基于Hash算法的大数据架构下电力系统风险评估研究

为解决电力系统风险评估传统方法存在的处理数据耗时长、实时交互性能欠缺、难以全面反应电网状态等问题,本文提出一种基于Hash算法的大数据架构下电力系统风险评估方法,利用Hash算法将电力系统基础数据关联至服务平台和风险评估系统,采用架空线路停运模型、变压器时变停运模型对电力系统进行大数据建模,融合静态和暂态安全性风险指标,依托多维度数据源,形成电力系统风险评估关联大数据分析体系。该方法有效解决了电力系统风险评估所涉及的多样性和不确定性问题,提升了风险评估实效。将其应用到重庆市某区域电网全年风险评估中,得到的评估结果符合实际情况,验证了所述方法能够综合反应电网设备状态演变和电网外部环境变迁,提高风险评估的准确性和实时性。     

基于WebGIS的农用地定级信息发布系统

针对目前农用地定级成果资源共享、数据更新维护、信息实时互动等方面存在的问题,提出开放式农用地定级信息发布系统架构方案,在运用GIS的空间数据处理能力和分析研究ArcIMS等WebGIS相关技术的基础上,构建该信息发布系统,便于国土部门有效管理利用土地资源。通过在湖北省试点地区试运行,证明了该系统运行稳定、性能良好,取得预期效果。     

电网遥信大数据智能分析辅助决策系统建设研究

电力调度控制中心为适应电网规模不断扩大、结构日趋复杂化而带来的海量设备监控信息,充分发挥现代化技术手段应用的先进作用,提高调控运行人员对电网驾驭能力以及对电网异常、事故信息处置效率,降低人员劳动强度,开展了电网遥信大数据智能分析辅助决策系统建设研究。本研究基于实际电网模型和实时数据,从电网海量信息中梳理、智能分析,提供结论性结果,智能替代人工,而且以电网实时信息为输入,以设备基础信息为辅助,横向对比,纵向分析,提供科学的辅助决策,全程信息深加工,独立设置,只提取系统信息,而不改变系统数据。建成一个具有简、全、独立安全三个主要特点的系统,有效提高电网设备异常事故处置效率、降低安全生产隐患,保证电网安全稳定运行。     

新的空间数据模型选取方法与实现

空间数据模型是地理信息系统开发应用的核心和基础,选择合适的空间数据模型,直接关系到整个系统的算法实现和开发效率.结合软件工程学的思想,提出一种新的空间数据模型选取方法,并以城镇土地定级估价系统的构建为例,详细介绍该方法的实现过程.实践表明,该方法具有抗风险、敏捷等特点,在实际工程运用中具有较好的可行性和优越性.     

基于三参数Weibull分布的继电保护风险评估可靠性研究

针对传统电网风险评估及可靠性分析主要集中在继电保护可靠性指标方面,而没有涉及继电保护装置运行中可靠性的变化和面临的实际风险等问题,提出了采用三参数Weibull分布对时变失效率进行估算的方法,建立了基于多重因素下的10状态Markov模型。通过Matlab仿真软件对电网运行与管理数据进行分析处理,得到时变失效率函数模型;结合软、硬件与管理等因素,采用PSS/E软件建立了基于Markov模型的继电保护装置全过程隐性风险的评估体系。实验结果表明,该体系对电网存在的隐患能早发现、早整改,提高了电网的管理水平,实现了电网的安全稳定运行。     

基于ELM和迁移学习的电网设备多因素综合故障率分析方法

电网设备的故障率分析是电网风险预警和运行评估的基础和关键,而电网设备多种故障因素与综合故障率的非线性权重关系的评估决定了故障率分析的准确度,为充分利用历史故障信息数据以准确评估多故障因素与综合故障率的权重关系,本文提出一种基于极限学习机（ELM）和迁移学习的电网设备多因素综合故障率分析方法。设计了多源历史故障信息统计体系,构建电网设备故障分析样本数据库;将自身、过载、恶劣天气等作为主要故障因素,通过机器学习ELM算法分析故障因素与综合故障率的权重关系,并利用多个强相关样本集的有效迁移提高机器学习的准确度,通过ELM结合迁移学习算法克服了电网设备综合故障率分析中样本数量少且统计周期长的难题,在充分利用历史故障信息的同时实现设备综合故障率的准确评估,为风险评估和检修安排提高可靠的数据支撑。最后通过实际电网运行数据验证了所提方法的可行性和准确性。     

基于无线信号传输的电容器温度在线检测系统设计

电力系统的电容器温度过高将会造成严重的电力安全事故,给国家造成巨大的经济损失;为实时检测电力系统电容器的温度,有效降低电力系统事故风险,文章设计了一种基于无线信号传输的电容器温度在线检测系统,给出了整个系统的总体结构,详细设计了系统的温度采集分系统和温度收集分系统的硬件电路,重点介绍了系统的上位机软件、下位机软件、无线通信协议的结构流程;同时,为提高温度数据的采集精度和无线传输的准确性,提出了一种温度数字滤波算法和通信纠错算法;最后,对系统进行了集成实现;通过系统投入实际运行表明,该系统运行稳定,能够实现对电力系统电容器温度的实时检测,对超高温度能够实时报警,有效降低了电力系统的事故风险,提高了电力系统的安全性能,具有较好的经济价值。     

基于无线信号传输的电容器温度在线检测系统设计北大核心CSCD

电力系统的电容器温度过高将会造成严重的电力安全事故,给国家造成巨大的经济损失;为实时检测电力系统电容器的温度,有效降低电力系统事故风险,文章设计了一种基于无线信号传输的电容器温度在线检测系统,给出了整个系统的总体结构,详细设计了系统的温度采集分系统和温度收集分系统的硬件电路,重点介绍了系统的上位机软件、下位机软件、无线通信协议的结构流程;同时,为提高温度数据的采集精度和无线传输的准确性,提出了一种温度数字滤波算法和通信纠错算法;最后,对系统进行了集成实现;通过系统投入实际运行表明,该系统运行稳定,能够实现对电力系统电容器温度的实时检测,对超高温度能够实时报警,有效降低了电力系统的事故风险,提高了电力系统的安全性能,具有较好的经济价值。     

电网二次设备量化风险评估研究

分别从面向保护系统的可靠性评估和面向实时调度的运行风险评估两个方面总结并评述了电网二次设备量化风险评估的研究现状,并介绍了故障树分析法、事件树法和马尔科夫过程等主要模型和方法。     

国网河北省面向调控运行的全电网大数据平台的构建及可视化展示

为实现省、地、县全电网数据的可观可视,在河北南网全电网模型实时数据中心建设基础上,通过现有省地县一体化调度管理系统（OMS系统）接入公司营销数据平台用电信息数据,构建了35kV至500kV厂站的全电网运行模型数据平台。一是开展电网设备和信息命名的标准化工作、建设涵盖省地县的全电网实时数据、推进运行数据与管理信息的关联重构、进行省地县三级数据质量的集中整治;二是进行数据处理架构的全局抽象设计、部署开源数据分析处理工具;三是推进多维度数据分析应用,促进电网管理优化提升。该数据平台的搭建,进一步提高无功电压管理水平,实现调控系统对全网停电事件的权威发布,实现全网设备负载情况全面分析,促进频发监控信息集中治理等,为电网运行数据的深入挖掘和应用打下了坚实物质基础。     

流计算与内存计算架构下的运营状态监测分析

为满足对电网实时运营状态分析过程中对用户实时用电量数据等大规模实时数据进行实时分析处理的需求,实现对电网运营决策提供快速准确的数据分析支持,提出一种流计算与内存计算相结合的大规模数据分析处理的系统架构。将经过时间窗划分的用户实时用电量数据进行离散傅里叶变换（DFT）,实现对异常用电行为评价指标的构建;将基于抽样统计分析构造出的用户用电行为特征,采用K-Means聚类算法实现对用户用电行为类别的划分。从实际业务系统中抽取实验数据,验证了提出的异常用电行为和用户用电分析评价指标的准确性。同时,在实验数据集上与传统的数据处理策略进行对比,实验结果表明流计算与内存计算相结合的系统架构在大规模数据分析处理方面更具优势。     

Security Risk Assessment of Cyber Physical Power System Based on Rough Set and Gene Expression Programming

Risk assessment is essential for the safe and reliable operation of cyber physical power system. Traditional security risk assessment methods do not take integration of cyber system and physical system of power grid into account. In order to solve this problem, security risk assessment algorithm of cyber physical power system based on rough set and gene expression programming is proposed. Firstly, fast attribution reduction based on binary search algorithm is presented. Secondly, security risk assessment function for cyber physical power system is mined based on gene expression programming. Lastly, security risk levels of cyber physical power system are predicted and analyzed by the above function model. Experimental results show that security risk assessment function model based on the proposed algorithm has high efficiency of function mining, accuracy of security risk level prediction and strong practicality.      

基于Isolation Forest和Random Forest相结合的智能电网时间序列数据异常检测算法

智能电网的信息系统是保障电力行业正常运行的基础,而智能电网中各种时间序列数据的分析结果是衡量信息系统稳定运行的重要依据。传统的时间序列数据异常检测算法很难同时兼顾准确性和实时性。本文引入基于Isolation Forest和Random Forest相结合的智能电网时间序列数据异常检测算法,结合无监督学习算法和有监督学习算法的优点,实现机器自动标注和自动学习阈值,人工标注少量特征值,从一定程度上提高了时间序列数据异常检查准确性和实时性,可以满足智能电网时间序列数据异常检测需求,从而达到提升智能电网信息安全的目的。     

基于运营要素的电网企业应有数据体系构建与治理策略

数据价值优化提升是数据治理的终极目标,围绕这一目标,本文将应有数据这个理想状态下的数据全集作为治理的具体对象和输出成果加以解析和构建。为了解析和构建应有数据体系,本文从治理对象出发,提出应有数据体系治理力度是应有数据体系与实有数据体系之间差异的综合性描述,并发现其差异越大,治理力度也会越大。本文同时通过构建电网企业应有数据体系,探索了具有推广性的数据治理新思路,运用时间与空间展开方法,阐述了数据细胞构建策略,表明了有关数据体系构建与治理同步实施的宏微观方法的可行性。本文作为理论研究,由基础理论点出发,得出若干结论,肯定了运营要素架构在数据治理中的基础作用,论述了三网三流九宫集作为电网企业应有数据体系构建的基础,可以充分镜像业务体系,克服系统割裂弊端,奠定数据分析知识发现基础。     

基于改进决策树的配电网多源数据快速检索

当前,电网中含有海量的多源信息数据,但是由于数据体量大、种类多、维度高,难以实现高效有效的数据检索.因此本文根据实际电力运行系统的数据结构及多源数据库样本分析,提出了一种基于互信息的改进决策树算法作为数据挖掘内核,并提出适用于电力系统的并行处理架构,可实现多源数据的快速、有效信息检索,并有效处理实时数据.在搜索时根据代表性特征子集直接从多源信息原始数据提取信息,判断索引信息量并排序形成决策树模型,通过Spark MapReduce Python数据分解并行检索实现多源数据同时提取,缩短检索时间.本文以某区域电网数据库为算例进行模拟验证,结果表明:该方法可以实现配电网的多源异构信息提取,有效避免重复数据,满足在线工程决策要求.     

10kV配网电容器在线监测与故障诊断系统

目前大多数电力电容器状态监测系统存在实时性不足和数据频密度不足的缺点,难以实现准确的在线故障预判,易导致故障处理滞后或误报等不良后果。文章立足于电力电容器运行和维护的实际需求,构建了一套完整的电力电容器故障在线监测系统,并给出了一套采用神经网络融合电容器电流、电容、电阻和电压等信息的故障诊断模型和方法,并在实际中进行了应用。在实际应用中,该系统能及时并准确地对电容器的异常状态和故障特征进行捕捉,避免了故障判断的滞后性,提高了获得数据的准确性,能够提高电网设备的运行和维护效率,提升电网运行可靠性。     

动力系统的智能化监测与安全保护设计

直升机旋翼模型风洞试验是高转速、高风险的动态试验,为保护试验的安全运行,必须实时、准确、可靠地监测试验台关键驱动设备-动力驱动系统及辅助系统的运行状态,并根据运行状态分级采取相应的保护措施。本文以动力系统主控PLC为基础,打通试验台各系统之间的信息孤岛,提出了一种基于历史数据分析的设备运行状态分级评价及风险评估方法,根据实时运行数据判断动力系统运行风险,给出安全操作建议。风洞试验应用效果表明本文构建的旋翼模型试验台动力系统智能监测与安全保护设计数据分析科学,状态监测实时,安全保护可靠。提高了直升机试验的安全可靠性。     

基于Web发布的电网理论线损在线计算分析管理系统

提出了一种基于Web发布的电网理论线损在线计算分析管理系统的设计方案,介绍了该系统构架及其功能实现。该系统通过SCADA系统获取电网准实时数据,采用数据挖掘技术和聚类算法实现数据自动筛选,以Web方式发布汇总电网理论损耗计算结果,为全面掌握电网损耗的现状、有针对性地提出降损措施提供了良好的平台。     

电网智能单元加密算法效率评估

随着智能电网发展和电力终端设备智能化和网络化的提升,基于TCP/IP协议的数据通信面临着传统的网络安全隐患;智能电网单元是电网控制的关键组成部分,负责电网业务数据的采集处理、控制指令的收发和执行等工作,涉及大量数据传输,如何保证数据的机密性,是电网系统正常运作的关键因素之一;针对智能单元的传输规约和传输数据的特点,通过模拟智能单元计算环境,在保密性需求的基础上,结合智能单元计算资源的实际情况,综合分析电力行业和国内常见密码算法,包括对称算法和非对称算法,从运算时间及稳定性,数据长度相关性,密钥长度相关性和加密模式几个方面对算法的性能进行综合性评估;为不同智能单元的机密性保护尤其是加密算法的选取提供理论基础和实验数据。