基于大數(shù)據(jù)與人工智能技術(shù)的電力在線監(jiān)督平臺(tái)的設(shè)計(jì)

俞春霞 陸淵

摘?要：大數(shù)據(jù)和人工智能是未來(lái)全球發(fā)展的關(guān)鍵，目前，中國(guó)已將大量數(shù)據(jù)的發(fā)展擴(kuò)大到國(guó)家戰(zhàn)略，使電力系統(tǒng)成為大數(shù)據(jù)和人工智能的主要領(lǐng)域之一。本文結(jié)合電力公司的特點(diǎn)，闡述了電力系統(tǒng)在線技術(shù)監(jiān)控平臺(tái)的設(shè)計(jì)方法。

關(guān)鍵詞：大數(shù)據(jù);人工智能;在線監(jiān)督;平臺(tái)設(shè)計(jì)

引言

高質(zhì)量的多源異構(gòu)數(shù)據(jù)資源稱為大數(shù)據(jù)，與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)相比，數(shù)據(jù)的來(lái)源、處理方式或思想有很大變化。在流或批處理過(guò)程中處理收集的數(shù)據(jù)或?qū)⑵鋺?yīng)用于景深和分析算法之前，不能創(chuàng)建數(shù)據(jù)模型和分析系統(tǒng)。大多數(shù)電力公司目前都有自己的內(nèi)部數(shù)據(jù)庫(kù)，但這些數(shù)據(jù)庫(kù)僅基于平面存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)，大數(shù)據(jù)的挖掘和利用尚未成功，政府尚未開(kāi)始密切監(jiān)測(cè)和控制整個(gè)電力系統(tǒng)。

1大數(shù)據(jù)與人工智能技術(shù)概述

將云算法集成到大量數(shù)據(jù)的計(jì)算和分析中，不僅提高了分析效率，而且提高了算法的性能。構(gòu)建私有云使您能夠建立用于存儲(chǔ)和分析大量數(shù)據(jù)的云平臺(tái)，確保電力系統(tǒng)的信息安全，并有效支持構(gòu)建實(shí)時(shí)性能密集型數(shù)據(jù)的在線監(jiān)控平臺(tái)。人工智能，又稱機(jī)器智能，是由人工系統(tǒng)產(chǎn)生的智能，這是一種模擬、擴(kuò)展和擴(kuò)展人工技術(shù)應(yīng)用的技術(shù)科學(xué)。人工智能可以多種方式實(shí)現(xiàn)，包括機(jī)器學(xué)習(xí)、進(jìn)化計(jì)算、模糊邏輯和推薦系統(tǒng)。人工智能本身的研究也在增加，電力系統(tǒng)是由電力、電力、變換、配電和電力組成的消費(fèi)系統(tǒng)，電力系統(tǒng)的規(guī)模和技術(shù)要求是一個(gè)國(guó)家發(fā)展的標(biāo)志。海量數(shù)據(jù)和人工智能對(duì)電力系統(tǒng)的運(yùn)行提出了新的要求，人工智能正在從單一技術(shù)應(yīng)用轉(zhuǎn)向涵蓋不同情景的多種電力系統(tǒng)技術(shù)，例如，負(fù)荷、新能源和微網(wǎng)。

2 電力系統(tǒng)在線技術(shù)監(jiān)督平臺(tái)架構(gòu)

2.1 平臺(tái)設(shè)計(jì)架構(gòu)

電力系統(tǒng)工程在線監(jiān)測(cè)平臺(tái)總體規(guī)劃主要分為車站平臺(tái)和數(shù)據(jù)變電站平臺(tái)兩大主題，云計(jì)算平臺(tái)和大數(shù)據(jù)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的基本服務(wù)是主站平臺(tái)系統(tǒng)，支持各種硬件和應(yīng)用軟件的云平臺(tái)擴(kuò)展了靈活性。大數(shù)據(jù)系統(tǒng)平臺(tái)提供采集、存儲(chǔ)和分析等功能，并將中央站平臺(tái)的核心服務(wù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)支持平臺(tái)的擴(kuò)展應(yīng)用中。

變電站數(shù)據(jù)系統(tǒng)作為數(shù)據(jù)采集終端，可以實(shí)時(shí)采集、顯示和傳輸調(diào)度側(cè)和發(fā)電側(cè)的數(shù)據(jù)，根據(jù)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性和安全性的雙重要求，選擇網(wǎng)絡(luò)協(xié)議通信和異步數(shù)據(jù)交換，從電網(wǎng)調(diào)度端收集數(shù)據(jù)。在異步數(shù)據(jù)收集之前，應(yīng)預(yù)先設(shè)置詳細(xì)的數(shù)據(jù)點(diǎn)并準(zhǔn)確標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)特征。

2.2 構(gòu)建平臺(tái)要求

2.2.1構(gòu)建平臺(tái)規(guī)范化

當(dāng)我們利用大數(shù)據(jù)技術(shù)建立在線能源監(jiān)測(cè)平臺(tái)時(shí)，應(yīng)認(rèn)真研究標(biāo)準(zhǔn)要求，努力不違反國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn);同時(shí)，應(yīng)引入標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)交換，以確保開(kāi)放數(shù)據(jù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)能夠與其他系統(tǒng)集成和共享數(shù)據(jù)。在平臺(tái)建設(shè)過(guò)程中，需要明確相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)體系規(guī)則，包括相關(guān)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化、編碼標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)模標(biāo)準(zhǔn)化和管理體系標(biāo)準(zhǔn)化。

2.2.2構(gòu)建平臺(tái)擴(kuò)展性

平臺(tái)建設(shè)初期，平臺(tái)設(shè)計(jì)應(yīng)充分考慮系統(tǒng)的可擴(kuò)展性和空間數(shù)據(jù)模型的擴(kuò)展，平臺(tái)在隨后的擴(kuò)展和更新中必須保持穩(wěn)定。

2.2.3構(gòu)建平臺(tái)安全性

為確保電力監(jiān)控平臺(tái)的平穩(wěn)運(yùn)行，首要任務(wù)是確保安全技術(shù)在大數(shù)據(jù)平臺(tái)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用嚴(yán)格符合國(guó)家能源信息安全標(biāo)準(zhǔn)，使用戶能夠在安全的大數(shù)據(jù)環(huán)境中存儲(chǔ)、加密和解密數(shù)據(jù)，從而確保電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)的安全，抵御各種安全攻擊和違法違規(guī)行為，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)分析的安全防護(hù)。考慮到它符合國(guó)家電力公司的要求，在平臺(tái)建設(shè)中還應(yīng)注意信息安全的技術(shù)框架和規(guī)范要求。

3大數(shù)據(jù)與人工智能平臺(tái)構(gòu)建

大數(shù)據(jù)時(shí)代，數(shù)據(jù)挖掘、統(tǒng)計(jì)分析、機(jī)器學(xué)習(xí)等傳統(tǒng)分析技術(shù)。并提出不同的要求。例如，小數(shù)據(jù)中的微型工程信息算法可能不適用于大數(shù)據(jù)挖掘。因此，我們不應(yīng)該只開(kāi)發(fā)新的算法，比如，機(jī)器學(xué)習(xí)的在線算法，也依靠云計(jì)算作為大數(shù)據(jù)處理的有效工具，使算法具有強(qiáng)大的能力和可擴(kuò)展性。對(duì)于電力大數(shù)據(jù)平臺(tái)，可以通過(guò)構(gòu)建企業(yè)專用云或租賃公共云來(lái)創(chuàng)建專門的能源數(shù)據(jù)云平臺(tái)?？紤]到國(guó)民經(jīng)濟(jì)中電力行業(yè)的獨(dú)特特點(diǎn)，提出構(gòu)建云平臺(tái)應(yīng)是企業(yè)專用云的自主發(fā)展。

采用大數(shù)據(jù)和人工智能的精確定位，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)功能的研發(fā)規(guī)劃和設(shè)計(jì)。例如，一些電力公司過(guò)于重視平臺(tái)安全，構(gòu)建了網(wǎng)絡(luò)源協(xié)調(diào)的在線監(jiān)測(cè)平臺(tái)系統(tǒng)。在實(shí)踐中，該平臺(tái)可以結(jié)合機(jī)組安全能耗在線監(jiān)測(cè)分析系統(tǒng)和電力設(shè)備大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)。（1）網(wǎng)絡(luò)信源協(xié)調(diào)在線監(jiān)測(cè)分析系統(tǒng)著重于網(wǎng)絡(luò)相關(guān)單元的自動(dòng)生成控制、初級(jí)頻率調(diào)制電壓的自控制和網(wǎng)絡(luò)測(cè)試裝置的激勵(lì)控制等方面的在線監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)。（2）裝置的安全監(jiān)控包括振動(dòng)和溫度等安全穩(wěn)定運(yùn)行的保護(hù)參數(shù)。（3）通過(guò)機(jī)組能耗在線檢測(cè)系統(tǒng)，分析計(jì)算并網(wǎng)電站的煤炭消費(fèi)量，計(jì)算輔助性能，測(cè)量能耗，引導(dǎo)企業(yè)節(jié)約能源，降低能耗。（4）結(jié)合大數(shù)據(jù)平臺(tái)的電源，通過(guò)分析電廠金屬設(shè)備的大數(shù)據(jù)，記錄溫度和壓力的趨勢(shì)分布。根據(jù)設(shè)備的常數(shù)參數(shù)，檢測(cè)了設(shè)備性能老化的在線分析，然后分析了設(shè)備故障的概率檢測(cè)和潛在故障的預(yù)測(cè)。大數(shù)據(jù)和人工智能支持下的電力監(jiān)控平臺(tái)建設(shè)是一個(gè)復(fù)雜的工程，為了開(kāi)始高層設(shè)計(jì)，進(jìn)行總體規(guī)劃，設(shè)計(jì)可行的技術(shù)途徑，實(shí)施方案是第一步。

4 電力大數(shù)據(jù)平臺(tái)的應(yīng)用

采用大數(shù)據(jù)和人工智能相結(jié)合的方法，研究了電力系統(tǒng)在線監(jiān)測(cè)平臺(tái)開(kāi)發(fā)過(guò)程中參數(shù)測(cè)量、安全性分析、診斷和性能等許多數(shù)學(xué)模型。在線電源監(jiān)控平臺(tái)可以基于采集終端采集和存儲(chǔ)實(shí)時(shí)電力運(yùn)行數(shù)據(jù)，開(kāi)發(fā)設(shè)備能耗監(jiān)控分析技術(shù)，并自動(dòng)生成診斷報(bào)告結(jié)果。使用監(jiān)控平臺(tái)獲取有關(guān)功耗頻率、性能和速度的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，構(gòu)建了一次調(diào)頻綜合性能指標(biāo)體系，分析了操作技能率。

大數(shù)據(jù)是信息發(fā)展的新階段，大數(shù)據(jù)技術(shù)、人工智能和云計(jì)算技術(shù)深入融入實(shí)體經(jīng)濟(jì)，將促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的數(shù)字化建設(shè)，是國(guó)家創(chuàng)新發(fā)展的重要?jiǎng)恿?。?nèi)蒙古電力網(wǎng)上技術(shù)監(jiān)督平臺(tái)成立后，以其為載體，開(kāi)展了智能計(jì)算和數(shù)據(jù)挖掘等一系列研究和實(shí)踐工作。工程一開(kāi)始，實(shí)現(xiàn)了“三個(gè)服務(wù)，一個(gè)對(duì)接”的戰(zhàn)略定位，即運(yùn)行電網(wǎng)，運(yùn)行發(fā)電廠，為全地區(qū)的大型電力消費(fèi)者服務(wù)，對(duì)接國(guó)家監(jiān)管職能。該平臺(tái)的建成將促進(jìn)內(nèi)蒙古能源產(chǎn)業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)升級(jí)，不僅提高能源產(chǎn)業(yè)的總體安全，而且明顯的經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益。

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