基于大数据分析的电网企业跨专业多源数据挖掘.pdf
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1、信息技术XINXIJISHU2023年第10 期基于大数据分析的电网企业跨专业多源数据挖掘万鹏,郭飞,史渊源,王亮,朱东歌”,吴佳静”(1.国网宁夏电力有限公司,银川7 50 0 0 1;2.国网宁夏电力有限公司电力科学研究院,银川7 50 0 0 1;3.宁夏信通网络科技有限公司,银川7 50 0 0 1)摘要:为了改善电网企业跨专业多源数据挖掘能力,从数据采集、数据融合能力和数据挖掘能力方面分别对电网企业跨专业多源数据进行分析。在进行数据融合时,设计的硬件结构包括ARM处理器,通过A/D转换实现多维数据信息的转换,将数据信息从模拟数据量转换为数字信息量,并构建多源数据挖掘函数,从数据采集、
2、数据降维、数据分类、数据挖掘等一些列动作中获取电网企业跨专业多源数据之间的联系,提高了电力整体数据信息的把控能力。通过试验,证明方法的数据融合和分析能力较强。关键词:ARM处理器;数据融合;多源数据;A/D转换;数据挖掘中图分类号:TM76;T P311.13D0I:10.13274/ki.hdzj.2023.10.026文献标识码:A文章编号:10 0 9-2 552(2 0 2 3)10-0 141-0 6Cross-professional and multi-source data mining for power grid enterprises based on big data
3、ana-lysisWAN Peng,CUO Fei,SHI Yuan-yuan,WANG Liang,ZHU Dong-ge,WU Jia-jing(1.State Grid Ningxia Electric Power Co.,Ltd.,Yinchuan 750001,China;2.Electric Power ResearchInstitute of State Grid Ningxia Electric Power Co.,Ltd.,Yinchuan 750001,China;3.Ningxia XintongNetwork Technology Co.,Ltd.,Yinchuan 7
4、50001,China)Abstract:In order to improve the cross-professional multi-source data mining capabilities of power grid en-terprises,this research analyzes the power grid enterprises cross-professional multi-source data from theaspects of data collection,data fusion and data mining capabilities.During d
5、ata fusion,the designed hard-ware structure includes an ARM processor,which realizes the conversion of multi-dimensional data informa-tion through A/D conversion,converts data information from analog data to digital information,and buildsmulti-source data mining functions.The connection between cros
6、s-professional and multi-source data ofpower grid enterprises is obtained by a series of actions such as data collection,data dimensionality reduc-tion,data classification,and data mining,which improves the ability to control the overall power data infor-mation.Through experiments,it is found that t
7、he method has strong data fusion ability and strong data anal-ysis ability.Key words:ARM processor;data fusion;multi-source data;A/D conversion;data mining作者简介:万鹏(19 8 8),男,本科,工程师,研究方向为数据管理、大数据分析、电网运营监测。0引言配网可靠性关系到电力系统能否正常运行,一 141 一基于大数据分析的电网企业跨专业多源数据挖掘也是评价电力系统性能好坏的重要标准,由于电网企业跨专业范畴内存在多种数据信息,需要运用大数据技
8、术,并借助于可视化工具实现跨专业核心数据的监测与应用。现有技术中,电网企业跨专业多源数据的挖掘效率较低,数据维度较高,难以实现多源数据信息分析。针对上述问题,文献1 通过记录配电网大量运行数据,挖掘其中的隐含规律,为配电网日常运维工作提供支撑,但是该方法仅仅处于理论阶段,并没有设计具体的实施方案,如何从诸多电网数据信息中挖掘出运行维护过程中的隐含规律,仍旧是一个尚未解决的问题;文献2 结合海量用户在两年内的用电信息数据,建立了基于大数据分析的电力用户多维价值识别精准营销投人产出模型,该模型从多个维度采用集成聚类的方法对上海市电力用户群体的内在用电特性进行了深入、全面、快速、准确地定量化描述和定
9、性化分析,但是该研究的技术方案仍旧未对数据的采集、分析进行详细介绍。1挖掘技术总体方案设计由于电力企业数据信息种类繁多,在对电网企业跨专业多源数据进行挖掘过程中,大体上包括数据采集、数据存储、数据治理、数据分析和数据可视化3 等步骤,为了提高数据挖掘能力,本研究采用如图1所示的大数据分析架构。本研究技术分为两个层面,一个是重点对不同形式的多源数据信息进行处理和计算,将高维度数据信息转换为低维度数据信息,将难懂难分析的数据信息转换为容易理解、容易分析出结果的数据信息4,并通过人工智能算法实现多种数据信息的分析与计算。2多源数据处理技术多源数据信息处理过程包括信息输人、数据融合、特征提取、分类、关
10、联等,多源数据处理技术分析方法如图2 所示。数据融合时,将不同形式的电网企业信息输入到处理模块,比如电网企业用电信息、电网企业能耗数据信息、电网企业设备数据信息、电网企业用户行为数据信息等5-6 ;然后对输入的各种数据信息进行融合,数据融合硬件结构如图3所示。一 142 一一万鹏等Internet数据显示监控器数据挖掘数据特数据特数据特数据特征提取征提取征提取征提取个多源数多源数多源数多源数据处理据处理据处理据处理样本样本选择选择电力企业跨专业多源数据图1大数据分析构架示意图图3中,数据融合硬件结构包括ARM处理器,对于多源数据处理,采用不同形式的数据采集方式。由于信息获取的方式不同,需要对采
11、集到的数据信息进行A/D转换,实现模拟数据信息到数据信息的转换7 。图3中的数据融合硬件结构不局限于各种数据传感器,ARM处理器内部设置内嵌式微处理器,该传感器为32 位标准RISC处理器。数据采集后,为了提高数据监控能力,在内嵌式微处理器的控制输出端连接报警器,该接口设置了石英晶体振荡器,内嵌式微处理器的通信接口通过CAN总线接口与上位控制计算机通信连接8 。石英晶体振荡器由石英晶体B和与之并联的电阻R,以及连接在石英晶片B两端的电容C1、C 2 组成,石英晶体振荡器的谐振频率为11.059MHz9 为了提高数据融合效率,需通过数学计算的方式实现不同信息的融合,假设融合模型具有的数据方差为;
12、,融合后的数据记作为X,加权算子记作为W,其中i的值可以为1n,数据融合后的X数值与加权算子之间的关系为:电力企业跨专业多源数据管理远程数据通信数据挖掘网络架构算法样本样本选择选择基于大数据分析的电网企业跨专业多源数据挖掘其中,a表示总方差,E为方差,在计算时分别用电网企业电网企业电网企业电网企业电网企业用用电信息能耗数据设备数据用电数据户行为数据数据融合数据融合数据融合数据融合数据融合数据融合数据融合数据融合数据数据分类分析SED融合输出温度传感器烟雾传感器热释电红外传感器可燃气体传感器图3 数据融合硬件结构X=W,X,ZW,=1,0 W,T(V)时,说明两个电网企业跨专业多源数据集之间的关
13、联程度较强1 2 ,两个集合的区分公式为:fm(1)=W(n)-ln(1-P()(10)$=1fm(2)=W(n)-ln(n-P(a)(11)$=1式中,n是指同一维度内的电网企业跨专业多源数据集总量,P(x)是指电网企业跨专业多源数据集的数据挖掘频率。当b(li,l2)T(V)时,说明两个电网企业跨专业多源数据集之间的关联程度较弱,两个集合的区分公式为:W(n)nfm(x)=e(Te?-1)+2s=1W(n)nfMl(x 2)(m)+2(n-P(a)(13)式中,e是指两个电网企业跨专业多源数据集间一1 4 4 一万鹏等的区分误差。步骤五对电网企业跨专业多源数据进行归一化处理:i=i-g(-
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