一種水電廠綜合數(shù)據(jù)分析方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種水電廠綜合數(shù)據(jù)分析方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著信息處理技術(shù)的飛速發(fā)展及水電行業(yè)智能水電廠建設(shè)的深入，傳統(tǒng)水電廠的計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)、狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)、保護(hù)系統(tǒng)等子系統(tǒng)由于開發(fā)時間、應(yīng)用平臺、數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)的差異，導(dǎo)致數(shù)以千萬計的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)僅局限于各系統(tǒng)自身使用。這種模式造成海量數(shù)據(jù)資源利用率低，各專業(yè)間融合性差；同時，由于信息孤島的存在導(dǎo)致運(yùn)行決策一致性低等突出問題。
[0003]基于以上問題，需要一種綜合數(shù)據(jù)分析方法，解決水電廠眾多自動化、信息系統(tǒng)海量異構(gòu)數(shù)據(jù)資源綜合利用的問題，充分挖掘水電廠海量數(shù)據(jù)資源內(nèi)在聯(lián)系，將其轉(zhuǎn)為日常生產(chǎn)運(yùn)行指標(biāo)，健全各類設(shè)備健康狀態(tài)的衡量體系，提升水電廠的信息化管理水平及預(yù)防性維護(hù)決策能力，保障水電廠安全穩(wěn)定運(yùn)行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供了一種水電廠綜合數(shù)據(jù)分析方法，從水電廠綜合數(shù)據(jù)分析的實(shí)際需求出發(fā)，將分析過程各要素有機(jī)組織起來，為各專業(yè)運(yùn)維人員提供靈活簡捷的分析工具，提高了各專業(yè)運(yùn)維人員對異構(gòu)大數(shù)據(jù)集的處理、利用效率，提高了水電廠的運(yùn)行效率和設(shè)備運(yùn)行安全。
[0005]本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
一種水電廠綜合數(shù)據(jù)分析方法，其包括以下實(shí)現(xiàn)步驟:
1)對水電廠各子系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集及預(yù)處理；
2)根據(jù)水電廠各子系統(tǒng)的專業(yè)數(shù)據(jù)分析要求，建立專業(yè)主題模板；所述專業(yè)主題模板由數(shù)據(jù)集提取規(guī)則、指標(biāo)、算法、視圖、報警等要素組成；
3)選擇相關(guān)專業(yè)主題模板，關(guān)聯(lián)待分析設(shè)備和歷史數(shù)據(jù)時段，勾選待分析參數(shù)，生成相關(guān)專業(yè)挖掘方案；
4)驗(yàn)證專業(yè)挖掘方案的準(zhǔn)確性并修正專業(yè)主題模板。
[0006]前述的步驟I)中，對數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，包括檢查數(shù)據(jù)的完整性及數(shù)據(jù)的一致性，去噪聲，填補(bǔ)丟失的域，刪除無效數(shù)據(jù)。
[0007]前述的步驟2)中，數(shù)據(jù)集提取規(guī)則包括:
1.0與當(dāng)前工況和外部運(yùn)行條件相同的穩(wěn)定工況；
1.2)開停機(jī)過渡工況；
1.3)班值、日、旬、月、年；
1.4)同比、環(huán)比。
[0008]前述的步驟2 )中，指標(biāo)包括:
1.5)輔助設(shè)備的動作時間、動作次數(shù)； 1.6)設(shè)備投運(yùn)率、故障率；
1.7)電壓合格率；
1.8)最大值、最小值、平均值、相鄰最大差值。
[0009]前述的步驟2)中，算法包括:關(guān)聯(lián)分析、偏差分析、趨勢分析的統(tǒng)計分析方法。
[0010]前述的步驟2)中，視圖包括:報表、趨勢圖、折線圖、散點(diǎn)圖、雷達(dá)圖、瀑布圖、數(shù)據(jù)對比表、數(shù)據(jù)對比曲線、數(shù)據(jù)對比圖、餅圖、柱狀圖。
[0011]前述的步驟2)中，報警包括:測點(diǎn)異常報警、設(shè)備故障預(yù)警、設(shè)備故障報警。
[0012]前述的步驟2)中，專業(yè)主題模板分為電氣專業(yè)主題模板、機(jī)械專業(yè)主題模板、一次專業(yè)主題模板、運(yùn)行專業(yè)主題模板。
[0013]前述的步驟4)中，驗(yàn)證專業(yè)挖掘方案的準(zhǔn)確性是指事先提取一部分?jǐn)?shù)據(jù)集作為測試集，使用交叉驗(yàn)證來測試和驗(yàn)證數(shù)據(jù)挖掘結(jié)果。
[0014]前述的步驟4)中，修正專業(yè)主題模板是指，根據(jù)當(dāng)前數(shù)據(jù)挖掘結(jié)果，各專業(yè)運(yùn)維人員修正專業(yè)主題模板中各要素的選項、或是增加專業(yè)主題模板各要素的新的選項。
[0015]本發(fā)明采用專業(yè)主題模板將數(shù)據(jù)集提取規(guī)則、指標(biāo)、算法、視圖、報警等要素與待分析設(shè)備有機(jī)結(jié)合，快速生成數(shù)據(jù)挖掘方案，一方面滿足了水電廠各專業(yè)數(shù)據(jù)的分析與挖掘要求，另一方面也保證了大數(shù)據(jù)集的計算效率和各要素的擴(kuò)展性。
【附圖說明】
[0016]圖1是本發(fā)明的一種水電廠綜合數(shù)據(jù)分析方法的數(shù)據(jù)分析與挖掘的實(shí)施步驟圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。
[0018]如圖1所示，本發(fā)明的一種水電廠綜合數(shù)據(jù)分析方法的具體流程為:
I)數(shù)據(jù)采集及預(yù)處理
調(diào)查水電廠各子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，評估各數(shù)據(jù)源質(zhì)量、數(shù)量，根據(jù)數(shù)據(jù)分析與挖掘的需要，采集海量異構(gòu)數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，包括檢查數(shù)據(jù)的完整性及數(shù)據(jù)的一致性，去噪聲，填補(bǔ)丟失的域，刪除無效數(shù)據(jù)等。
[0019]2)分析各專業(yè)需求，建立專業(yè)主題模板
各專業(yè)運(yùn)維人員根據(jù)水電廠數(shù)據(jù)分析的內(nèi)容要求和預(yù)期目標(biāo)，描述和表達(dá)各專業(yè)需求問題，并建立專業(yè)主題模板。
[0020]專業(yè)主題模板由數(shù)據(jù)集提取規(guī)則、指標(biāo)、算法、視圖、報警等要素組成。具體來說，數(shù)據(jù)集提取規(guī)則包括:與當(dāng)前工況和外部運(yùn)行條件相同的穩(wěn)定工況；開停機(jī)過渡工況；班值、日、旬、月、年；同比、環(huán)比等選項。指標(biāo)包括:輔助設(shè)備的動作時間、動作次數(shù)；設(shè)備投運(yùn)率、故障率；電壓合格率；最大值、最小值、平均值、相鄰最大差值等選項。算法包括:關(guān)聯(lián)分析、偏差分析、趨勢分析等統(tǒng)計分析方法選項，實(shí)現(xiàn)設(shè)備參數(shù)的對比分析、相同設(shè)備不同時期的對比分析和相關(guān)量分析。視圖包括:報表、趨勢圖、折線圖、散點(diǎn)圖、雷達(dá)圖、瀑布圖、數(shù)據(jù)對比表、數(shù)據(jù)對比曲線、數(shù)據(jù)對比圖、餅圖、柱狀圖等選項，通過視圖配置，實(shí)現(xiàn)分析結(jié)果展示。報警包括:測點(diǎn)異常報警、設(shè)備故障預(yù)警、設(shè)備故障報警等選項，當(dāng)預(yù)警條件觸發(fā)時，第一時間以報表、圖表、短信、郵件等形式推送報警信息到指定人員。
[0021]專業(yè)主題模板按所屬專業(yè)分類，分為電氣專業(yè)主題模板、機(jī)械專業(yè)主題模板、一次專業(yè)主題模板、運(yùn)行專業(yè)主題模板等。
[0022]3)生成專業(yè)挖掘方案
選擇相關(guān)專業(yè)主題模板，關(guān)聯(lián)待分析設(shè)備和歷史數(shù)據(jù)時段，勾選待分析參數(shù)，生成相關(guān)專業(yè)挖掘方案。
[0023]例如，進(jìn)行水導(dǎo)瓦溫/油溫變化趨勢分析和設(shè)備劣化原因分析時，查詢指定時段內(nèi)與當(dāng)前工況和外部運(yùn)行條件相同的穩(wěn)定工況下的溫度、擺度、油流量、上游水位、下游水位及導(dǎo)葉開度，通過與當(dāng)前瓦溫、油溫進(jìn)行對比，分析劣化趨勢和誘發(fā)原因。
[0024]4)結(jié)果驗(yàn)證及修正完善
為了建立具備高精準(zhǔn)度和健壯性的挖掘方案，事先提取一部分?jǐn)?shù)據(jù)集作為測試集，使用交叉驗(yàn)證來確定已形成的挖掘方案的準(zhǔn)確性。如果當(dāng)前挖掘方案的運(yùn)行結(jié)果不理想，各專業(yè)運(yùn)維人員可修正專業(yè)主題模板中各要素的選項、或是增加專業(yè)主題模板各要素的新的選項等，直到挖掘方案把每次的分析挖掘結(jié)果準(zhǔn)確、清晰地呈現(xiàn)出來為止。
[0025]以上實(shí)施例僅為本發(fā)明其中的一種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
【主權(quán)項】
1.一種水電廠綜合數(shù)據(jù)分析方法，其特征在于，其包括以下實(shí)現(xiàn)步驟: 1)對水電廠各子系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集及預(yù)處理； 2)根據(jù)水電廠各子系統(tǒng)的專業(yè)數(shù)據(jù)分析要求，建立專業(yè)主題模板；所述專業(yè)主題模板由數(shù)據(jù)集提取規(guī)則、指標(biāo)、算法、視圖、報警等要素組成； 3)選擇相關(guān)專業(yè)主題模板，關(guān)聯(lián)待分析設(shè)備和歷史數(shù)據(jù)時段，勾選待分析參數(shù)，生成相關(guān)專業(yè)挖掘方案； 4)驗(yàn)證專業(yè)挖掘方案的準(zhǔn)確性并修正專業(yè)主題模板。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水電廠綜合數(shù)據(jù)分析方法，其特征在于，所述步驟I)中，對數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，包括檢查數(shù)據(jù)的完整性及數(shù)據(jù)的一致性，去噪聲，填補(bǔ)丟失的域，刪除無效數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水電廠綜合數(shù)據(jù)分析方法，其特征在于，所述步驟2)中，數(shù)據(jù)集提取規(guī)則包括: 1.0與當(dāng)前工況和外部運(yùn)行條件相同的穩(wěn)定工況； 1.2)開停機(jī)過渡工況； 1.3)班值、日、旬、月、年； 1.4)同比、環(huán)比。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水電廠綜合數(shù)據(jù)分析方法，其特征在于，所述步驟2)中，指標(biāo)包括: 1.5)輔助設(shè)備的動作時間、動作次數(shù)； 1.6)設(shè)備投運(yùn)率、故障率； 1.7)電壓合格率； 1.8)最大值、最小值、平均值、相鄰最大差值。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水電廠綜合數(shù)據(jù)分析方法，其特征在于，所述步驟2)中，算法包括:關(guān)聯(lián)分析、偏差分析、趨勢分析的統(tǒng)計分析方法。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水電廠綜合數(shù)據(jù)分析方法，其特征在于，所述步驟2)中，視圖包括:報表、趨勢圖、折線圖、散點(diǎn)圖、雷達(dá)圖、瀑布圖、數(shù)據(jù)對比表、數(shù)據(jù)對比曲線、數(shù)據(jù)對比圖、餅圖、柱狀圖。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水電廠綜合數(shù)據(jù)分析方法，其特征在于，所述步驟2)中，報警包括:測點(diǎn)異常報警、設(shè)備故障預(yù)警、設(shè)備故障報警。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水電廠綜合數(shù)據(jù)分析方法，其特征在于，所述步驟2)中，專業(yè)主題模板分為電氣專業(yè)主題模板、機(jī)械專業(yè)主題模板、一次專業(yè)主題模板、運(yùn)行專業(yè)主題模板。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水電廠綜合數(shù)據(jù)分析方法，其特征在于，所述步驟4)中，驗(yàn)證專業(yè)挖掘方案的準(zhǔn)確性是指事先提取一部分?jǐn)?shù)據(jù)集作為測試集，使用交叉驗(yàn)證來測試和驗(yàn)證數(shù)據(jù)挖掘結(jié)果。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水電廠綜合數(shù)據(jù)分析方法，其特征在于，所述步驟4)中，修正專業(yè)主題模板是指，根據(jù)當(dāng)前數(shù)據(jù)挖掘結(jié)果，各專業(yè)運(yùn)維人員修正專業(yè)主題模板中各要素的選項、或是增加專業(yè)主題模板各要素的新的選項。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種水電廠綜合數(shù)據(jù)分析方法，根據(jù)水電廠各專業(yè)數(shù)據(jù)分析要求，定義專業(yè)主題模板，包括數(shù)據(jù)集提取規(guī)則、指標(biāo)、算法、視圖、報警等要素，選擇相關(guān)專業(yè)主題模板，關(guān)聯(lián)待分析設(shè)備和歷史數(shù)據(jù)時段，生成相關(guān)專業(yè)挖掘方案，輸出分析報告。本發(fā)明在海量異構(gòu)數(shù)據(jù)的應(yīng)用環(huán)境下，提出了專業(yè)主題模板的組織形式，實(shí)現(xiàn)了快速制作數(shù)據(jù)挖掘方案，解決了數(shù)據(jù)分析與挖掘過程的效率低和擴(kuò)展性差的問題。
【IPC分類】G06Q50-06
【公開號】CN104574212
【申請?zhí)枴緾N201510012627
【發(fā)明人】徐麟, 趙曉蘭, 范強(qiáng), 陳鵬, 鄭慧娟
【申請人】南京南瑞集團(tuán)公司, 國網(wǎng)電力科學(xué)研究院
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2015年1月9日