數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在電網(wǎng)運(yùn)營監(jiān)控平臺建設(shè)中的應(yīng)用

李囈瑾

（云南電網(wǎng)信息中心，云南 昆明 650000）

1 數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)概述

信息技術(shù)飛速發(fā)展背景下，數(shù)據(jù)規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大。大數(shù)據(jù)時代的到來，增加了數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)處理的難度。數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)是以現(xiàn)代計算機(jī)信息技術(shù)為支撐，通過構(gòu)建數(shù)據(jù)庫的方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的處理。從海量數(shù)據(jù)中挖掘有價值的信息，能更好地適應(yīng)大數(shù)據(jù)的發(fā)展要求。為提升數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度和利用率，必須對不完全模糊數(shù)據(jù)進(jìn)行信息篩除[1]。數(shù)據(jù)挖掘系統(tǒng)基礎(chǔ)模型如圖1所示。

圖1 數(shù)據(jù)挖掘基礎(chǔ)模型

現(xiàn)階段的電網(wǎng)運(yùn)營監(jiān)控中，電力企業(yè)經(jīng)常遇到一些問題，影響電網(wǎng)的穩(wěn)定發(fā)展。為實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)開放模式的過渡，必須合理運(yùn)用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)。為加強(qiáng)對電網(wǎng)運(yùn)營狀況的實(shí)時控制，必須使原本復(fù)雜的電網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)更加簡潔、科學(xué)。運(yùn)用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的過程中，需調(diào)整好大數(shù)據(jù)環(huán)境，以保障疏忽信息的質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理的系統(tǒng)化、精確化及高效化。

目前，數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)大致可分為三種類型。第一，統(tǒng)計分析型。該類型強(qiáng)調(diào)依照一定規(guī)律來挖掘數(shù)據(jù)，是最成熟的一種數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)。實(shí)際應(yīng)用的數(shù)據(jù)挖掘工具有變量分析、聚類分析及時間序列分析等。先通過數(shù)據(jù)分析找出存在的規(guī)律，然后運(yùn)用不同模型完成數(shù)據(jù)挖掘。第二，知識發(fā)現(xiàn)型，該類型的基本原理是從數(shù)據(jù)倉庫中過濾有用信息，然后對其中隱含的位置信息進(jìn)行挖掘。知識發(fā)現(xiàn)型數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的典型應(yīng)用包括人工智能神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和DNA遺傳序列組等。第三，其他數(shù)據(jù)挖掘。該類型包括文本數(shù)據(jù)挖掘、空間數(shù)據(jù)挖掘、分布式數(shù)據(jù)挖掘以及萬維網(wǎng)數(shù)據(jù)挖掘等。對于文本等非機(jī)構(gòu)數(shù)據(jù)，采用文本數(shù)據(jù)挖掘；對于地理影像數(shù)據(jù)，采用空間數(shù)據(jù)挖掘；對于網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，采用萬維網(wǎng)數(shù)據(jù)挖掘[2]。

2 數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在電網(wǎng)運(yùn)營監(jiān)控平臺建設(shè)中的應(yīng)用

2.1 系統(tǒng)框架

電網(wǎng)運(yùn)營監(jiān)控平臺建設(shè)中，應(yīng)用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)完成數(shù)據(jù)的高效混輸，然后配合專業(yè)的計算機(jī)軟件，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的篩選和分析工作，進(jìn)而判斷數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和價值性，以保證電網(wǎng)的正常運(yùn)營監(jiān)控。相關(guān)結(jié)果可直接顯示在數(shù)據(jù)顯示終端。電網(wǎng)運(yùn)營監(jiān)控平臺包括了數(shù)據(jù)倉庫、挖掘模型及顯示終端等，其核心部分是源數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)倉庫及顯示終端。核心部分構(gòu)成了電網(wǎng)運(yùn)營監(jiān)控平臺的系統(tǒng)框架，使原本復(fù)雜的系統(tǒng)區(qū)域簡單化和規(guī)范化。系統(tǒng)中，源數(shù)據(jù)能通過相應(yīng)的數(shù)據(jù)通道實(shí)現(xiàn)高效傳輸，經(jīng)由數(shù)據(jù)處理中心進(jìn)行處理后，顯示在顯示終端。數(shù)據(jù)處理環(huán)節(jié)的核心部分是數(shù)據(jù)挖掘，不僅可從海量數(shù)據(jù)中剔除虛假信息，而且可挖掘出數(shù)據(jù)的潛在價值。最終結(jié)果顯示階段，要求相關(guān)人員做好顯示終端的選擇工作，確保檢測到的各種數(shù)據(jù)信息能清晰準(zhǔn)確地顯示出來，如全面監(jiān)測、協(xié)調(diào)控制、綜合管理及運(yùn)營分析等[3]。

2.2 數(shù)據(jù)倉庫

電網(wǎng)運(yùn)營監(jiān)控平臺中，數(shù)據(jù)倉庫主要體現(xiàn)系統(tǒng)的非功能性需求，包含兩個組成部分。第一，DW/DM，即數(shù)據(jù)倉庫本身結(jié)構(gòu)的多維度性。電力企業(yè)可根據(jù)實(shí)際需求，利用電網(wǎng)運(yùn)營監(jiān)控平臺合理設(shè)置數(shù)據(jù)的不同要求，配合有效的分類標(biāo)準(zhǔn)逐步完成繁雜數(shù)據(jù)的整理規(guī)劃，便于數(shù)據(jù)的綜合處理，也方便了電力企業(yè)進(jìn)行數(shù)據(jù)更新和利用。第二，ODS。它是強(qiáng)調(diào)將業(yè)務(wù)邏輯作為前提，配合E-R模型來反映操作流程，其組成部分包括主數(shù)據(jù)和交易數(shù)據(jù)。建設(shè)ODS應(yīng)用部分的過程中，需結(jié)合相關(guān)要求進(jìn)行表格設(shè)計，以確保ODS表結(jié)構(gòu)能與原系統(tǒng)表結(jié)構(gòu)合并，為后續(xù)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析提供便利[4]。

2.3 挖掘模型

完成電網(wǎng)運(yùn)營監(jiān)控平臺系統(tǒng)框架的架設(shè)后，需配合有效算法挖掘數(shù)據(jù)倉庫中的數(shù)據(jù)信息。為提升電網(wǎng)運(yùn)營監(jiān)控工作水平，技術(shù)人員必須根據(jù)實(shí)際情況做好算法的設(shè)計選擇。數(shù)據(jù)計算過程中，需用到相應(yīng)的ETL工具，經(jīng)由OSD完成源數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析工作，然后再利用DW/DM實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的分類匯總整理。分析數(shù)據(jù)處理的總體流程發(fā)現(xiàn)，基本原理是運(yùn)用映射關(guān)系、數(shù)據(jù)目標(biāo)以及數(shù)據(jù)源來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)計算，其中，映射關(guān)系指數(shù)據(jù)源和數(shù)據(jù)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的過程，數(shù)據(jù)源代表原始數(shù)據(jù)或者所有數(shù)據(jù)的輸入端；數(shù)據(jù)目標(biāo)多表現(xiàn)為數(shù)據(jù)表和經(jīng)過統(tǒng)計分析后的數(shù)據(jù)，本身存在一定規(guī)律性。

2.4 主題分析

電網(wǎng)運(yùn)營監(jiān)控平臺能為電力企業(yè)開展電網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)控工作提供可靠的數(shù)據(jù)挖掘環(huán)境，提升監(jiān)控效果。因此，構(gòu)建數(shù)據(jù)倉庫時，應(yīng)依照電網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)控主體的現(xiàn)實(shí)需求，做好合理地規(guī)劃設(shè)計，盡可能減少冗余數(shù)據(jù)和無用數(shù)據(jù)[5]，以降低大數(shù)據(jù)對電網(wǎng)運(yùn)營監(jiān)控工作的負(fù)面影響。同時，合理使用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，以便高效地完成數(shù)據(jù)源的篩選分析。構(gòu)建數(shù)據(jù)倉庫時，應(yīng)明確主題，并進(jìn)一步細(xì)化主題內(nèi)容。條件允許時，可分為多個子主題，使所有子主題中的數(shù)據(jù)挖掘都可與主題相互對應(yīng)。電力企業(yè)在開展電網(wǎng)運(yùn)營監(jiān)控平臺建設(shè)的過程中，需確保子主題能與企業(yè)自身的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)相互對應(yīng)。此外，考慮到實(shí)踐中可能需要通過維表實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫不同區(qū)域數(shù)據(jù)的連接，應(yīng)將數(shù)據(jù)庫建設(shè)成多維數(shù)據(jù)集，確保使用價值最大化。

2.5 監(jiān)控展示

信息化技術(shù)的飛速發(fā)展使數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的功能越來越完善。電網(wǎng)運(yùn)營監(jiān)控平臺在卡站監(jiān)控展示的過程中，可供選擇的展示形式包括柱狀圖、餅狀圖、維恩圖以及折線圖等。不同的展示形式適用于不同的需求，確保了技術(shù)人員和管理人員能對數(shù)據(jù)變化進(jìn)行動態(tài)分析，為電網(wǎng)運(yùn)營監(jiān)控管理工作提供參考。如果需表達(dá)電網(wǎng)運(yùn)營監(jiān)控的工作量，可選擇條形圖或者柱狀圖；如果需表達(dá)數(shù)據(jù)的變化趨勢，可選擇折線圖；如果需表達(dá)數(shù)據(jù)之間的交叉關(guān)系，可采用維恩圖（見圖2）。

圖2 監(jiān)控展示圖表類組件

3 結(jié) 論

經(jīng)濟(jì)的發(fā)展使社會對電能的需求持續(xù)增長，電網(wǎng)規(guī)模迅速擴(kuò)大。運(yùn)營監(jiān)控工作直接影響電網(wǎng)的穩(wěn)定、可靠運(yùn)行。電力企業(yè)面對新的發(fā)展環(huán)境，應(yīng)積極探索新的方法來保證電網(wǎng)運(yùn)營監(jiān)控工作效果。將數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)應(yīng)用到電網(wǎng)運(yùn)營監(jiān)控平臺建設(shè)，可實(shí)現(xiàn)海量數(shù)據(jù)的高效處理和深入挖掘，方便工作人員掌控和使用數(shù)據(jù)信息，保障電網(wǎng)的穩(wěn)定、可靠運(yùn)行。