張英華

（國網(wǎng)山東省電力公司莘縣供電公司，山東 聊城 252400）

本文研究的電網(wǎng)調(diào)度數(shù)據(jù)分析和挖掘系統(tǒng)以數(shù)據(jù)倉庫為基礎(chǔ)，并對調(diào)度的指標(biāo)進行了梳理，同時運用多維數(shù)據(jù)在線分析處理技術(shù)，能夠很好地揭示電網(wǎng)運行的規(guī)律，從而為相關(guān)的工作人員提供科學(xué)的依據(jù)。

1 電網(wǎng)調(diào)度運行分析的主要內(nèi)容

一般而言，電網(wǎng)運行過程的定量分析，需要依靠對相關(guān)指標(biāo)的計算，從而得到客觀、全面和準(zhǔn)確的參數(shù)。下面對電網(wǎng)調(diào)度涉及的主要指標(biāo)進行分析。

1.1 運行指標(biāo)

對于分類電網(wǎng)而言，運行指標(biāo)需要根據(jù)EMS 和其他自動化系統(tǒng)的記錄生成相應(yīng)的報告，之后歸入電網(wǎng)指標(biāo)統(tǒng)計資料中，便于后期的檢查和分析。運行類指標(biāo)主要包括：頻率指標(biāo)，比如最高頻率、最低頻率、運行的時間頻率等，在實際工作中，頻率的合格率為50±0.05Hz；備用指標(biāo)，比如旋轉(zhuǎn)備用容量的最大值和最小值，F(xiàn)M 單元數(shù)的百分比天數(shù)、負(fù)載率以及可用投資容量等；電壓指標(biāo)，電網(wǎng)的電壓合格率，最高電壓下電站的比例。

1.2 調(diào)度指標(biāo)

典型的調(diào)度指標(biāo)有以下幾大類：第一，負(fù)荷特性，涉及內(nèi)容包括最大和最小的負(fù)荷、TS 負(fù)荷等；第二，功率平衡，涉及內(nèi)容主要是每天供電量；第三，維護計劃，涉及內(nèi)容主要是維修計劃的合理性；第四，低頻減載，涉及內(nèi)容主要是低頻加載分片分區(qū)；第五，安全裝置，涉及內(nèi)容主要是設(shè)備配置的合理性；第六，傳輸電壓，涉及內(nèi)容包括運行時間、電壓平均值等。

1.3 性能指標(biāo)

性能指標(biāo)的英文縮寫為KPI，主要有以下3 方面的功能：第一方面，能夠反映目標(biāo)，并且提供與目標(biāo)相契合的激勵措施，設(shè)置銷售團隊的目標(biāo)，并且定期更新聯(lián)系人，同時合理安排訪問時間，而生產(chǎn)經(jīng)理可以根據(jù)目標(biāo)的具體情況對產(chǎn)出、廢品率等內(nèi)容進行設(shè)定和規(guī)范。第二方面，明確審核日期，并且與之前的業(yè)務(wù)計劃、預(yù)算標(biāo)準(zhǔn)等進行比較，出現(xiàn)異常時能夠及時回溯，并且找到問題的原因。第三方面，形成統(tǒng)計報告，并且在內(nèi)部流通業(yè)績數(shù)據(jù)，形成良好的競爭環(huán)境，使得KPI 能夠真正反映取得的成績。

經(jīng)過對上述幾類指標(biāo)進行分析，掌握指標(biāo)的內(nèi)容和要求之后，常用的統(tǒng)計方法有3 種：第一種，總體統(tǒng)計。比如統(tǒng)計固定時間段內(nèi)一項指標(biāo)的累積數(shù)量，以故障出現(xiàn)的頻率為例，可以記錄不合格的天數(shù)，以及當(dāng)天的故障時間，之后與每月維修單號進行對比，對計劃以外的故障時間、電線跳閘等情況進行統(tǒng)計。第二種，均值統(tǒng)計。顧名思義，這種統(tǒng)計方法是對一定時間內(nèi)平均指標(biāo)的統(tǒng)計，比如輸送水電站的耗水率、火電網(wǎng)的輸煤率以及電網(wǎng)損耗等。另外，對于停電次數(shù)和平均日容量的統(tǒng)計也常用這種方法。第三種，比例統(tǒng)計。對于一段時間內(nèi)的兩類指標(biāo)，必要時需要確定兩者之間的比例，以便更好地分析電網(wǎng)運行的情況。常見的設(shè)備動作正確率、頻率控制合格率、負(fù)荷預(yù)測精度以及低頻減載通過率等，都可以進行比例統(tǒng)計。

2 電網(wǎng)數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)

2.1 數(shù)據(jù)倉庫平臺

數(shù)據(jù)倉庫平臺能夠為決策和在線分析提供數(shù)據(jù)存儲和查詢的服務(wù)，并且這種在線系統(tǒng)在電網(wǎng)數(shù)據(jù)調(diào)度運行分析中主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)指標(biāo)的收集工作，比如收集網(wǎng)絡(luò)參數(shù)、機組信息、發(fā)電功率以及負(fù)荷計劃等，特別是計劃可能與實際數(shù)據(jù)有出入，那么就需要對AGC 機組的各項指標(biāo)進行評估，圍繞市場交易制定交易報告，并且處理好跨地區(qū)的貿(mào)易問題。可以說，數(shù)據(jù)倉庫的基礎(chǔ)是數(shù)據(jù)庫技術(shù)，但是它比數(shù)據(jù)庫更全面，并且運用專門的管理系統(tǒng)整合數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)倉庫中的數(shù)據(jù)主要來自數(shù)據(jù)庫，但是這些數(shù)據(jù)需要借助正確的工具才能發(fā)揮作用，本文以在線分析處理方法為例。

2.2 多維分析處理

在線分析處理就是人們常說的OLAP，它能夠?qū)?shù)據(jù)進行多維的提取。比如時間維度，將時間進行分類，按照年、季、月、周、日、時、刻、分鐘進行分類；又比如空間維度，對不同地區(qū)的數(shù)據(jù)進行分類；再比如變電站維度，需要將單個電網(wǎng)的輸出功率與多個變電的輸出功率進行分類；還比如周期維度，根據(jù)周期的峰值和谷值進行分類。對于分布式發(fā)電單元的DG 容量、線路的類型、天氣的變化等，都可以進行靈活的分類，同時也可以增加和創(chuàng)設(shè)新的數(shù)據(jù)分類，比如添加負(fù)載因子以及變電站類型等。OLAP 流程圖如圖1 所示。

圖1 OLAP 流程圖

2.3 OLAP 報表系統(tǒng)

整體而言，電力系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)是控制模型的計算結(jié)果，并且數(shù)據(jù)倉庫在對歷史數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計和分析的過程中能夠發(fā)現(xiàn)電網(wǎng)運行的規(guī)律。在對電網(wǎng)進行分析時，主要按照月份和年份展開，報告系統(tǒng)屬于自動化系統(tǒng)的一種，并且能夠自動生成指標(biāo)記錄表，同時對這些指標(biāo)進行量化分析和統(tǒng)計，便于值班人員和管理人員隨時了解和掌握基本的內(nèi)容指標(biāo)，從而提高電網(wǎng)的控制水平。電網(wǎng)數(shù)據(jù)分析的類型和優(yōu)點如下：對于日分析OLAP 報表類型而言，其優(yōu)點是能夠找到當(dāng)日電網(wǎng)控制的問題和昨日的偏差，分析原因后采取補救措施，提高控制水平；對于月分析OLAP 報表類型而言，其優(yōu)點是對月份運行的方式進行分析后，能夠研究適應(yīng)性和偏差的問題，并提出改進意見，從而提高調(diào)度的精細程度；對于年分析OLAP 報表類型而言，其優(yōu)點是能夠分析年度經(jīng)營模式，制定下一年的規(guī)劃。

對于電網(wǎng)而言，領(lǐng)導(dǎo)者需要加強公司各個部門之間的聯(lián)系和溝通，圍繞基礎(chǔ)設(shè)施、安全生產(chǎn)、營銷交易等展開互動，著重解決電網(wǎng)電力系統(tǒng)反映的突出問題。

3 電網(wǎng)數(shù)據(jù)挖掘系統(tǒng)

3.1 挖掘方法

顯而易見，數(shù)據(jù)挖掘涉及的數(shù)據(jù)比較混亂，類型復(fù)雜多樣，而且有一部分?jǐn)?shù)據(jù)不夠完整，隨機性很強，那么電網(wǎng)調(diào)度運行分析中的數(shù)據(jù)挖掘需要對指標(biāo)進行統(tǒng)計分析，甚至可以根據(jù)分析的需要，合理創(chuàng)新指標(biāo)，同時計算數(shù)據(jù)的極值、均值、方差以及標(biāo)準(zhǔn)差等，并且對指標(biāo)的結(jié)果進行評估和預(yù)警，合理確定預(yù)警閾值。另外，還可以將定量分析和定性分析相結(jié)合，對多個視圖進行分組，之后讓各個指標(biāo)之間發(fā)生關(guān)聯(lián)，并分析相互的影響。這里簡單介紹一下定性分析和定量分析的區(qū)別：定性分析指的是，利用可視化技術(shù)，將數(shù)據(jù)顯示在二維或者三維圖形中，并對數(shù)據(jù)進行旋轉(zhuǎn)處理，觀察曲線變化情況；而定量分析主要針對相關(guān)系數(shù)以及協(xié)方差的計算問題，并分析影響的因素。數(shù)據(jù)挖掘旨在通過數(shù)學(xué)方法，從數(shù)據(jù)中找到規(guī)律，可以說，數(shù)據(jù)挖掘涵蓋統(tǒng)計信息、計算機圖形學(xué)以及人工智能等領(lǐng)域，而且不斷細化，能夠滿足不同形式的數(shù)據(jù)挖掘需求。比如聚類分析法、預(yù)測法和回歸法，在應(yīng)用中都取得了很好的效果。近兩年，我國自主研發(fā)出了全景分布式一體化的電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)支持系統(tǒng)SG-OSS，其中D-5000 是系統(tǒng)的核心，能夠?qū)崟r進行監(jiān)控和預(yù)警，并且實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的統(tǒng)一存儲和管理。另外，存儲設(shè)備采用萬兆體系架構(gòu)，配合多核處理器技術(shù)，特別是12Gb 的SAS 總線，能夠發(fā)揮磁盤最佳的讀寫性能。

3.2 應(yīng)用范圍

調(diào)度數(shù)據(jù)挖掘可以對電網(wǎng)電力系統(tǒng)的合理性進行分析，并且找到局部發(fā)電規(guī)劃和負(fù)荷變化之間的相關(guān)性，而對電網(wǎng)合同的分析更為重要，因為這樣能夠保證調(diào)度公平合理，同時電網(wǎng)合同的實施有序進行。在具體的數(shù)據(jù)挖掘工作中，需要對全部電網(wǎng)合同的執(zhí)行和完成情況進行監(jiān)測，將計劃與實際偏差進行對比，并完成測序分析。這里需要提一下CPS，它是低壓電器中的新型產(chǎn)品，采用模塊化的單一產(chǎn)品結(jié)構(gòu)型式，集成了傳統(tǒng)的斷路器、接觸器、過載保護繼電器、起動器、隔離器的主要功能，而數(shù)據(jù)挖掘可以對CPS 中的各種因素進行分析，并進行排序，找到最佳的控制建議，提高CPS 的效率。

4 結(jié)語

綜上所述，本文通過對電網(wǎng)調(diào)度運行分析和數(shù)據(jù)挖掘系統(tǒng)進行分析，并圍繞調(diào)度指標(biāo)展開計算，可以幫助調(diào)度人員全面掌握電網(wǎng)的運行情況，從而解決實際工作中遇到的問題。