基于多维数据模型的电力调控系统应用研究_于洋洋.pdf

基于多维数据模型的电力调控系统应用研究于洋洋(深圳供电局有限公司,广东 深圳5 1 8 0 0 1)摘 要:随着国家大力推进智能电网建设,电力调控系统作为智能电网的重要组成部分得到了越来越多的关注。目前,电力调控系统都是基于关系型模型进行构建的,虽然具备较好的通用性及功能扩展性,但无法实现多维观察、数据钻取等复杂的多维数据处理功能。为了解决上述问题,提出了基于商务智能技术的模型构建方法,对电力调控系统的数据模型进行重新构建,构建了一种基于多维方式的电力调控数据模型,有效弥补了常规电力调控系统所存在的不足,发挥了多维数据模型在电力调控中的优势,为电力调控数据建模方式提供指导意见。关键词:多维数据模型;商务智能;电力调控系统中图分类号:T P 3 1 9 D O I:1 0.1 9 7 6 8/j.c n k i.d g j s.2 0 2 3.0 2.0 2 2A p p l i c a t i o nR e s e a r c ho nP o w e rR e g u l a t i o na n dC o n t r o l S y s t e mB a s e do nM u l t i d i m e n s i o n a lD a t aM o d e lYUY a n g y a n g(S h e n z h e nP o w e rS u p p l yB u r e a uC o.,L t d.,S h e n z h e n5 1 8 0 0 1,C h i n a)A b s t r a c t:A s t h e c o u n t r yv i g o r o u s l yp r o m o t e s t h e c o n s t r u c t i o no f s m a r t g r i d,t h ep o w e r r e g u l a t i o na n dc o n t r o l s y s t e ma sa n i m p o r t a n t p a r t o f s m a r t g r i dh a s r e c e i v e dm o r e a n dm o r e a t t e n t i o n.C u r r e n t l y,p o w e r r e g u l a t i o na n d c o n t r o l s y s t e m s a r eb u i l tb a s e do nr e l a t i o n a lm o d e l s,w h i c hh a v eg o o dg e n e r a l i t ya n df u n c t i o n a l s c a l a b i l i t y,b u t c a n n o t r e a l i z ec o m p l e xm u l t i-d i m e n s i o n a l d a t ap r o c e s s i n gf u n c t i o n ss u c ha sm u l t i-d i m e n s i o n a l o b s e r v a t i o na n dd a t ad r i l l i n g.I no r d e r t os o l v e t h ea b o v ep r o b l e m s,am o d e l c o n s t r u c t i o nm e t h o db a s e do nb u s i n e s s i n t e l l i g e n c e t e c h n o l o g y i sp r o p o s e d t o r e c o n s t r u c t t h ed a t am o d-e l o fp o w e r c o n t r o l s y s t e m.Ap o w e r r e g u l a t i o nd a t am o d e l b a s e do nm u l t i-d i m e n s i o n a lm o d e i sc o n s t r u c t e d,w h i c he f f e c-t i v e l ym a k e su pf o r t h es h o r t c o m i n g so f c o n v e n t i o n a l p o w e r r e g u l a t i o ns y s t e m,g i v e s f u l l p l a yt o t h ea d v a n t a g e so fm u l t i-d i m e n s i o n a l d a t am o d e l i np o w e r r e g u l a t i o n,a n dp r o v i d e sg u i d a n c e f o rp o w e r r e g u l a t i o nd a t am o d e l i n g.K e yw o r d s:m u l t i d i m e n s i o n a l d a t am o d e l;b u s i n e s s i n t e l l i g e n c e t e c h n o l o g y;p o w e r r e g u l a t i o na n dc o n t r o l s y s t e m收稿日期:2 0 2 2-0 8-1 2作者简介:于洋洋(1 9 9 0-),研究方向为电力调度自动化系统数据库自动入库。0引言电力调控系统是智能电网的重要组成部分,在电力系统的日常运行中发挥着重要作用1-2。当前,智能电网的调控系统还处在初始发展阶段,主要实现常规的基本的调控功能,智能化程度有待进一步提高。随着电网规模的不断扩大,电网运行单位对电网运行数据提出了更高的要求,不仅要实现数据监控、数据分析功能,还要对数据进行多维度的分析处理。采用关系模型构建的电力调控系统虽然具有通用性、扩展性,但无法实现对多维数据的处理,因此需利用商务智能技术,实现基于多维方式的电力调控数据模型,提高电力调控系统的数据处理能力3-4。随着国内各行业企业信息化程度的逐步加深,在信息化方面最突出的问题是海量业务数据的分析与处理,以及在企业内部和位于供应链上下游企业之间的数据资源共享,商务智能技术不再限于数据查询和数据报表功能,需要发展集数据资源整合、数据分析与处理、数据应用为一体的数据平台5。对数据进行深度挖掘,从数据的表象分析出其内在规律,将数据转化为具有实际应用价值的信息6-7。由此可见,商务智能技术必将成为我国各行业企业实现信息化建设必不可少的组成部分,以帮助企业应对激烈的商业竞争8-9。1商务智能商务智能能够提供完整有效的数据解决方案,将企业现有的数据资源进行高效整合,快速生成数据报表,提供决策依据,辅助企业进行商业决策1 0。商务智能的核心在于能将一个企业不同运行系统的数据进行整合处理,生成一个数据多源、功能完善的企业级数据平台,并在此基础上进行数据的分析、处理,然后将结果呈现给企业决策者,为决策者提供数据依据1 1。随着电力系统逐步向智能化发展,其最关键的问题是,大量业务数据的分析、处理,以及业务数据在上下游企业之间的共享。合理运用商务智能技术就能够解决此问题,基于商务智能技术构建多维数据模型,运用于电力调47电工技术 电力自动化 控系统,成为集数据整合、数据分析、数据应用于一体的数字化平台,充分挖掘电力系统中的海量数据,转化为有实际价值的信息,全面提升电力调控系统在数据挖掘与分析、辅助决策、可视化显示方面的能力1 2。2电力调控系统常规数据建模目前,电力调控系统所采用的数据模型基本上都是关系型数据模型。关系型数据模型本身有以下优点。(1)数据结构单一化。关系模型中,任意二者之间的联系都通过关系来进行描述,关系是二维结构的,可以通过二维数据表体现,数据结构简单明了。(2)关系规范化。构成关系的最基本要求是关系中的每一个基本元素都分割到最细了,无法继续进行分割,同时关系的建立必须要遵循规范化的数学概念。(3)概念清晰,操作便捷。关系模型最突出的特点就是简单明了,易于理解,关系最清晰的体现就是二维数据表,通过最简单的方法实现对数据库的操作。关系型数据模型虽然优点十分突出但也存在诸多不足,最显著的就是无法支持多维数据的运算、处理,尤其是在电力系统海量数据的背景下,利用传统的关系型数据模型无法对其中的关键性指标进行全面、准确的分析,必须构建一种新型的数据模型,一种能够适应不同应用场景的多维数据模型,便于进行多维数据的分析、处理。3多维数据建模方法进行电力调控系统多维数据模型构建的基本思想是基于典型的星形模式和雪花模式,这样可以基于数据分析人员的实际需求设计出电力系统调控多维场景模型,然后进行数据维度的定义,进行调控场景的关键性指标定义,生成结构清晰的电力调控系统多维数据模型。基于商务智能技术构建的多维数据模型,为数据的多角度分析与处理提供了解决手段。对于电力调控系统来说,可以从时间、厂站、电压等级等几个维度展开数据分析与处理。这种类型的多维数据模型也能支持数据在多个维度之间的关联,采用上卷方法能从数据的细节入手,逐步向宏观层次进行分析;下钻是从数据的宏观角度入手,逐步向细节层次展开分析,逐步分析指标的各个方面。具体来说,构建电力调控系统多维数据模型需通过以下步骤实现。(1)设计电力调控系统应用主题。电力调控系统多维数据模型构建的基础是电力调控系统的应用主题。必须根据电力调度、电力监控的技术特点来设计电力调控系统的应用主题,制定与之相匹配的多维数据模型建模准则。应用主题对于多维数据模型至关重要,只有基于多样化的电力调控主题,才能够构建出内容更丰富的多维数据模型,目前比较常规的电力调控主题有母线电压超限主题、终端负荷超限主题、数据异常跳变主题、事故 分 析 主 题,能 够 全 面 体 现 出 电 力 系 统 的 运 行状态。(2)设计电力调控系统多维数据模型的维度。多维数据模型维度的设计必须依据电力调控系统应用主题和电力调控数据来开展。根据电力调控数据,能够筛选出的维度数据有时间、电压等级、警报类型、超限类型、厂站等,并分别对其构建维度事实表。基于多维度事实表可从多个维度对电力调控系统的技术指标进行深入分析。电力系统中的很多数据都是基于时间存在的,可采用线性回归 分 析 法 进 行 时 序 数 据 的 分 析,其 线 性 回 归 方程为:S(t)=a+bt(1)T1tT2(2)式中,b和a分别为回归方程的斜率和截距;T1和T2分别为观察数据的起止时间。(3)设计并载入电力调控系统的多维数据事实表,最终形成多维数据模型。电力调控系统的多维数据模型设计,依赖于能量管理系统中的表结构以及电力调控系统的应用主题。多维数据模型由维度数据表和维度事实表构成,二者是基础。维度事实表的作用是存储应用主题的关键性指标,例如电压超限发生时间、电压超限范围、数据异常跳变时间、数据异常跳变类型、终端负荷值、事故发生时间、事故发生次数等。多维数据模型的事实表构建完成后,通过工具软件将电力调控系统中的数据与应用主题的事实表进行对应链接,就实现了电力调控系统多维数据模型的构建。基于上述步骤完成电力调控系统多维数据模型的构建,在充分考虑商务智能的基础上,结合电力调控的特点,对电力调控系统多维数据模型体系构建的实质性进行深入研究,利用构建完成的多维数据模型作为支撑,能够实现电力调控系统运行状态的多主题显示。4运用实例电力调控系统多维数据模型的某实例如图1所示。图1多维数据模型运用实例该多维数据模型共涵盖了时间、设备、超限类型三个57电力自动化 电工技术 维度。时间维度从年份、月份、日期、时间点的方向逐步深入、细化;设备维度从区域、厂站、具体设备