運用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)對電網(wǎng)故障數(shù)據(jù)進行挖掘分析,獲得發(fā)生故障與氣候變化和負荷變化之間的聯(lián)系,從而輔助調(diào)度人員進行決策,合理安排檢修計劃,保證電網(wǎng)安全可靠運行。


    電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計。電網(wǎng)規(guī)劃是地區(qū)供電企業(yè)規(guī)劃活動的基本環(huán)節(jié),在規(guī)劃過程中,需要處理大量的信息,可利用聚類、分類、關(guān)聯(lián)、總結(jié)等挖掘工具挖掘模型和數(shù)據(jù)間的關(guān)系,為輔助決策系統(tǒng)增加約束條件,從而更合理地規(guī)劃電網(wǎng)。


    電力用戶特征分析。隨著電力市場的發(fā)展和競爭的加劇,地區(qū)供電企業(yè)需要制定出有競爭力的實時電價,因此,必須對電力用戶進行準(zhǔn)確分析。電力系統(tǒng)的用戶具有多樣性和隨機性,可利用olap多維分析的特性,對用戶的行為模式及負荷要求進行分門別類,在保證系統(tǒng)安全和穩(wěn)定性的前提下,對不同類別的用戶,采用不同的營銷策略,制定出合理的電價收費表,以提高市場競爭力。


    2.4 邏輯應(yīng)用層 邏輯應(yīng)用層主要包括olap、數(shù)據(jù)挖掘和界面子系統(tǒng)?,F(xiàn)具體分析
    2.4.1 olap子系統(tǒng) 在ems和dms中,調(diào)度人員通過聯(lián)機事務(wù)處理(oltp)和sql可對數(shù)據(jù)庫進行簡單查詢。隨著時間的推移,電網(wǎng)規(guī)模不斷擴大,ems和dms中的數(shù)據(jù)量也急劇增加,調(diào)度人員需要從多個維度來觀察調(diào)度系統(tǒng)的運營情況,從而輔助決策。


    2.4.2 數(shù)據(jù)挖掘子系統(tǒng) 隨著計算機技術(shù)在電力系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用,地區(qū)電力調(diào)度部門已經(jīng)積累了大量的運行數(shù)據(jù)和非運行數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)記錄了地區(qū)供電企業(yè)多年的運行狀況,電力調(diào)度人員急需對這些歷史數(shù)據(jù)進行深入分析,以獲得有價值的信息,輔助調(diào)度員進行決策,提高電網(wǎng)運行的可靠性。


    2.4.3 用戶界面子系統(tǒng) 用戶界面子系統(tǒng)主要是把olap和數(shù)據(jù)挖掘的分析結(jié)果通過友好的界面展現(xiàn)給最終用戶,從而輔助用戶進行決策。


    3 小結(jié)


    由于數(shù)據(jù)倉庫具有主要面向分析型應(yīng)用,輔助企業(yè)進行分析決策的強大優(yōu)勢,數(shù)據(jù)倉庫技術(shù)正在逐步應(yīng)用于地區(qū)電力調(diào)度部門。在原有數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)上,建立地區(qū)電力調(diào)度數(shù)據(jù)倉庫,利用olap和數(shù)據(jù)挖掘工具對數(shù)據(jù)進行深入的分析和挖掘,找出數(shù)據(jù)之間的潛在聯(lián)系,從而在負荷預(yù)測、系統(tǒng)安全評估、電力系統(tǒng)故障分析、電網(wǎng)規(guī)劃和電力用戶特征分析等方面輔助調(diào)度人員進行決策,減輕調(diào)度人員的負擔(dān)。然而數(shù)據(jù)倉庫畢竟是一門新興技術(shù),其在地區(qū)電力部門的應(yīng)用還處于初期階段,很多功能還在探討之中。隨著數(shù)據(jù)倉庫技術(shù)的進一步完善,數(shù)據(jù)倉庫技術(shù)在地區(qū)電力調(diào)度系統(tǒng)中的應(yīng)用也將進一步完善和發(fā)展。

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責(zé)任編輯:電力交易小郭

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