基于云計(jì)算的電力數(shù)據(jù)挖掘軟件和優(yōu)化服務(wù)

厲一梅

【摘要】我國(guó)目前尚未發(fā)現(xiàn)面向電力行業(yè)的綜合性服務(wù)平臺(tái)，而云平臺(tái)是近幾年中的研究與建設(shè)熱點(diǎn)，基于云平臺(tái)的集約化管理是現(xiàn)代企業(yè)集團(tuán)提高效率與效益的基本取向。文章提出了基于云計(jì)算的電力數(shù)據(jù)挖掘軟件和優(yōu)化服務(wù)，介紹了該軟件和服務(wù)的研發(fā)背景、功能與服務(wù)、優(yōu)勢(shì)以及應(yīng)用前景。

【關(guān)鍵詞】云計(jì)算;數(shù)據(jù)挖掘;知識(shí)發(fā)現(xiàn);全局優(yōu)化

一、前言

云平臺(tái)是近幾年中的研究與建設(shè)熱點(diǎn)，最有代表性的是2010年IBM推出的面向服務(wù)和應(yīng)用集成的云技術(shù)解決方案。在我國(guó)，以浪潮和聯(lián)想為代表的云平臺(tái)已經(jīng)取得了重大進(jìn)展，在技術(shù)水平和云平臺(tái)管理技術(shù)方面達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。然而，云平臺(tái)最終是面向應(yīng)用和服務(wù)的，目前，我國(guó)尚未發(fā)現(xiàn)面向電力行業(yè)的綜合性服務(wù)平臺(tái)，在面向電力領(lǐng)域提供基于云平臺(tái)的信息處理與優(yōu)化方面，本項(xiàng)目尚屬首創(chuàng)。

集約化管理是現(xiàn)代企業(yè)集團(tuán)提高效率與效益的基本取向，它能夠?qū)⒏鞣N生產(chǎn)要素統(tǒng)一配置、統(tǒng)一管理，達(dá)到節(jié)約、高效的目的。電力系統(tǒng)是由發(fā)電、輸電、變電、配電和用電等環(huán)節(jié)組成的電能生產(chǎn)與消費(fèi)系統(tǒng)。電力系統(tǒng)在各個(gè)環(huán)節(jié)和不同層次都具有相應(yīng)的運(yùn)行和管理系統(tǒng)。面對(duì)電力系統(tǒng)這個(gè)龐大的企業(yè)體系，要想實(shí)現(xiàn)集約化管理，沒(méi)有一個(gè)可靠、統(tǒng)一、專業(yè)化的信息支撐平臺(tái)是不可能的。目前由于信息化相對(duì)滯后，各級(jí)電力公司和發(fā)電廠還不能滿足集約化管理的要求，還面臨諸多問(wèn)題需要解決。

基于以上方面，提出了電力系統(tǒng)信息集成及其整體優(yōu)化的策略，建設(shè)基于云服務(wù)的統(tǒng)一信息平臺(tái)，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行深層次數(shù)據(jù)挖掘，利用優(yōu)化算法，實(shí)現(xiàn)管理優(yōu)化和運(yùn)行優(yōu)化。

二、系統(tǒng)功能與服務(wù)

系統(tǒng)功能主要包括：電力云平臺(tái)、面向電力系統(tǒng)的整體數(shù)據(jù)挖掘與知識(shí)發(fā)現(xiàn)、利用Trust-Tech技術(shù)對(duì)管理與運(yùn)行模型進(jìn)行全局優(yōu)化。

1.電力云平臺(tái)

利用現(xiàn)有的信息系統(tǒng)功能，匯總各類分析信息數(shù)據(jù)，建立對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)分析進(jìn)行支撐的相關(guān)主題分析數(shù)據(jù)模型。整合發(fā)電、輸電、配電各個(gè)環(huán)節(jié)，建立電力系統(tǒng)信息集成平臺(tái)，形成電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)。

圖1 電力云平臺(tái)

2.面向電力系統(tǒng)的整體數(shù)據(jù)挖掘與知識(shí)發(fā)現(xiàn)

利用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)、最優(yōu)化技術(shù)、非線性系統(tǒng)建模技術(shù)等，研究一體化指標(biāo)模型，構(gòu)建企業(yè)運(yùn)營(yíng)指標(biāo)與企業(yè)管理要素邏輯關(guān)系地動(dòng)態(tài)模型。

在對(duì)集成到平臺(tái)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行人工分析的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)適合電力系統(tǒng)的整體關(guān)聯(lián)性分析系統(tǒng)，采用關(guān)聯(lián)分析、決策樹及聚類等方法，發(fā)現(xiàn)海量數(shù)據(jù)中的未知知識(shí)。并以集成的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，采用先進(jìn)的建模與參數(shù)優(yōu)化技術(shù)，進(jìn)行多因素多變量建模，以達(dá)到眾多的數(shù)據(jù)中尋求數(shù)據(jù)間的內(nèi)在關(guān)系。通過(guò)建立的模型，發(fā)現(xiàn)對(duì)關(guān)心的指標(biāo)的制約因素，從而形成綜合管理與生產(chǎn)的整體優(yōu)化模型。

圖2 框架結(jié)構(gòu)圖

3.利用特有優(yōu)化算法對(duì)管理與運(yùn)行模型進(jìn)行全局優(yōu)化

基于信息整合與集成，將非線性系統(tǒng)建模技術(shù)應(yīng)用于整個(gè)信息集成平臺(tái)，使之成為相互關(guān)聯(lián)的統(tǒng)一整體，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行整體優(yōu)化。建設(shè)通用的優(yōu)化平臺(tái)，該平臺(tái)具有統(tǒng)一格式的優(yōu)化模型和初值，采用特有優(yōu)化技術(shù)，并按照統(tǒng)一格式輸出優(yōu)化結(jié)果。來(lái)自人資、規(guī)劃、檢修、運(yùn)行、建設(shè)、營(yíng)銷、物資、財(cái)務(wù)等各方面的優(yōu)化需求，通過(guò)模型和數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換，輸入到優(yōu)化計(jì)算平臺(tái)，經(jīng)過(guò)逐層優(yōu)化，得到滿足要求的全局最優(yōu)解，最后再將結(jié)果數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成電力企業(yè)通用的數(shù)據(jù)輸出。具體的框架結(jié)構(gòu)如圖2所示。

系統(tǒng)服務(wù)主要包括：

（1）幫助客戶建立優(yōu)化和數(shù)據(jù)挖掘的數(shù)學(xué)模型，并建立與云平臺(tái)的接口;

（2）通過(guò)云平臺(tái)為客戶提供高效、優(yōu)質(zhì)的實(shí)時(shí)最優(yōu)化數(shù)據(jù);

（3）幫助客戶分析各項(xiàng)指標(biāo)之間的內(nèi)在關(guān)聯(lián)，進(jìn)行輔助決策支持。

三、應(yīng)用前景

本服務(wù)平臺(tái)將充分發(fā)揮數(shù)據(jù)挖掘、非線性系統(tǒng)建模和優(yōu)化技術(shù)方面的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，和企業(yè)在生產(chǎn)、管理、市場(chǎng)方面的資源優(yōu)勢(shì)，更進(jìn)一步整合發(fā)電、輸電、配電系統(tǒng)的信息，開發(fā)出更能適應(yīng)電力行業(yè)需求的、解決實(shí)際問(wèn)題的信息集成平臺(tái)及其高級(jí)應(yīng)用軟件。

目前我國(guó)電力管理部門下設(shè)許多分部，預(yù)計(jì)在未來(lái)的幾年中，集約化管理和信息化建設(shè)將在電力行業(yè)中逐步推廣，電力管理部門將在全國(guó)范圍內(nèi)籌建運(yùn)營(yíng)監(jiān)測(cè)（控）中心，以及各大發(fā)電企業(yè)的信息集成平臺(tái)都屬于該領(lǐng)域的內(nèi)容。本服務(wù)平臺(tái)的開發(fā)成功，能夠更好地滿足電力行業(yè)對(duì)外部環(huán)境、綜合績(jī)效、運(yùn)營(yíng)狀況、核心資源和關(guān)鍵流程的綜合監(jiān)控。因此，本服務(wù)平臺(tái)具有廣闊的應(yīng)用前景。

四、結(jié)語(yǔ)

基于電力部門集約化管理的發(fā)展趨勢(shì)，文章結(jié)合數(shù)據(jù)挖掘、非線性系統(tǒng)建模和優(yōu)化等技術(shù)，借鑒企業(yè)在生產(chǎn)、管理、市場(chǎng)方面的資源優(yōu)勢(shì)，通過(guò)整合發(fā)電、輸電、配電系統(tǒng)的信息，研發(fā)了適應(yīng)電力行業(yè)需求的、解決實(shí)際問(wèn)題的基于云計(jì)算的電力數(shù)據(jù)挖掘軟件和優(yōu)化服務(wù)。本服務(wù)平臺(tái)的推廣應(yīng)用將有助于實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)集約化管理建設(shè)上的重點(diǎn)突破，同時(shí)，將建立科學(xué)的運(yùn)營(yíng)監(jiān)測(cè)管理體制和運(yùn)行機(jī)制，提升電廠與電力公司以及電力公司各部門之間的協(xié)同運(yùn)作，持續(xù)提升經(jīng)營(yíng)管理水平和資產(chǎn)運(yùn)營(yíng)效率。

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