淺議基于數(shù)據(jù)挖掘的電站運行優(yōu)化

楊智立

摘 要：電力工業(yè)作為一種能源工業(yè)，在國民經(jīng)濟的增長中起到了重要的作用。本文將通過分析數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的內(nèi)涵、功能、步驟以及關(guān)鍵的關(guān)聯(lián)規(guī)則，針對基于數(shù)據(jù)挖掘的電站運行優(yōu)化進行簡單研究和討論。

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)挖掘；電站運行；關(guān)聯(lián)規(guī)則

隨著經(jīng)濟社會的發(fā)展，電力的需求量越來越大，同時，對電力供應(yīng)的質(zhì)量和安全性也有了更高的要求。近年來，我國電力建設(shè)發(fā)展較快，但由于人口基數(shù)較大， 用電需求不斷增長，電力供應(yīng)仍然處于緊張狀態(tài)。為進一步提高能源的利用效率，迫切需要利用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，優(yōu)化電站運行，提高電站運行的經(jīng)濟性和安全性。

1.數(shù)據(jù)挖掘相關(guān)概述

1.1數(shù)據(jù)挖掘與知識發(fā)現(xiàn)

數(shù)據(jù)挖掘即從數(shù)據(jù)集中識別有效的數(shù)據(jù)，是一個知識發(fā)現(xiàn)的過程，也被稱為數(shù)據(jù)開采和數(shù)據(jù)采掘。數(shù)據(jù)挖掘是科技進步的產(chǎn)物，是人工智能、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、機器學習等相關(guān)技術(shù)融合的結(jié)果。數(shù)據(jù)挖掘能夠識別、分析、轉(zhuǎn)換有價值的數(shù)據(jù)，用于企業(yè)決策或生產(chǎn)經(jīng)營情況監(jiān)測等。數(shù)據(jù)挖掘中的主要技術(shù)包括數(shù)據(jù)庫技術(shù)、統(tǒng)計技術(shù)、人工智能等，涉及到多個領(lǐng)域。隨著人們對信息技術(shù)利用程度的加深，如何從海量的信息中提取、挖掘、處理有效的消息，為企業(yè)發(fā)展服務(wù)，已經(jīng)成為信息時代企業(yè)發(fā)展的一項重要難題。從總體上看，數(shù)據(jù)利用的程度較低，因此，數(shù)據(jù)挖掘和知識發(fā)現(xiàn)技術(shù)開始出現(xiàn)，并表現(xiàn)出強大得發(fā)展?jié)摿Α?/p>

1.2數(shù)據(jù)挖掘功能

數(shù)據(jù)挖掘是一個對數(shù)據(jù)進行系統(tǒng)的統(tǒng)計、分析、推理的過程，其目的是通過發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)中的知識，對未來發(fā)展趨勢進行預(yù)測，為企業(yè)的決策提供信息上的支持。數(shù)據(jù)挖掘功能主要的包括分類分析、聚類分析、關(guān)聯(lián)規(guī)則分析、序列分析和時間序列、孤立點分析等。

1.3數(shù)據(jù)挖掘的步驟

數(shù)據(jù)挖掘不是一個孤立的過程，而是各個步驟相互聯(lián)結(jié)和配合，共同實現(xiàn)目標的一種方法。在進行數(shù)據(jù)挖掘時，首先應(yīng)對問題進行定義，明確數(shù)據(jù)挖掘要實現(xiàn)的挖掘，對實踐工作的指導作用，確定學習算法等。進行數(shù)據(jù)收集和預(yù)處理，包括選取目標數(shù)據(jù)、預(yù)處理、數(shù)據(jù)變換等。進行數(shù)據(jù)挖掘，根據(jù)定義的問題，采取適當?shù)姆椒ㄍ诰驍?shù)據(jù)。解釋結(jié)果并進行評估，對相關(guān)性較差的數(shù)據(jù)和信息進行排除。

2.關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘理論

2.1關(guān)聯(lián)規(guī)則的定義

數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)中的一個關(guān)鍵部分就是關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘，能夠發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)性和相關(guān)關(guān)系。數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)常常是隱藏起來的，通過邏輯操作和統(tǒng)計方法，往往不能發(fā)現(xiàn)其關(guān)聯(lián)屬性，而關(guān)聯(lián)規(guī)則能夠更加準確捕捉這種關(guān)系，因此，在數(shù)據(jù)挖掘中，關(guān)聯(lián)規(guī)則研究是其中一個熱點領(lǐng)域。

2.2關(guān)聯(lián)規(guī)則的分類及算法

根據(jù)關(guān)聯(lián)規(guī)則中變量的類型，可以分為布爾型和數(shù)值型；根據(jù)數(shù)據(jù)抽象層次，可以分為單層和多層規(guī)則；根據(jù)數(shù)據(jù)的維度，可以分為單維和多維規(guī)則；根據(jù)數(shù)據(jù)的確定性，可以分為確定和模糊規(guī)則。關(guān)聯(lián)規(guī)則的基本算法包括：寬度優(yōu)先和深度優(yōu)先算法、抽樣算法、增量式更新算法、并行算法等。

3. 基于數(shù)據(jù)挖掘的電站運行優(yōu)化

3.1電站運行優(yōu)化定義

電站運行優(yōu)化主要是包括以下幾個方面：在線性能計算、運行優(yōu)化目標值確定、偏差分析、優(yōu)化操作指導、統(tǒng)計評估等。其目的是為了提高電站運行的經(jīng)濟性和安全性。通過性能計算和能損分析，能夠確定運行參數(shù)，分析影響電站運行的各項因素。根據(jù)運行的參數(shù)，確定運行優(yōu)化目標值，對最優(yōu)運行與實際運行的偏差進行分析和評估，為運行人員的提供決策支持，指導運行人員的進行運行調(diào)整，實現(xiàn)優(yōu)化電站運行的目的。對運行參數(shù)進行計算，出具統(tǒng)計分析和評價報告。

3.2電站運行優(yōu)化問題體系

電站運行優(yōu)化問題體系包括數(shù)據(jù)采集、檢驗以及存儲、性能指標計算、確定優(yōu)化值、偏差分析、操作指導、統(tǒng)計評估、故障診斷和維修等。電站運行優(yōu)化的基礎(chǔ)就是數(shù)據(jù)的采集和處理，將采集到的數(shù)據(jù)儲存到數(shù)據(jù)庫中，同時對數(shù)據(jù)的準確性和可靠性進行檢驗。計算性能指標，通過現(xiàn)場采集的溫度、壓力、流量的數(shù)據(jù)，計算效率和煤耗等參數(shù)。確定最優(yōu)運行狀態(tài)參數(shù)值，為的運行人員提供指導。正確的優(yōu)化目標值是計算偏離情況和打來的經(jīng)濟損失的前提，能夠為運行人員進行操作調(diào)整提供方向和指導。目前，在實際工作中，很多運行人員都選擇將設(shè)計基準值作為優(yōu)化目標值，調(diào)整實際運行參數(shù)，但這種設(shè)置方式往往距離最優(yōu)運行狀態(tài)還有一定差距，無法使電站運行到達最佳的安全性和經(jīng)濟性。優(yōu)化目標值的確定，應(yīng)充分考慮其實時性、準確性以及可操作性，其目的是為了指導實際工作。分析實際運行參數(shù)與目標值之間的偏差。通常情況下，其偏差可能與運行負荷、運行條件和狀態(tài)、控制系統(tǒng)、操作規(guī)范程度等密切相關(guān)。分別分析其可控參數(shù)和不可控的參數(shù)，確定損失的類型，對可進行調(diào)整的參數(shù)進行控制，對不能通過調(diào)整改善的部分，可以通過設(shè)備維修、更新等方式解決。保持對運行狀態(tài)的監(jiān)測，對電站的運行進行動態(tài)的評估，對可調(diào)整的偏差及時調(diào)整優(yōu)化運行。監(jiān)測設(shè)備的性能和狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)設(shè)備出現(xiàn)性能問題，應(yīng)盡快安排維修。

3.3電站運行優(yōu)化中數(shù)據(jù)挖掘的重要性

與其他行業(yè)相比，電站運行的干擾因素較小，通過分析和把握電站運行過程中的數(shù)據(jù)特征和關(guān)聯(lián)性，能夠總結(jié)出有利于生產(chǎn)實踐的規(guī)律和經(jīng)驗，為電站運行的優(yōu)化和改進提供支持。電站運行過程中，需要對數(shù)據(jù)進行實時的監(jiān)測，同時，通過數(shù)據(jù)分析和處理，用于生產(chǎn)運行。數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，能夠深入分析數(shù)據(jù)之間隱含的關(guān)系，獲取有價值的信息和知識，從而進一步優(yōu)化電站運行。在電站運行中，很多方面都可以應(yīng)用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，例如設(shè)備性能預(yù)測、故障診斷、運行優(yōu)化、市場決策、物資管理等。

3.4電站運行優(yōu)化系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)挖掘

通過關(guān)聯(lián)性分析，結(jié)果顯示，電站運行中操作水平與參數(shù)、性能等指標具有密切的關(guān)系?；跀?shù)據(jù)挖掘的電站運行優(yōu)化系統(tǒng)，應(yīng)以數(shù)據(jù)為中心，進行數(shù)據(jù)的選擇、預(yù)處理、轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)挖掘和評估。利用數(shù)據(jù)挖掘方法，對數(shù)據(jù)進行深層的挖掘和分析，建立算法模型。在確定優(yōu)化目標值時，利用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，通過分析歷史數(shù)據(jù)，建立回歸分析，挖掘數(shù)據(jù)潛在的知識和規(guī)則，為設(shè)置目標值提供參考。

結(jié)束語：

數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)是信息時代發(fā)展的必然產(chǎn)物，提高了人們信息處理和知識發(fā)現(xiàn)的能力，在信息爆炸時代，數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)已經(jīng)成為企業(yè)生存和發(fā)展不可獲取的重要技術(shù)。電站運行優(yōu)化是指為提高電站運行的經(jīng)濟性和安全性，通過性能計算、運行優(yōu)化目標值確定、偏差分析、優(yōu)化操作指導、統(tǒng)計評估等一系列步驟，實現(xiàn)優(yōu)化電站運行目的的過程。運用的數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，把握其運行規(guī)律，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)潛在的知識，進一步優(yōu)化電站運行，推動我國電力系統(tǒng)的發(fā)展。

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