電力管理與分析中數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的運(yùn)用研究

◎匡晰

引言：信息數(shù)據(jù)管理在電力行業(yè)的發(fā)展中重要性不斷增加，數(shù)據(jù)技術(shù)也已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用。在電力系統(tǒng)中，各種繼電保護(hù)系統(tǒng)、故障在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)以及其他電力輔助設(shè)施的數(shù)量巨大，而其產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息也非常多。如何對(duì)各設(shè)施系統(tǒng)所產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)進(jìn)行有效管理與分析，成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)問(wèn)題。在對(duì)這些電力工程管理數(shù)據(jù)時(shí)，充分利用所產(chǎn)生的電力信息，并對(duì)這些信息進(jìn)行分析處理來(lái)獲得有用的價(jià)值。為了解決數(shù)據(jù)分析處理技術(shù)滯后的問(wèn)題，數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)得到了發(fā)展。數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)逐步成熟，面向廣闊的市場(chǎng)應(yīng)用，基于對(duì)海量數(shù)據(jù)的分析來(lái)探索其中存在的規(guī)律，并進(jìn)一步將其用于電力工程的管理與分析，促進(jìn)電力工程管理與分析領(lǐng)域的發(fā)展。

一、電力工程管理與分析的發(fā)展現(xiàn)狀

電力工程管理的模式通常包括業(yè)主自建、分析監(jiān)理、分析CM、分析PMC以及EPC等五種模式，其中各個(gè)模式的內(nèi)容和特點(diǎn)存在一定的差別。

1.業(yè)主自建模式。在業(yè)主自建模式中，電力的自我管理模式直接受電力項(xiàng)目建設(shè)和管理，缺乏相應(yīng)的專業(yè)管理機(jī)構(gòu)來(lái)進(jìn)行電力的管理。這種模式存在著專業(yè)知識(shí)的限制，而使得電力項(xiàng)目建設(shè)的成本較高，資源并未能夠完全利用而造成浪費(fèi)。隨著技術(shù)與經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，這種模式已經(jīng)不再符合當(dāng)前形勢(shì)的要求，逐漸被替換。

2.分析監(jiān)理模式。電力工程管理中，為了解決業(yè)主自建模式中存在的業(yè)主知識(shí)受限、資源的浪費(fèi)以及經(jīng)驗(yàn)的匱乏等不足，規(guī)范電力項(xiàng)目的管理，因此建立并完善了電力項(xiàng)目的監(jiān)管體制。這類電力工程項(xiàng)目分析監(jiān)理管理模式包含業(yè)主、施工方與監(jiān)理方，進(jìn)行三方相互協(xié)商對(duì)電力工程項(xiàng)目的開(kāi)展和管理進(jìn)行負(fù)責(zé)。

3.分析 CM、PMC與 EPC 模式。首先，電力管理的分析CM模式是指基于CM模型而產(chǎn)生的一種管理模式，業(yè)主通過(guò)將電力項(xiàng)目的管理委托至專業(yè)的管理機(jī)構(gòu)和設(shè)計(jì)人員，進(jìn)而與施工方進(jìn)行協(xié)商對(duì)電力工程進(jìn)行管理，最終以最快的速度建設(shè)和管理電力工程項(xiàng)目。其次，分析PMC（ProjectmanageCompany）模式是指承包商建設(shè)電力工程項(xiàng)目的全過(guò)程和全電力工程要素與管理合同需要保持相符，對(duì)于電力項(xiàng)目的施工安排、原材料的采購(gòu)都需要依據(jù)合同進(jìn)行實(shí)施。最后，分析EPC（EngineeringProcurementConstruction）模式是目前相對(duì)成熟的電力管理模式，指管理人員是由專業(yè)的業(yè)主群體所組成，直接對(duì)電力項(xiàng)目進(jìn)行管理，其專業(yè)的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)?zāi)軌驖M足電力管理的需要。這主要表現(xiàn)為對(duì)電力工程的施工設(shè)計(jì)、原料采購(gòu)以及電力設(shè)備調(diào)試方面自主進(jìn)行，既滿足了施工的要求，也能夠符合各相關(guān)方之間的關(guān)系。

二、數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)

數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)是通過(guò)采用人工智能的方法來(lái)對(duì)海量的數(shù)據(jù)進(jìn)行管理與分析處理來(lái)獲取數(shù)據(jù)庫(kù)中有效的數(shù)據(jù)，并進(jìn)一步總結(jié)出規(guī)律來(lái)指導(dǎo)事務(wù)的發(fā)展前景。利用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行分析處理，所挖掘的數(shù)據(jù)可以某種概念、規(guī)則或者模式等歸納為類似的數(shù)據(jù)，用于信息數(shù)據(jù)的管理和查詢、數(shù)據(jù)的優(yōu)化、決策的支持以及維護(hù)等過(guò)程。通常情況下，數(shù)據(jù)挖掘的內(nèi)容包括問(wèn)題的提出，數(shù)據(jù)的收集與預(yù)處理分析，數(shù)據(jù)的挖掘，數(shù)據(jù)分析結(jié)果的評(píng)價(jià)，獲得規(guī)律。

1.關(guān)聯(lián)分析。數(shù)據(jù)挖掘分析中的關(guān)聯(lián)分析方法一般是指兩個(gè)事物之間如果存在相互聯(lián)系，因此一個(gè)事情就可以有與其相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)進(jìn)行推測(cè)，其目的在于分析處理兩者之間存在的某種隱藏的聯(lián)系。在對(duì)數(shù)據(jù)挖掘的過(guò)程中，關(guān)聯(lián)和順序貫?zāi)Ｐ褪侵戈P(guān)聯(lián)分析中對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中所有的大小數(shù)據(jù)進(jìn)行檢索，并找到出現(xiàn)頻率高的數(shù)據(jù)，進(jìn)一步分析其關(guān)聯(lián)。

2.時(shí)間序列分析。時(shí)間序列分析（Timeseriesanalysis）是一類基于對(duì)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析的統(tǒng)計(jì)處理技術(shù)。這種統(tǒng)計(jì)技術(shù)通過(guò)在隨機(jī)過(guò)程理論和數(shù)理統(tǒng)計(jì)學(xué)方法的基礎(chǔ)上，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中的隨機(jī)數(shù)據(jù)序列進(jìn)行歸納分析，并尋找到這些海量數(shù)據(jù)所符合的相關(guān)的統(tǒng)計(jì)學(xué)規(guī)律，并最終應(yīng)用于實(shí)際問(wèn)題的解決領(lǐng)域。

3.聚類分析。聚類分析是把數(shù)據(jù)進(jìn)行分類處理，將類似對(duì)象群依據(jù)規(guī)則組成多類進(jìn)行分析處理，其廣泛應(yīng)用于數(shù)學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)以及經(jīng)濟(jì)學(xué)等領(lǐng)域。在聚類分析中，需要找到數(shù)據(jù)源之間的屬性，從而將其歸類用來(lái)，用來(lái)描述數(shù)據(jù)。

4.分類分析。分類分析是指對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中相關(guān)的信息按照一定的信息屬性進(jìn)行分類，建立數(shù)據(jù)模型對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分類梳理得到數(shù)據(jù)結(jié)果，包含預(yù)測(cè)離散變量的分類和連續(xù)變量的回歸。

5.異常分析。異常分析是指建立一定的規(guī)則來(lái)判斷數(shù)據(jù)的有效性，信息數(shù)據(jù)在不同的條件下，其可能是重要的信息也可能是無(wú)效信息，因此數(shù)據(jù)一項(xiàng)分析能有效分析信息數(shù)據(jù)的有效性。例如，電力企業(yè)可依據(jù)用電群體的常年用電數(shù)據(jù)進(jìn)行收集分析，在以此為參考依據(jù)篩選明顯數(shù)據(jù)異常的用戶，進(jìn)而進(jìn)行深入檢查是否存在盜電的行為。

三、數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在電力管理與分析中運(yùn)用分析

1.負(fù)荷預(yù)測(cè)。數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在電力領(lǐng)域中的應(yīng)用，首先可用于預(yù)測(cè)電力負(fù)荷。電力調(diào)度作為電力系統(tǒng)中非常重要的功能，需要預(yù)測(cè)電力負(fù)荷的數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行支撐。數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)通過(guò)按照某時(shí)段地區(qū)的用電數(shù)據(jù)，并對(duì)其進(jìn)行數(shù)據(jù)追蹤，研究該地區(qū)的歷史用電記錄，采用時(shí)間序列模型形成相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)，依據(jù)時(shí)間區(qū)段、天氣因素等進(jìn)而采取聚類分析方法對(duì)該地區(qū)的用電負(fù)荷進(jìn)行分析處理，獲取相應(yīng)的電力情況，并最終將該數(shù)據(jù)反饋至相應(yīng)的電力調(diào)度部門(mén)。

2.電力設(shè)備狀態(tài)檢修。數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)還可用于電力設(shè)備的狀態(tài)檢修。通過(guò)對(duì)電力設(shè)施的日常監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、在線收集的數(shù)據(jù)以及歷史故障原因以及診斷數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，采取相應(yīng)的分類分析方法對(duì)數(shù)據(jù)極性分析處理，尋找關(guān)鍵數(shù)據(jù)來(lái)對(duì)設(shè)備的狀況進(jìn)行評(píng)估，參考?xì)v史故障數(shù)據(jù)及原因?qū)ΜF(xiàn)有數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)異常時(shí)可以提前預(yù)測(cè)設(shè)備的狀況。因此，采用數(shù)據(jù)挖掘就似乎對(duì)電力設(shè)備的數(shù)據(jù)分析，發(fā)現(xiàn)故障數(shù)據(jù)規(guī)律，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并快速對(duì)故障設(shè)施進(jìn)行合理判斷并維修。例如，對(duì)于電力設(shè)施中的變壓器的檢修中，采集正常情況設(shè)備運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的各種氣體濃度數(shù)據(jù)，并以此標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，采用異常分析法來(lái)對(duì)比數(shù)據(jù)，確定設(shè)備的情況是否正常。這能克服傳統(tǒng)模式中出現(xiàn)故障再停機(jī)檢查維修而導(dǎo)致檢修頻繁以及盲目維修等的問(wèn)題。

3.電力營(yíng)銷(xiāo)策略支持。數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)還可應(yīng)用于電力營(yíng)銷(xiāo)中，對(duì)時(shí)間段細(xì)分，研究電能用量與時(shí)間的相互關(guān)系進(jìn)行分析，把握用電量與時(shí)間區(qū)段的關(guān)系，并進(jìn)行歸納和總結(jié)，用于指導(dǎo)電力營(yíng)銷(xiāo)決策。可以采用聚類分析和分類分析的方法進(jìn)行對(duì)用戶的區(qū)分，綜合分析用戶的用電需求來(lái)進(jìn)行合理的電能供應(yīng)，避免電能的過(guò)剩浪費(fèi)。另外，采用關(guān)聯(lián)分析來(lái)研究市場(chǎng)環(huán)境和電能銷(xiāo)售的關(guān)系，綜合考慮各個(gè)因素對(duì)電能的影響，對(duì)電力營(yíng)銷(xiāo)進(jìn)行指導(dǎo)支持。

結(jié)束語(yǔ)：電力設(shè)備運(yùn)行產(chǎn)生的數(shù)據(jù)非常多，數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)能夠獲取其中有效的數(shù)據(jù)并尋找相關(guān)規(guī)律，用于電力管理和分析中。本文通過(guò)電力管理和分析的發(fā)展現(xiàn)狀，簡(jiǎn)要介紹數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的特點(diǎn)與方法，從而分析其在電力管理和分析中的應(yīng)用，以便于為城電力管理和分析領(lǐng)域提供可借鑒的意義。