大數(shù)據(jù)技術(shù)在電氣工程中的有效運(yùn)用分析

煙臺東方威思頓電氣有限公司 陸明凱 盧仲燁

要在電氣工程建設(shè)中良好的運(yùn)用大數(shù)據(jù)技術(shù)，首先要分析其存在的特征，然后根據(jù)特征進(jìn)行靈活運(yùn)用。大數(shù)據(jù)技術(shù)能儲存海量的資料，且能根據(jù)設(shè)定的要求進(jìn)行合理的規(guī)劃以及分類，對于電氣工程而言能起到更加精準(zhǔn)以及輔助決策的作用。其具體特征如下：

容量巨大。數(shù)據(jù)的大小決定了數(shù)據(jù)的價值及潛在的信息因素，大數(shù)據(jù)技術(shù)能存儲海量的信息，這樣就便于決策者的調(diào)取，提高了信息的利用率，將數(shù)據(jù)的作用發(fā)揮到巨大，并根據(jù)這些歷史數(shù)據(jù)能科學(xué)準(zhǔn)確的分析未來形式變化；種類較多。巨大的信息存儲容量使數(shù)據(jù)呈現(xiàn)出了多樣性，也就能擴(kuò)寬系統(tǒng)及決策人的選擇范圍；速度較快。相比傳統(tǒng)的技術(shù)工程大數(shù)據(jù)技術(shù)在收集及散布信息過程中都擁有極高的速度，能進(jìn)一步提高工作的效率。

可變性。系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)無線的擴(kuò)張，并精準(zhǔn)地管理數(shù)據(jù)；真實(shí)性。大數(shù)據(jù)技術(shù)的計算能力超凡，再加上獲取數(shù)據(jù)較為全面、速度也較快，也就進(jìn)一步的提升了數(shù)據(jù)的質(zhì)量，保證了信息的準(zhǔn)確以及真實(shí)性；復(fù)雜性。大數(shù)據(jù)技術(shù)由于收集到的信息量較大且途徑較多，因此在信息的呈現(xiàn)上較為復(fù)雜；信息價值高。決策人通過收集到的數(shù)據(jù)并結(jié)合系統(tǒng)的處理以及使用，能實(shí)現(xiàn)低成本，創(chuàng)造高價值的決策。

1 電氣工程中采用大數(shù)據(jù)技術(shù)的重要性

提升信息化的水平。傳統(tǒng)電氣工程建設(shè)模式已不再適用于當(dāng)下，信息化技術(shù)滲透到每個行業(yè)及領(lǐng)域，其主要表現(xiàn)在智能化、自動化及信息化，而大數(shù)據(jù)技術(shù)則是依靠互聯(lián)網(wǎng)作為媒介進(jìn)行有效的收集、分析以及處理在電氣工程中使用大數(shù)據(jù)技術(shù)能提高電氣工程的信息化水平，將數(shù)據(jù)變成資源化，再加之云計算技術(shù)的深度融合，提升電氣工程的自動化發(fā)展[1]。

提升數(shù)據(jù)分析能力。就數(shù)據(jù)能力而言，在傳統(tǒng)的人計算過程中或半自動化計算過程中都存在一定的失誤性，通過大數(shù)據(jù)技術(shù)以科學(xué)理論作為基礎(chǔ)，加之強(qiáng)大的計算以及擴(kuò)展功能，能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，并提高使用者和系統(tǒng)的決策能力，使電氣工程系統(tǒng)在運(yùn)行的過之中能安全、可靠的運(yùn)行。再加之大數(shù)據(jù)技術(shù)具極強(qiáng)的存儲能力，決策者可通過歷史結(jié)合現(xiàn)在對未來所存在的風(fēng)險因素深度分析。

提升數(shù)據(jù)支撐管理。通過大數(shù)據(jù)技術(shù)的支持，結(jié)合數(shù)據(jù)科學(xué)，以互聯(lián)網(wǎng)作為媒介建設(shè)一體化的網(wǎng)絡(luò)信息管理平臺，能提高工作的時效性以及效率，減輕工作人員的負(fù)擔(dān)，并進(jìn)一步提升電氣工程的智能化[2]。面對電氣工程建設(shè)復(fù)雜且配網(wǎng)資產(chǎn)較多的現(xiàn)象，能進(jìn)行有效的管理以及分類，結(jié)合遠(yuǎn)程終端的使用和配合，能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)及時的更新，因此通過大數(shù)據(jù)技術(shù)能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)化、科學(xué)化、合理化的管理模式。

提升質(zhì)量管理依據(jù)。大數(shù)據(jù)系統(tǒng)主要是依靠計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)將系統(tǒng)和實(shí)物正在運(yùn)行所傳輸和收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行立體化的顯示、精準(zhǔn)化的分析，這也就提高了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性及質(zhì)量，為電氣工程的整體建設(shè)工作提供了可靠的數(shù)據(jù)，使管理者能將更具復(fù)合化的數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)化的調(diào)整，進(jìn)一步優(yōu)化系統(tǒng)質(zhì)量，以便更好地適應(yīng)未來的變化，并能促進(jìn)相關(guān)業(yè)務(wù)水平的發(fā)展實(shí)現(xiàn)科學(xué)化、合理化運(yùn)行。

2 電氣工程中使用大數(shù)據(jù)技術(shù)有效策略

2.1 基于大數(shù)據(jù)技術(shù)用電異常分析

電氣工程在建設(shè)過程當(dāng)中存在著一定的危險因素，基于大數(shù)據(jù)技術(shù)擁有能收集海量數(shù)據(jù)并進(jìn)行有效分化的特點(diǎn)，應(yīng)使用大數(shù)據(jù)技術(shù)對電氣工程運(yùn)行過程中所出現(xiàn)的異常情況進(jìn)行分析，以保證電氣工程高效、安全、穩(wěn)定的運(yùn)行。大數(shù)據(jù)技術(shù)在檢測電氣系統(tǒng)異常的方法主要有兩種：決策樹算法數(shù)據(jù)異常檢測方式、孤立森林算法用電數(shù)據(jù)異常分析。

在使用決策樹算法數(shù)據(jù)異常檢測方式進(jìn)行計算時，首先要構(gòu)建一個訓(xùn)練集，用途是輔助后期的模型建立，它可將提前設(shè)計好的樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的分化，使其達(dá)到預(yù)設(shè)的結(jié)果，在整個系統(tǒng)中起到監(jiān)督及訓(xùn)練的作用[3]。然后再用訓(xùn)練集對決策樹進(jìn)行訓(xùn)練，決策樹能在已知的可能性之中，進(jìn)一步分析各種事故可能發(fā)生的概率，并用于做電氣工程中的危險系數(shù)評估，是一種預(yù)測類的模型，結(jié)合數(shù)據(jù)的排列以及特征分化和閾值最終進(jìn)行評測；在使用孤立森林算法時首先要建立一個異常檢測的模型，并對收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步的處理，然后記錄每一條數(shù)據(jù)信息并汲取一個特征，然后建立左右的分支并進(jìn)行整理，最后根據(jù)差異值的大小變化來判定系統(tǒng)中是否存在異常。

2.2 大數(shù)據(jù)技術(shù)控制電氣工程進(jìn)度

無論對于哪一種工程項目來說，工程進(jìn)度的把控問題一直是建設(shè)管理中的重點(diǎn)工作，通過大數(shù)據(jù)技術(shù)能良好地把控電氣工程的進(jìn)度，并能減少外在環(huán)境及內(nèi)在變化要求對其產(chǎn)生的影響。電氣工程相比其他的工程建筑而言存在著一定的差異，以建筑工程為例，在制定合同時會將工程的期限在文中準(zhǔn)確表明，而電氣工程的復(fù)合性較強(qiáng)，又主要是以信息技術(shù)為主，因此在制定期限目標(biāo)上就存在著一定的難度。

通過WBS 理論，結(jié)合電氣工程的實(shí)際進(jìn)度狀況、環(huán)境因素、工程項目復(fù)雜水平以及施工技術(shù)等方面，能對電氣工程施工進(jìn)度實(shí)行有效的把控。首先要將所需要的項目進(jìn)行科學(xué)分類，然后再實(shí)行進(jìn)一步的細(xì)化，再對進(jìn)度進(jìn)行監(jiān)控。在利用大數(shù)據(jù)技術(shù)進(jìn)行電氣工程進(jìn)度管控時需注意：要明確工程各步驟的分化，對各組織之間所要負(fù)責(zé)的內(nèi)容進(jìn)一步細(xì)化，以便電氣工程能順利有序地開展；繪制網(wǎng)格圖，根據(jù)WBS 理論，制作出本項目的網(wǎng)格示意圖并充分地體現(xiàn)出人力、信息及建設(shè)資源之間的聯(lián)系，這樣有利于后期的工程進(jìn)度工作把控。

2.3 大數(shù)據(jù)技術(shù)在電網(wǎng)調(diào)度的應(yīng)用

在電氣工程系統(tǒng)中電網(wǎng)調(diào)度工程是較為復(fù)雜的系統(tǒng)之一，它通過輸電、變電以及配電的方式向供電網(wǎng)絡(luò)中的用戶輸送電力，為保證電網(wǎng)調(diào)度工作的穩(wěn)定性及用戶安全，可在其中采用大數(shù)據(jù)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)電氣工程各個階段的監(jiān)管以及指導(dǎo)工作。電網(wǎng)調(diào)度工作主要包括：預(yù)測用電負(fù)荷；制定發(fā)電的任務(wù)、運(yùn)行的方式以及運(yùn)行計劃；進(jìn)行安全監(jiān)控和安全分析；指揮操作和處理事故。

大數(shù)據(jù)技術(shù)在預(yù)測電負(fù)荷方面，由于在運(yùn)行過程中相關(guān)設(shè)備會產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)，因此使用大數(shù)據(jù)技術(shù)來進(jìn)行分析與存儲規(guī)劃是最佳的選擇方式，通過此項技術(shù)能精準(zhǔn)分析出電力系統(tǒng)中準(zhǔn)確的承受負(fù)荷量是多少[4]。不僅如此，大數(shù)據(jù)技術(shù)還可運(yùn)用到電氣工程信息管理平臺中，使平臺所收集到的數(shù)據(jù)變得更加直觀化，能有效地判斷出電氣工程系統(tǒng)中所存在的問題及故障點(diǎn)，消除系統(tǒng)中所存在的安全隱患問題，能使電網(wǎng)工程系統(tǒng)正常、安全、可靠的運(yùn)作。具體電網(wǎng)調(diào)度模型的建立可參考圖1電網(wǎng)統(tǒng)計模塊。

圖1 電網(wǎng)統(tǒng)計模塊

2.4 大數(shù)據(jù)技術(shù)在負(fù)荷特性的分析

為了提高電氣工程的智能化，應(yīng)對電氣工程系統(tǒng)中的負(fù)荷特性加以分析以及預(yù)測，其主要應(yīng)用方法如下：關(guān)聯(lián)規(guī)則法在負(fù)荷特性分析中的應(yīng)用。影響負(fù)荷特性的主要因素有兩點(diǎn)，一是內(nèi)在影響、二是外在因素。就外在因素方面而言，負(fù)荷的特性會表現(xiàn)出一定的規(guī)律與波動，因此通過關(guān)聯(lián)規(guī)則法，可將海量數(shù)據(jù)中之間找出關(guān)聯(lián)性，通過分析負(fù)荷的特性以及影響因素之間所存在的關(guān)聯(lián)性，進(jìn)一步輔助電氣工程的運(yùn)行，從這一點(diǎn)來看，提升了電氣工程的智能化效率應(yīng)用。

在負(fù)荷特性分析之中應(yīng)用聚類分析算法進(jìn)行預(yù)測。聚類分析法就是利用負(fù)荷數(shù)據(jù)以及影響因素相聚類進(jìn)行分析的一種方法。其運(yùn)作模式，采用聚類的方式將數(shù)據(jù)組建成一個分類，并使某個類型的負(fù)荷相聚，這樣就能提高負(fù)荷特性的顯示能力，可更加直觀地判斷出來；在負(fù)荷特性分析與預(yù)測方面應(yīng)用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相比前兩種技術(shù)在應(yīng)用方面具備更加智能化的處理優(yōu)勢，像對于非線性的規(guī)律有著極強(qiáng)的適應(yīng)能力學(xué)習(xí)功能，能在較短的負(fù)荷特性預(yù)測之中獲得結(jié)果。

2.5 建立配網(wǎng)資產(chǎn)管理大數(shù)據(jù)平臺

由于配網(wǎng)資產(chǎn)所涉及的方面以及物資種類較多，因此可采用大數(shù)據(jù)技術(shù)的特點(diǎn)對配網(wǎng)的資產(chǎn)進(jìn)行有效管理，建立大數(shù)據(jù)平臺形成系統(tǒng)化、規(guī)范化以及智能化的操作管理體系。在建立時要注意以下幾部分的問題：

其一，多屬性組網(wǎng)；其二，資產(chǎn)動態(tài)管理；其三，細(xì)化資產(chǎn)管理范疇。就第一點(diǎn)而言，為了保證配網(wǎng)管理能借助大數(shù)據(jù)技術(shù)進(jìn)行充分的完善，應(yīng)考慮到不同配網(wǎng)電路的屬性以及特特點(diǎn)，這樣就能依據(jù)以上條件，實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)資產(chǎn)管理的自動化、經(jīng)濟(jì)化以及安全化。為了保證配網(wǎng)資產(chǎn)管理的時效性，應(yīng)通過構(gòu)建大數(shù)據(jù)資產(chǎn)管理平臺，進(jìn)一步推動動態(tài)的管理模式，這樣就能保證資產(chǎn)在增減時，能及時有效地進(jìn)行錄入，在查詢和修改時也就更加方便，并依靠互聯(lián)網(wǎng)作為媒介，使用移動終端進(jìn)行實(shí)時操作以及查詢，能保證配網(wǎng)資產(chǎn)的準(zhǔn)確以及真實(shí)性，便于后續(xù)工作的順利開展，實(shí)現(xiàn)工作效率的提升。在細(xì)化資產(chǎn)管理范疇方面，通過對運(yùn)行參數(shù)以及電網(wǎng)設(shè)備和數(shù)據(jù)變化的記錄以及分析，能使資產(chǎn)得到良好的維護(hù)并實(shí)現(xiàn)延長壽命[5]。

2.6 配網(wǎng)資產(chǎn)平臺傳感器連接工作

在電氣系統(tǒng)配網(wǎng)環(huán)節(jié)傳感器以及操作器的連接及配置是關(guān)鍵，通過大數(shù)據(jù)技術(shù)能對傳感器當(dāng)中所呈現(xiàn)出的數(shù)據(jù)進(jìn)行有效分析，這樣就能提高配網(wǎng)之中的智能性和決策能力。具體的應(yīng)用與操作可通過以下三個方面：

第一，配置性能優(yōu)良的傳感器以及操作器，在構(gòu)建時一定要注意配網(wǎng)資產(chǎn)實(shí)體與其相結(jié)合的完整參數(shù)體系，并將傳感器上的數(shù)據(jù)做精準(zhǔn)的采集與分析；第二，要對歷史傳感器中所存的數(shù)據(jù)進(jìn)行定向分析。依據(jù)歷史傳感器中的數(shù)據(jù)對信息進(jìn)行有效處理，這樣能保證未來預(yù)測信息的準(zhǔn)確性，有助于日常維保工作以及決策工作的順利開展；第三，結(jié)合傳感數(shù)據(jù)和電氣數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析。利用大數(shù)據(jù)技術(shù)，對傳感器和電氣的數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合的分析，能保證配網(wǎng)未來擴(kuò)張以及組合的安全穩(wěn)定性，并能提高決策能力，實(shí)現(xiàn)安全穩(wěn)定的發(fā)展。

2.7 根據(jù)配網(wǎng)資產(chǎn)完善配網(wǎng)準(zhǔn)確性

在配網(wǎng)的完善以及擴(kuò)張工作中，大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用，主要包括以下三點(diǎn)內(nèi)容：

第一，建立全資產(chǎn)大數(shù)據(jù)信息管理平臺。這樣能提高配網(wǎng)的安全穩(wěn)定性，在建建立的層次上要分明，以配電網(wǎng)絡(luò)設(shè)備為基礎(chǔ)向上進(jìn)行擴(kuò)張，像系統(tǒng)層、應(yīng)用層以及資產(chǎn)管理網(wǎng)絡(luò)等，這樣能保證資產(chǎn)信息的全面以及準(zhǔn)確性。然后是資產(chǎn)的管理工作，可使用RFID 以及NFC 兩種識別技術(shù)將資產(chǎn)進(jìn)行編碼，然后通過掃碼和授權(quán)管理的形式對其位置進(jìn)行定位，將數(shù)據(jù)資源形成建模。

第二，要對配電的路線不斷的進(jìn)行優(yōu)化，基于現(xiàn)代社會對于電力的需求逐漸增大的現(xiàn)狀，要在配網(wǎng)資產(chǎn)和用戶不斷擴(kuò)大的情況之下進(jìn)一步提升整體系統(tǒng)的質(zhì)量，這樣能保證后續(xù)工作的順利穩(wěn)定開展。

第三，加大性能分析。由于大數(shù)據(jù)技術(shù)存在運(yùn)算能力較快的特點(diǎn)，因此要通過配電節(jié)點(diǎn)以及配電線路的性能分析，不斷完善工程建設(shè)，以便保證其達(dá)到最大的狀態(tài)。

3 結(jié)語

相關(guān)技術(shù)人員要保持與時俱進(jìn)的精神，不斷優(yōu)化信息技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對于傳統(tǒng)電氣工程的革新與突破，將大數(shù)據(jù)技術(shù)和概念應(yīng)用到電氣工程之中，促進(jìn)工程質(zhì)量的提升，并提高現(xiàn)代化建設(shè)水平。