魏騫

【摘 ?要】隨著我國電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展，電力信息通信技術(shù)也得到了迅速的發(fā)展，在電力信息通信技術(shù)發(fā)展的過程中應(yīng)該將大數(shù)據(jù)分析技術(shù)和電網(wǎng)的安全預(yù)警中的具體需求進(jìn)行有效的結(jié)合，充分保證我國電網(wǎng)調(diào)度的安全性。在電力系統(tǒng)發(fā)展的過程中應(yīng)該將電網(wǎng)大數(shù)據(jù)的特點和預(yù)警系統(tǒng)管理的需求進(jìn)行與時俱進(jìn)的分析和研究，并結(jié)合大數(shù)據(jù)技術(shù)，使電力信息通信預(yù)警系統(tǒng)建設(shè)的思路不斷的進(jìn)行創(chuàng)新，使電力信息通信預(yù)警系統(tǒng)更加的科學(xué)合理，促進(jìn)我國電網(wǎng)預(yù)警工作的開展。

【關(guān)鍵詞】電力系統(tǒng);大數(shù)據(jù);電力通信預(yù)警技術(shù)

我國經(jīng)濟(jì)不斷的發(fā)展促進(jìn)了我國電網(wǎng)建設(shè)的發(fā)展，但在發(fā)展的過程中面臨許多的問題，電網(wǎng)設(shè)備和線路由于自然環(huán)境的影響經(jīng)常會出現(xiàn)故障，電網(wǎng)的維護(hù)和檢修工作能夠有效的促進(jìn)我國電網(wǎng)運行的安全性。在電網(wǎng)未來的發(fā)展的過程中應(yīng)該運用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)對電網(wǎng)運行中的數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)合理的分析，這樣才能夠有效的提高電網(wǎng)運行的安全性以及應(yīng)急問題處理的能力。

1.基于大數(shù)據(jù)的電力信息通信風(fēng)險預(yù)警架構(gòu)研究

在電網(wǎng)運行的過程中呈現(xiàn)出了一些信息量大，類型較多以及速度快的特點，并數(shù)據(jù)的內(nèi)容涵蓋了電網(wǎng)系統(tǒng)的整個過程。在電網(wǎng)數(shù)據(jù)中主要包括結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和半結(jié)構(gòu)以及非結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)類型，其中最主要的是電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)主要包括財務(wù)數(shù)據(jù)和人力資源數(shù)等，存儲的位置是在數(shù)據(jù)庫中;半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)包括運行等數(shù)據(jù);非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)主要包括電網(wǎng)系統(tǒng)中的文件和圖片以及視頻等數(shù)據(jù)信息。通過對以上數(shù)據(jù)進(jìn)行大數(shù)據(jù)的分析過程主要是將有用的數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘，并分析數(shù)據(jù)信息之間的關(guān)聯(lián)性和因果關(guān)系，通過對這些數(shù)據(jù)的采集和存儲以及交工和計算等過程，為電網(wǎng)系統(tǒng)在運行過程中出現(xiàn)的安全性進(jìn)行可靠的預(yù)警，并不斷的實現(xiàn)智能化和自動化的特征，使電網(wǎng)預(yù)警的管理系統(tǒng)更加的科學(xué)有效并達(dá)到管理的具體要求。

1.1基于大數(shù)據(jù)電力信息通信風(fēng)險分析及預(yù)警架構(gòu)

基于大數(shù)據(jù)分析的電網(wǎng)自動預(yù)警系統(tǒng)主要是通過對復(fù)雜的數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合的整理和分析，并根據(jù)電網(wǎng)在運行過程中出現(xiàn)安全問題的等級要求依據(jù)預(yù)警判斷的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分析和預(yù)警，從而有效的保證電網(wǎng)在運行過程中的安全性和穩(wěn)定性。預(yù)警系統(tǒng)的工作過程中主要涉及對電網(wǎng)數(shù)據(jù)的采集和分析以及結(jié)論驗證等具體的環(huán)節(jié)和步驟，這樣能夠有效的保障電力系統(tǒng)的管理人員對各種設(shè)備的運行情況和線路情況進(jìn)行及時的了解和掌握，并使預(yù)警信息的準(zhǔn)確性得到了有效的保證，預(yù)警信息發(fā)布具有了可靠的數(shù)據(jù)。Hadoop和Spark 是大數(shù)據(jù)處理的重要開源平臺，并隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展也得到了較快的發(fā)展，并呈現(xiàn)出了多樣的相關(guān)應(yīng)用和解決的具體方案，Hadoop主要支持的是電力系統(tǒng)中重要的集群操作，并可以在集群上增加千個節(jié)點并進(jìn)行詳細(xì)和準(zhǔn)確的計算，并且計算的速度會隨著集群數(shù)量的變化也隨之變化，這樣能夠有效的解決在電力系統(tǒng)中海量日志信息無法進(jìn)行處理的問題。但是Hadoop并不能對電力系統(tǒng)中的實時應(yīng)用進(jìn)行處理。

Spark與Hadoop具有相似的計算框架，并且作為其重要的補充，能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)中實時應(yīng)用系統(tǒng)的處理。

1.2基于大數(shù)據(jù)的電力信息通信數(shù)據(jù)處理

總體功能架構(gòu)是基于大數(shù)據(jù)分析的電力信息通信預(yù)警系統(tǒng)的架構(gòu)主要可以利用SOA的架構(gòu)模式，服務(wù)的端口主要采用Java技術(shù)，客戶端使用B/S技術(shù)進(jìn)行開發(fā)。功能上應(yīng)該包括系統(tǒng)的接口模塊和數(shù)據(jù)采集模塊以及數(shù)據(jù)挖掘和分析模塊。另外還包括預(yù)警生成模塊，這樣可以有效的完成對數(shù)據(jù)的各個環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和挖掘以及分析工作。通過電網(wǎng)數(shù)據(jù)中心能夠有效的實現(xiàn)對電網(wǎng)設(shè)備的地理信息和資產(chǎn)信息以及線路運行情況的基本數(shù)據(jù)進(jìn)行了解，并根據(jù)電網(wǎng)設(shè)備和線路所處的自然環(huán)境和進(jìn)修狀況對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行統(tǒng)計和處理，再通過電力信息通信預(yù)警技術(shù)的判斷以及預(yù)警生成和預(yù)警自我診斷的過程實現(xiàn)電網(wǎng)預(yù)警信息的發(fā)布。

1.3基于大數(shù)據(jù)的電力信息通信趨勢預(yù)測。

Holt-Winters指的是三次指數(shù)的平滑模型，可以實現(xiàn)具有趨勢性的信息以及季節(jié)性的時間序列進(jìn)行預(yù)測，在此種算法中經(jīng)常使用累加和累乘的方式進(jìn)行計算。趨勢的預(yù)測可以根據(jù)電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)本身的變化情況以及其他因素的影響規(guī)律進(jìn)行研究和分析，并對電力系統(tǒng)中的故障沒有對其產(chǎn)生的原因和傳播方式進(jìn)行建模的情況下，能夠有效的實現(xiàn)對信息通信技術(shù)的需求進(jìn)行估計和預(yù)測，在電力系統(tǒng)中信息通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)具有容量不確定的一些特點，預(yù)測工作需要在確定的環(huán)境下在可以實現(xiàn)其準(zhǔn)確性和實時性。對電力系統(tǒng)的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和預(yù)測需要分為四個步驟：數(shù)據(jù)平穩(wěn)化處理和模型識別以及參數(shù)估算和預(yù)測。

2.場景應(yīng)用驗證與結(jié)論

運用上述提到的架構(gòu)模式和相關(guān)的算法對電力系統(tǒng)的流量數(shù)據(jù)御用大數(shù)據(jù)進(jìn)行分析并對危險性進(jìn)行預(yù)測。原始數(shù)據(jù)的采集主要是通過對電力系統(tǒng)各個單位中的流量總和，數(shù)據(jù)時間的具體范圍以及設(shè)定好，并且設(shè)計的具體節(jié)點是每隔一個小時的平均值情況。將電力系統(tǒng)中原始數(shù)據(jù)的流量進(jìn)行單獨的分析并且做出準(zhǔn)確的預(yù)測，通過數(shù)據(jù)流量的具體數(shù)據(jù)可以看出第四十天和第50天的數(shù)據(jù)與其他工作時間的數(shù)據(jù)具有很大的差異，因此，可以判定為異常情況。如圖1所示。

上述模型的編程只要使用的是R語言來實現(xiàn)的，具體步驟如下：首先，用time Series包中的ts（）函數(shù)將收集的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為時間的具體序列。其次，用forecast中的STL函數(shù)把時間數(shù)列進(jìn)行分解成周期性成分和趨勢成分以及殘余量。最后，使用forecast包中的Holtwinters的函數(shù)和arima 或 auto.arima函數(shù)進(jìn)行預(yù)測，使用arima函數(shù)時需要對函數(shù)的系統(tǒng)階數(shù)給與一定的數(shù)值，以此來判斷電力系統(tǒng)運行是否安全和穩(wěn)定。

結(jié)束語

我國電力系統(tǒng)的改革在不斷的深入和發(fā)展，電力企業(yè)在業(yè)務(wù)發(fā)展的過程中對信息通信系統(tǒng)的依賴程度也越來越高，因此，在電力企業(yè)未來發(fā)展的過程中應(yīng)提高信息系統(tǒng)服務(wù)的能力，讓電力系統(tǒng)的信息化建設(shè)和運維投入更加的科學(xué)合理。通過本文對電力信息系統(tǒng)的基本架構(gòu)和算法進(jìn)行分析以及相關(guān)技術(shù)的研究，能夠有效的幫助電力系統(tǒng)運行維護(hù)人員在海量的數(shù)據(jù)信息中發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中潛在的安全隱患，并有效的實現(xiàn)風(fēng)險的實施預(yù)警和趨勢的精準(zhǔn)預(yù)測，使電力系統(tǒng)運維具有主動預(yù)防的效果，促進(jìn)我國電網(wǎng)的安全運行。

參考文獻(xiàn)：

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（作者單位：湖北工業(yè)大學(xué)）