于海平

（國電南瑞科技股份有限公司，南京 211106）

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基于數(shù)據(jù)挖掘技術的運營監(jiān)控系統(tǒng)

于海平

（國電南瑞科技股份有限公司，南京 211106）

為提升配網(wǎng)運營管控穿透力，實現(xiàn)配網(wǎng)信息“全網(wǎng)、全程、實時”管理，全面深化專業(yè)間的縱向貫通和橫向融合，推進營配調貫通數(shù)據(jù)采錄和治理，構建以可靠性為導向的配網(wǎng)建設模式和以客戶服務為導向的配網(wǎng)管理模式，提升配網(wǎng)協(xié)同效率和優(yōu)質服務水平。本文提出了一種基于數(shù)據(jù)挖掘技術的運營監(jiān)控系統(tǒng)，采用大數(shù)據(jù)分析方法，實現(xiàn)配網(wǎng)精益化管理，通過縱向穿透和分層分級管理，將原來點多面廣、錯綜復雜的配電網(wǎng)透明化，可視化。

數(shù)據(jù)挖掘；運營監(jiān)控；可視化

配網(wǎng)作為電網(wǎng)的末端環(huán)節(jié)，直接面向廣大電力客戶，配網(wǎng)管理水平的高低，直接影響供電能力與供電質量，關系電網(wǎng)企業(yè)的運營水平和社會形象。深化配網(wǎng)管理，既是公司自身持續(xù)、健康發(fā)展的需要，更是經(jīng)濟社會發(fā)展的需求。因此，有必要建立一個支撐配電網(wǎng)精益化管理的監(jiān)控平臺，實現(xiàn)配電網(wǎng)設備管控、可靠性效益分析、配網(wǎng)運行風險評估與預防管控等應用功能，為精益化配電大數(shù)據(jù)業(yè)務應用提供有效支撐，提高配電網(wǎng)協(xié)同運行效率、危機應對能力和公共服務水平，全面提升配電網(wǎng)精益化管理水平。

1 數(shù)據(jù)挖掘在電力系統(tǒng)中的應用

數(shù)據(jù)挖掘［1］是一項研究技術，這項技術能夠從數(shù)據(jù)庫中自動的、智能的提取出有利用價值的信息和知識，是發(fā)現(xiàn)知識過程中的特殊地重要步驟，同時也是個綜合學科，涉及數(shù)據(jù)庫與人工智能等。數(shù)據(jù)挖掘技術從實際問題產(chǎn)生的，所以說它從一開始就是面向應用的。隨著電力系統(tǒng)引入各類計算機設備，電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)就呈爆炸性的增長，地理信息系統(tǒng)與管理信息系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中飛速發(fā)展。電力系統(tǒng)正在跨入數(shù)字化時代，如何形象地、實時地描述與展現(xiàn)電力系統(tǒng)的特性、技術性能、經(jīng)濟管理、人員狀況等方面的信息是非常重要的，也是急需解決的問題。國內外眾多科研人員對電力系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進行了分析、加工，對數(shù)據(jù)挖掘技術在電力系統(tǒng)中的應用進行了研究，從中獲得許多有用有益的知識，己經(jīng)取得了一定得成果。

2 運營監(jiān)控系統(tǒng)概述

配網(wǎng)運行監(jiān)控系統(tǒng)的建設具備高度的信息化、自動化、互動化水平的城市配電網(wǎng)的發(fā)展目標，以提升配網(wǎng)運行管控水平為主線，以大數(shù)據(jù)分析等先進的信息化手段為載體，整合配電網(wǎng)各相關專業(yè)數(shù)據(jù)，基于計劃、故障、搶修、保電等系統(tǒng)功能進行完善提升，實現(xiàn)對配網(wǎng)設備運行、配網(wǎng)停電、檢修及搶修等各類電網(wǎng)數(shù)據(jù)資源的深度挖掘和高效應用。

通過對實時運行數(shù)據(jù)和統(tǒng)計分析指標進行監(jiān)控，形成基礎數(shù)據(jù)和運行數(shù)據(jù)的分層查詢、統(tǒng)計、告警，從管理上實現(xiàn)了配網(wǎng)指標到底層數(shù)據(jù)的逐級穿透，為精確定位影響統(tǒng)計指標的底層數(shù)據(jù)提供技術支撐；從設備層次上實現(xiàn)了“線路-配變-客戶”的透明化監(jiān)視，掌握配電設備電壓、電流及用戶電壓等運行情況，實現(xiàn)對配網(wǎng)的全景化、透明化和實時化在線管理；

通過對實時及歷史數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析，挖掘配電網(wǎng)運行薄弱環(huán)節(jié)，掌握低電壓、重過載、重復停電等配網(wǎng)設備隱患點，為配電網(wǎng)運行提供關注重點，并對歷史指標數(shù)據(jù)進行對比，展現(xiàn)配電網(wǎng)管理效益，為配網(wǎng)精益化管理提供輔助支持。

系統(tǒng)以信息交互總線為紐帶，橫向集成、整合、分析電網(wǎng)調度自動化系統(tǒng)、電網(wǎng)生產(chǎn)管理系統(tǒng)、營銷管理系統(tǒng)、配電自動化系統(tǒng)等業(yè)務系統(tǒng)電網(wǎng)運營信息、業(yè)務流程；縱向完成配網(wǎng)數(shù)據(jù)的集成抽取，采用數(shù)據(jù)治理和大數(shù)據(jù)技術，實現(xiàn)各業(yè)務的縱向深化。在此基礎上通過采用聚類分析、關聯(lián)分析、特異群組分析等大數(shù)據(jù)挖掘技術實現(xiàn)系統(tǒng)綜合展示、配網(wǎng)規(guī)劃輔助管理、運維管理、客戶管理、運營管理等配電網(wǎng)全過程管理建設，全面提升配網(wǎng)運維管控能力。

3 系統(tǒng)架構

圖1　系統(tǒng)架構圖

系統(tǒng)實現(xiàn)過程是一個基礎數(shù)據(jù)從各業(yè)務系統(tǒng)到運營監(jiān)控系統(tǒng)的流動過程，該過程是一個從下到上的過程，即各相關業(yè)務系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)通過信息集成層進入基礎平臺層，在基礎平臺層中經(jīng)過一系列的數(shù)據(jù)存儲、計算、分析等數(shù)據(jù)挖掘操作，將分析處理后的結果在應用層展示，應用層包括大屏、PC端等終端顯示。根據(jù)數(shù)據(jù)的處理過程，運營監(jiān)控系統(tǒng)在邏輯層面從下到上分為：信息集成層、基礎平臺層、應用層三部分。支撐系統(tǒng)的三個邏輯分層之間存在著依賴關系，其中，應用層負責對應用服務層處理完畢的數(shù)據(jù)進行綜合展示，二者之間通過Web服務、消息、數(shù)據(jù)集成等方式進行交互；基礎平臺層將位于信息集成層的各個業(yè)務支撐系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)按照業(yè)務主題進行分析匯總，計算各類指標，形成流程實例，為應用層提供分析結果；信息集成層管理各個應用的數(shù)據(jù)，為基礎平臺層提供業(yè)務明細數(shù)據(jù)，如圖1所示。系統(tǒng)的整體設計方案要能夠滿足以下三個關鍵的功能模塊：基礎數(shù)據(jù)采集合并、數(shù)據(jù)挖掘過程、終端數(shù)據(jù)展現(xiàn)。

3.1信息集成層

該層將 PMS、DMS、SG186、EMS、95598、用電信息采集系統(tǒng)、生產(chǎn)搶修指揮平臺等系統(tǒng)通過信息交換總線抽取各種數(shù)據(jù)，經(jīng)過轉換、整理、分析，形成統(tǒng)一的數(shù)據(jù)信息共享層。然后根據(jù)應用層業(yè)務需求，對數(shù)據(jù)信息進行進一步的集成和建模，渲染，最終為基礎平臺層和應用層奠定基礎。

3.2基礎平臺層

該層整合各個業(yè)務應用系統(tǒng)數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)集成、應用集成和界面集成等方式，為運營監(jiān)測業(yè)務提供數(shù)據(jù)支撐。信息集成層的數(shù)據(jù)需要用ETL工具經(jīng)過邏輯處理并加載到基礎平臺層數(shù)據(jù)倉庫中。數(shù)據(jù)倉庫中的數(shù)據(jù)是按照主題要求而進行設計和組織的，即通過對業(yè)務數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)的重新處理和再組合，形成統(tǒng)一結構的數(shù)據(jù)形式，再按照不同的主題分別存儲。因此，主題的確定過程即是數(shù)據(jù)倉庫的建立過程。其中，每個主題對應數(shù)據(jù)挖掘系統(tǒng)中的一個分析領域，關聯(lián)業(yè)務數(shù)據(jù)庫中的若干業(yè)務分析對象，主題域的確界定了分析的邊界及其需準備的業(yè)務數(shù)據(jù)群。因此，分析主題的確定，是構建數(shù)據(jù)倉庫的首要任務。

在數(shù)據(jù)挖掘系統(tǒng)的實際設計過程中，首先確定的是分析主題，然后對其所包括的內容進行細化，得出各個子主題。主題細化的過程，即是數(shù)據(jù)倉庫邏輯模型的構建過程。主題域的確定是由業(yè)務人員、數(shù)據(jù)倉庫設計人員和最終用戶共同確定的，對本文的數(shù)據(jù)挖掘系統(tǒng)而言，就是運檢人員，系統(tǒng)設計人員和公司領導及項目經(jīng)理等決策管理人員。系統(tǒng)的分析主題是“運營監(jiān)控需求分析”，子主題包括實時監(jiān)視、配電自動化指標、規(guī)劃建設、運檢分析、客戶管理等。各類子主題還有相應最小主題（例如終端在線明細、遙控操作明細、遙信明細、開關變位明細等），每個最小主題均與一個記錄實際業(yè)務數(shù)據(jù)的事實表相對應，事實表是數(shù)據(jù)倉庫的基本組成部分，是數(shù)據(jù)倉庫的實際操作對象。各個事實表之間通過維表相連，從而創(chuàng)建了多維數(shù)據(jù)集，各個事實表多維立方體的子立方中。事實表一般包含2類“數(shù)值”：原始業(yè)務數(shù)據(jù)和統(tǒng)計所得的業(yè)務數(shù)據(jù)，統(tǒng)計所得的業(yè)務數(shù)據(jù)經(jīng)過了初步的數(shù)據(jù)處理，具備較大的使用價值，如圖2所示。

圖2　數(shù)據(jù)挖掘流程圖3.3 展示應用層

該層將基礎平臺層中的數(shù)據(jù)集通過各種表達方式在終端展示，應用平臺采用B/S模式，提供可視化平臺的圖形及應用服務，B/S結構采用基于多層體系框架，以瀏覽器方式提供三維應用系統(tǒng)的瀏覽，綜合查詢，綜合統(tǒng)計，二、三維聯(lián)動等功能滿足系統(tǒng)更廣范圍應用需求。

4 結論

基于數(shù)據(jù)挖掘技術的運營監(jiān)控平臺以信息交互總線為紐帶，橫向集成、整合、分析電網(wǎng)調度自動化系統(tǒng)、電網(wǎng)生產(chǎn)管理系統(tǒng)、營銷管理系統(tǒng)、配電自動化系統(tǒng)等業(yè)務系統(tǒng)電網(wǎng)運營信息、業(yè)務流程，縱向完成配網(wǎng)運營數(shù)據(jù)的集成抽取，在此基礎上通過信息集成層、基礎平臺層、應用層實現(xiàn)系統(tǒng)各功能模塊，全面提升配網(wǎng)運維管控能力。

深圳先進院等在黑磷光伏器件研究中取得新進展

團隊利用黑磷量子點的近紅外強吸收和高光電轉換能力，將黑磷量子點沉積于多孔導電聚苯胺薄膜表面，制備出可紅外光響應的光陰極，與光陽極形成互補的光吸收，將器件的光吸收范圍擴展至可見-紅外波段，從而組裝成可雙面進光的準固態(tài)染料敏化太陽能電池。

電池性能測試結果表明，沉積黑磷量子點后光陰極實現(xiàn)了對低能紅外光子的充分利用，并有效增加了器件的光生載流子濃度，從而將太陽能電池的光電轉換效率提高了20％。

該研究成果表明黑磷量子點在太陽能電池、光伏器件等領域的巨大應用潛力。

近日，中國科學院深圳先進技術研究院研究員喻學鋒與中南大學冶金與環(huán)境學院副教授楊英以及物理與電子學院副教授肖思等合作，在黑磷光伏器件應用領域取得進展。相關論文在線發(fā)表于《先進材料》。

黑磷，作為一種具有二維層狀結構的直接帶隙半導體材料，展現(xiàn)出優(yōu)異的光學和電學性能，被廣泛視為新的“超級材料”，在半導體工業(yè)、光電器件、光學探測、生物醫(yī)藥等多個領域展現(xiàn)出巨大的潛在應用價值。

研究團隊創(chuàng)新性地將大小僅為幾個納米的黑磷量子點應用于構筑染料敏化太陽能電池的光陰極。染料敏化太陽能電池具有成本低廉、工藝簡單且環(huán)境友好等優(yōu)點，而實現(xiàn)太陽能電池高轉化效率的首要途徑就是盡可能提高

于海平（1985-），男，江蘇鹽城人，碩士，研究方向為運營監(jiān)控可視化、電網(wǎng)數(shù)據(jù)信息化集成。太陽光的利用率。

［1］朱玉全，楊鶴標，孫蕾. 數(shù)據(jù)挖掘技術［M］. 南京：東南大學出版社，2006.