適用于能源電源規劃的全息數據智能交互方法*

吳偉杰，黃 欣，張伊寧，趙敏彤

（廣東電網有限責任公司電網規劃探析中心，廣州 510080）

0 引言

電源規劃主要圍繞以下部分構建模型，開發或選擇算法以創建不同的軟件包：（1）定量計算功能應該是可用的；（2）計劃和年度運營成本的投資流程；（3）由計劃所需的一次能源和燃料成本；（4）優點和與相鄰的電力系統互連的成本；（5）推遲某些關鍵發電項目的經濟損失。

能源互聯網技術急需提高，本文主要研究多源數據集成與混合式存儲技術；研究基于全景展示、動態更新、智能交互機制的電力系統規劃可視化交互方法；搭建能源電源規劃數據全息交互系統。

通過研究結構化、半結構化和非結構化數據的統一接入方法，建立智能全息規劃數據倉庫；利用不良數據監測、辨識與修復方法，提出面向能源電源規劃的不良數據辨識與修復技術；研究面向能源電源規劃場景的數據挖掘分析技術，提出數據挖掘結果評估與表示方法；建立能源電源規劃交互術語庫；建立能源電源規劃全景可視化展示指標體系和應用場景。

1 全息智能交互系統特征和設計的要點

1.1 全息智能交互系統特征

（1）集成廣東省能源規劃基礎數據、外部數據信息（也稱內外部數據）。

（2）統籌內外部數據源信息，實現系統對內外部數據源的對接及存儲機制。

（3）實現規劃數據的自動修復、查詢、搜索與挖掘分析等功能。

（4）實現規劃過程操作與展示流程動態化、智能化、互動化等。

全息圖智能交互系統是目前較為先進的電網系統，隨著我國電網周密進級改動，市場對智能電網的需要也越來越大。智能電網與用戶智能家用電器直連，信息相互傳達，系統互動特性明顯，可節流家電能源，為用戶提供節能舉措[1]。在智能電網的操縱中，通過將智能配置、智能末端、電度表等連結到家庭網絡，產生智能網關系統，可以利用數據直觀地監測電力系統。

1.2 全息智能交互系統設計的要點說明

集成電網內外部數據源（歷史數據），實現規劃數據的自動修復、查詢、搜索與挖掘分析等功能，構建電力系統規劃全景可視化展示指標體系并實現規劃過程操作與展示流程動態化、智能化、互動化。融合電網內外部數據，通過規劃數據相關研究挖掘技術及數據可視化，分析預測數據背后電網發展趨勢，提高能源電源規劃研究效率、準確性、決策水平及運營效率等。

全息智能交互體系的設想，必須充分正視體系構成框架的安穩性，注重電網間各類范例電源的敏捷切換，才能實現發電站的穩定運轉[3]。全息智能交互系統的設計注重提高自動化水平，保證系統出現問題后自動進行修復處理，減少系統維護工作量，最大限度地節約成本。因此有必要優化群組用戶的特征，改善系統。

2 全息智能交互系統設計和發展方向

全息智能交互系統由家庭網絡、智能家電，電子表格數據管理系統等多個部分組成，它們是全息智能交互系統的重要組成部分。市場上的智能電源系統用于專業領域的節能和自動化控制[4]。

全息智能交互系統的功能結構如圖1所示。

圖1 全息智能交互系統功能圖

致力于打造大型數據挖據建模平臺，支持高級模式和拖拽模式。高級模式直接使用SQL、Python、Scala 等語言進行在線建模、調試、調優、上線部署、運行監控。拖拽模式讓無任何編程基礎的用戶使用圖形拖拽的操作即可完成模型的構建、調試等。

致力于大數據高效分析與展現的自助BI 工具服務平臺。通過對數據源的連接和數據集的創建，對數據進行即席的分析與查詢，通過電子表格或儀表板功能，以拖拽的方式進行數據的可視化呈現[5]，如圖2所示。

圖2 數據可視化

提供多種業務模塊級別而非圖表組件的工具，所見即所得的配置方式，無需編程能力，只需要通過拖拽，即可創造出專業的大屏可視化應用，滿足各類大數據實時計算、監控的可視化需求，如圖3所示。

圖3 大屏可視化

3 能源電源規劃場景的數據可視化技術

3.1 構建與大數據平臺的數據集成

（1）數據集成組件

根據需要研發結構化、非結構化數據采集集成模塊，實現CSGII 相關系統、各專業系統數據集成，實現對各業務系統和專業系統文檔、圖片、日志等非結構化/半結構化數據的采集，另外針對實時性較高的數據，研發終端實時數據采集模塊，實現從終端到服務端數據的直采。

（2）數據存儲組件

構建對接大數據平臺及本地存儲機制，按照各類別的數據表單規范進行數據存儲，支撐后期數據分析、展現的流轉，采用OLAP 數據倉庫模式構建，支撐數據分析結果的多維度，多層次的統計分析展現。

（3）數據質量分析組件

實現從數據完整性、數據規范性、數據一致性、數據準確性、數據及時性等方面開展數據質量分析。

（4）數據特征分析組件

實現數據的總體特征分析，給出對數據的總體描述，針對數字性數據、文字性數據、日期性數據等特征的詳細分析，同時識別孤立的數據，實現多種規則的異常數據判別功能。

（5）數據挖掘組件

基于回歸分析、分類分析、聚類分析、關聯規則、時間序列、神經網絡等方法的數據挖掘組件功能調用或實現。

3.2 構建電力系統規劃全景可視化展示指標體系

（1）常規圖表類

在常規的圖表之上再設計，讓各類圖表在視覺呈現上更加新穎、多樣，相比一般的圖表更適合在大屏幕上呈現，包含折線圖、條形圖、餅狀圖、柱狀圖等。

（2）排行榜類

包含各種形態的排行表單表達方式。

（3）對標圖表類

用于橫向對比各個維度的指標情況，包含扇形對標圖表、長方形對標圖表等。

（4）指標版類

實現將梳理指標圖形化展示，提供各種類型、大小的指標展示，用于展示各個層級的KPI 完成情況等。

（5）二維GIS地圖類

提供GIS地圖集成的呈現方式，融合各類地理圖層，包括：散點圖、熱力圖、飛線圖、區塊圖等疊加展現。

4 結束語

能源電源規劃全息交互系統可以有效對能源電源規劃數據進行整合、挖掘與展示，為后續能源電源規劃應用打下了數據基礎，大幅提高了研究效率和準確性，可以合理地降低投資成本，提高項目收益。

全息是指通過技術可以再現物體發射的衍射光，位置和大小與以前相同，全息圖技術可以光學地保存和再現，同時可以處理信息，全息圖相互作用是指通過信號傳送將數據轉換為圖像進行再現，使使用者能夠更好地接收數據信息。本文探析了適用于能源電源規劃的全息數據智能交互方法，該系統對提高企業技術水平具有重大意義，可實現經濟效益和社會效益。