本發(fā)明涉及一種智能電網(wǎng)數(shù)據(jù)分析方法，具體地說是一種基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的智能電網(wǎng)全景數(shù)據(jù)分析方法，屬于智能電網(wǎng)數(shù)據(jù)分析技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

隨著電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大、大規(guī)?？稍偕g歇性能源的接入，電網(wǎng)面臨著嚴(yán)峻的安全可靠性問題。傳統(tǒng)電力系統(tǒng)安全可靠性分析技術(shù)具有采集點少、運(yùn)算量大的特點，隨著覆蓋整個系統(tǒng)信息采集系統(tǒng)逐步完善，智能電網(wǎng)可以實時獲取整個系統(tǒng)的全景數(shù)據(jù)，而基于全景數(shù)據(jù)的分析評估計算量非常大，容易造成“計算災(zāi)難”，幾千階的微分方程求解，無法滿足實時性要求；另一方面，隨著大規(guī)模分布式間歇能源的接入，由于分布式能源的不確定性難以預(yù)測等，很容易對大電網(wǎng)造成沖擊，從而對系統(tǒng)的穩(wěn)定性提出了更高的要求。

智能變電站的數(shù)據(jù)采集分析都有一定的限制，不能夠同時采集全站的信息，只能分層次來進(jìn)行采集，而且采集到的GOOSE及SMV信息不能夠?qū)崟r的全景展示出來。全景數(shù)據(jù)分析方法包含全景數(shù)據(jù)記錄、全景數(shù)據(jù)回放、全景數(shù)據(jù)展現(xiàn)過程中所采用的壓縮算法、存儲算法、數(shù)據(jù)記錄、數(shù)據(jù)反演等技術(shù)細(xì)節(jié),并分析了該方法的應(yīng)用效果。全景數(shù)據(jù)平臺統(tǒng)一建模技術(shù)，隨著IEC61850技術(shù)的推廣及廣泛應(yīng)用，智能變電站作為智能電網(wǎng)環(huán)節(jié)中智能節(jié)點，需要具有統(tǒng)一的信息模型和高度智能化的處理功能。

大數(shù)據(jù)引領(lǐng)著新一波的技術(shù)革命,對大數(shù)據(jù)查詢和分析的實用性和實效性對于人們能否及時獲得決策信息非常重要,決定著大數(shù)據(jù)應(yīng)用的成敗.但產(chǎn)業(yè)界面對大數(shù)據(jù)常常顯得束手無策.一是因為數(shù)據(jù)容量巨大,類型多樣,數(shù)據(jù)分析工具面臨性能瓶頸.另一原因在于,數(shù)據(jù)分析工具通常僅為IT人員熟練使用,缺少簡單易用、讓業(yè)務(wù)人員也能輕松上手實現(xiàn)自助自主分析即時獲取商業(yè)洞察的工具.因此,大數(shù)據(jù)的全景數(shù)據(jù)方法將成為成為大數(shù)據(jù)時代的顯學(xué).對大數(shù)據(jù)進(jìn)行分析以后,為了方便用戶理解也需要有效的可視化技術(shù),這其中交互式的展示和超大圖的動態(tài)化展示值得重點關(guān)注。

大數(shù)據(jù)的背景下，必須要考慮數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)性，一個單獨的數(shù)據(jù)是沒有太大意義的，故在大數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上采取全景數(shù)據(jù)分析的技術(shù)，將采集到的數(shù)據(jù)放到一個框架下，這樣才能夠及時的發(fā)現(xiàn)問題。因此，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)的全景數(shù)據(jù)分析方法是電力大數(shù)據(jù)分析面臨的一項重要工作。

智能變電站仍在不斷發(fā)展中，智能裝置(IED)之間會傳輸大量數(shù)據(jù)，通過人工進(jìn)行分析以及檢測比較難于實現(xiàn)，因此，迫切需要一種基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的全景數(shù)據(jù)分析技術(shù)，這將會給智能變電站的數(shù)據(jù)采集分析工作帶來極大的便利。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的智能電網(wǎng)全景數(shù)據(jù)分析方法，其不僅可以采取海量的數(shù)據(jù)，收集整個網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)，而且能夠采用全景數(shù)據(jù)分析的技術(shù)將海量數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選、解析、分組、可視化展示，實時檢測智能變電站中各智能設(shè)備的狀態(tài)及信息。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題采取的技術(shù)方案是：基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的智能電網(wǎng)全景數(shù)據(jù)分析方法，它包括以下步驟：

1)數(shù)據(jù)采集：采用分布式數(shù)據(jù)采集方式采集智能電網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)的數(shù)據(jù)信息；

2)數(shù)據(jù)記錄：對采集的智能電網(wǎng)系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分類；

3)即席檢索及批量處理：采用關(guān)鍵字進(jìn)行檢索，并基于MapReduce技術(shù)對采集的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行并行批量計算；

4)全景數(shù)據(jù)分析結(jié)果展示：全景數(shù)據(jù)分析結(jié)果采用多種方式對智能電網(wǎng)內(nèi)各種數(shù)據(jù)信息進(jìn)行全景展示。

進(jìn)一步地，在批量處理過程中采用數(shù)據(jù)流式計算和實時計算相結(jié)合的方式對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行處理，通過計算模型對數(shù)據(jù)流進(jìn)行實時計算分析，實時產(chǎn)生分析結(jié)果。

進(jìn)一步地，在數(shù)據(jù)采集過程中，實時監(jiān)聽智能電網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)的數(shù)據(jù)變化信息，獲取數(shù)據(jù)變化事件，根據(jù)數(shù)據(jù)報文格式進(jìn)行分類壓縮和記錄處理，所述數(shù)據(jù)報文格式包括MMS、GOOSE和SMV報文。

進(jìn)一步地，在數(shù)據(jù)記錄過程中，將記錄文件進(jìn)行分類，分為單數(shù)據(jù)信息索引文件和整數(shù)據(jù)文件兩類，所述單數(shù)據(jù)信息索引文件記錄單標(biāo)示、單名稱和單類型信息，所述整數(shù)據(jù)文件記錄智能變電站內(nèi)所有變化數(shù)據(jù)的單數(shù)據(jù)信息。

進(jìn)一步地，在數(shù)據(jù)記錄過程中，定點定時生成數(shù)據(jù)信息索引文件，用以確保數(shù)據(jù)的一致性及安全性。

進(jìn)一步地，在即席檢索及批量處理過程中，采用單標(biāo)識或者時間作為關(guān)鍵字進(jìn)行檢索。

進(jìn)一步地，在批量處理過程中，首先指定一個Map函數(shù)，用來把一組鍵值對映射成一組新的鍵值對，指定并發(fā)的Reduce函數(shù)來對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行批量處理。

進(jìn)一步地，在全景數(shù)據(jù)分析結(jié)果展示過程中，將不同的數(shù)據(jù)信息解析，同一間隔的SMV、GOOSE、MMS信息進(jìn)行統(tǒng)一分析，將其間的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)、信息進(jìn)行智能分析，并通過高可視化界面采用曲線、表格和圖形三種方式將全景數(shù)據(jù)分析結(jié)果進(jìn)行全景展示。

本發(fā)明的有益效果是：

大數(shù)據(jù)技術(shù)的全景數(shù)據(jù)分析方法主要應(yīng)用于智能電網(wǎng)。智能電網(wǎng)組網(wǎng)數(shù)據(jù)的采集以及分析，然后通過大數(shù)據(jù)采集技術(shù)收集網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)中的GOOSE以及SMV信息，再采用全景數(shù)據(jù)分析方法將采集到的GOOSE以及SMV信息展示出來。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下特點：

1)采集全站的海量數(shù)據(jù)，能夠?qū)崟r檢測智能變電站內(nèi)各IED的狀態(tài)。

2)全景數(shù)據(jù)的可視化展示將各個信息清晰的展示。

3)監(jiān)測智能變電站內(nèi)的各智能保護(hù)的虛回路，能夠為日常的運(yùn)行監(jiān)護(hù)帶來便利，同時能夠為事故分析提供依據(jù)。

4)大數(shù)據(jù)的全景分析角度探討智能電網(wǎng)信息分析、監(jiān)控、調(diào)度技術(shù)，可促進(jìn)大數(shù)據(jù)的全景數(shù)據(jù)分析技術(shù)在電力系統(tǒng)中廣泛并深層次的應(yīng)用。

5)針對智能電網(wǎng)對數(shù)據(jù)時效性、準(zhǔn)確性、全景性的嚴(yán)格要求，基于大數(shù)據(jù)的全景數(shù)據(jù)分析技術(shù)能夠提供整個電力系統(tǒng)的全景視圖和實時動態(tài)監(jiān)控。同時實現(xiàn)了智能變電站的廠站端的接線圖、電網(wǎng)模型和采集信息與調(diào)度主站的信息實時共享。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的方法流程圖；

圖2為本發(fā)明的數(shù)據(jù)采集示意圖。

具體實施方式

為能清楚說明本方案的技術(shù)特點，下面通過具體實施方式，并結(jié)合其附圖，對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)闡述。下文的公開提供了許多不同的實施例或例子用來實現(xiàn)本發(fā)明的不同結(jié)構(gòu)。為了簡化本發(fā)明的公開，下文中對特定例子的部件和設(shè)置進(jìn)行描述。此外，本發(fā)明可以在不同例子中重復(fù)參考數(shù)字和/或字母。這種重復(fù)是為了簡化和清楚的目的，其本身不指示所討論各種實施例和/或設(shè)置之間的關(guān)系。應(yīng)當(dāng)注意，在附圖中所圖示的部件不一定按比例繪制。本發(fā)明省略了對公知組件和處理技術(shù)及工藝的描述以避免不必要地限制本發(fā)明。

如圖1所示，本發(fā)明的一種基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的智能電網(wǎng)全景數(shù)據(jù)分析方法，它包括以下步驟：

1)數(shù)據(jù)采集：采用分布式數(shù)據(jù)采集方式采集智能電網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)的數(shù)據(jù)信息；

2)數(shù)據(jù)記錄：對采集的智能電網(wǎng)系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分類；

3)即席檢索及批量處理：采用關(guān)鍵字進(jìn)行檢索，并基于MapReduce技術(shù)對采集的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行并行批量計算；

4)全景數(shù)據(jù)分析結(jié)果展示：全景數(shù)據(jù)分析結(jié)果采用多種方式對智能電網(wǎng)內(nèi)各種數(shù)據(jù)信息進(jìn)行全景展示。

進(jìn)一步地，在批量處理過程中采用數(shù)據(jù)流式計算和實時計算相結(jié)合的方式對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行處理，通過計算模型對數(shù)據(jù)流進(jìn)行實時計算分析，實時產(chǎn)生分析結(jié)果。數(shù)據(jù)的實時計算注重對于數(shù)據(jù)的快速高效處理、計算和分析，其特點是計算過程數(shù)據(jù)不落地，所有數(shù)據(jù)在內(nèi)存完成。

進(jìn)一步地，在數(shù)據(jù)采集過程中，實時監(jiān)聽智能電網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)的數(shù)據(jù)變化信息，獲取數(shù)據(jù)變化事件，根據(jù)數(shù)據(jù)報文格式進(jìn)行分類壓縮和記錄處理，所述數(shù)據(jù)報文格式包括MMS、GOOSE和SMV報文。

如圖2所示，在數(shù)據(jù)采集過程中，采用分布式數(shù)據(jù)采集方式采集智能電網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)的數(shù)據(jù)信息，如從監(jiān)控、調(diào)度系統(tǒng)中采集MMS報文，從智能終端中采集GOOSE報文，從合并單元中采集SMV報文，并將采集的數(shù)據(jù)信息存儲在智能變電站大數(shù)據(jù)庫中；智能變電站大數(shù)據(jù)庫記錄了智能變電站內(nèi)的所有IED的信息，如合并單元SMV報文、智能終端的開關(guān)位置GOOSE報文、保護(hù)裝置的跳閘信息等,但是，在長期的運(yùn)行中產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)已經(jīng)不是我們熟知的KB、MB為單位能夠衡量的，而是以GB、Tb等為計量單位。通過人工去分析大數(shù)據(jù)文件的方法已經(jīng)不適用智能變電站的需求，此時本發(fā)明所述的基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的智能電網(wǎng)全景數(shù)據(jù)分析方法應(yīng)用而生。

進(jìn)一步地，在數(shù)據(jù)記錄過程中，將記錄文件進(jìn)行分類，分為單數(shù)據(jù)信息索引文件和整數(shù)據(jù)文件兩類，所述單數(shù)據(jù)信息索引文件記錄單標(biāo)示、單名稱和單類型信息，所述整數(shù)據(jù)文件記錄智能變電站內(nèi)所有變化數(shù)據(jù)的單數(shù)據(jù)信息。為了確保數(shù)據(jù)的一致性及安全性，在數(shù)據(jù)記錄過程中定點定時生成數(shù)據(jù)信息索引文件。

進(jìn)一步地，在即席檢索及批量處理過程中，采用單標(biāo)識或者時間作為關(guān)鍵字進(jìn)行檢索。即席查詢技術(shù)是用戶根據(jù)自身的需求選擇不同的查詢條件，系統(tǒng)能夠根據(jù)用戶的查詢條件生成相應(yīng)的統(tǒng)計表，即席查詢和普通的查詢技術(shù)的最大不同就是普通查詢技術(shù)就是單一查詢，不能夠應(yīng)對不對的查詢條件，但計息查詢是可以按照用戶自定義的查詢條件進(jìn)行搜索、查詢。

進(jìn)一步地，在批量處理過程中，首先指定一個Map函數(shù)，用來把一組鍵值對映射成一組新的鍵值對，指定并發(fā)的Reduce函數(shù)來對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行批量處理。批量處理的方法基于MapReduce技術(shù),MapReduce是一種編程模式，用于大規(guī)模數(shù)據(jù)集的并行批量計算。概念Map和Reduce當(dāng)前的主流實現(xiàn)是指定一個Map函數(shù)，用來把一組鍵值對映射成一組新的鍵值對，指定并發(fā)的Reduce函數(shù)，用來保證所有映射的鍵值對中的每一個共享相同的鍵值組。

進(jìn)一步地，在全景數(shù)據(jù)分析結(jié)果展示過程中，將不同的數(shù)據(jù)信息解析，同一間隔的SMV、GOOSE、MMS信息進(jìn)行統(tǒng)一分析，將其間的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)、信息進(jìn)行智能分析，并通過高可視化界面采用曲線、表格和圖形三種方式將全景數(shù)據(jù)分析結(jié)果進(jìn)行全景展示。

本發(fā)明主要應(yīng)用于智能電網(wǎng)。智能電網(wǎng)組網(wǎng)數(shù)據(jù)的采集以及分析，然后通過大數(shù)據(jù)采集技術(shù)收集網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)中的GOOSE以及SMV信息，再采用全景數(shù)據(jù)分析方法將采集到的GOOSE以及SMV信息展示出來。

本發(fā)明充分利用了大數(shù)據(jù)技術(shù)，大數(shù)據(jù)技術(shù)的核心價值是數(shù)據(jù)分析，數(shù)據(jù)分析是進(jìn)行決策和做出工作決定之前的重要環(huán)節(jié)。大數(shù)據(jù)的特點是數(shù)據(jù)量龐大、數(shù)據(jù)類型繁多、處理速度極快、價值極高。數(shù)據(jù)獲取的原則主要是及時原則、準(zhǔn)確原則、全面原則、適用原則。

大數(shù)據(jù)分析過程主要由以下幾個基本方面組成:(1)預(yù)測性分析能力,數(shù)據(jù)挖掘可以讓分析員更好的理解數(shù)據(jù)，而預(yù)測性分析可以讓分析員根據(jù)可視化分析和數(shù)據(jù)挖掘的結(jié)果做出一些預(yù)測性的判斷。(2)數(shù)據(jù)質(zhì)量和數(shù)據(jù)管理,數(shù)據(jù)質(zhì)量和數(shù)據(jù)管理是一些管理方面的最佳實踐。通過標(biāo)準(zhǔn)化的流程和工具對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理可以保證一個預(yù)先定義好的高質(zhì)量的分析結(jié)果。(3)可視化分析,不管是對數(shù)據(jù)分析專家還是普通用戶，數(shù)據(jù)可視化是數(shù)據(jù)分析工具最基本的要求。

本發(fā)明的全景數(shù)據(jù)分析方法采用分布式數(shù)據(jù)采集框架、實時壓縮算法和基于文件的快速檢索技術(shù),利用C++語言、STL類庫等編程工具和類庫,實現(xiàn)了對智能電網(wǎng)系統(tǒng)中全部實時數(shù)據(jù)的連續(xù)采集、記錄、回放、反演、展現(xiàn)和分析。

以上所述只是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也被視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。