基于数据挖掘技术的电力调度系统的设计与实现

 基于数据挖掘技术的电力调度系统的设计与实现

1俞文2方豪

安徽工程大学国际工程师学院

摘要

    随着国家经济的快速发展，电力的规模也在快速扩张，相应的电厂也积累了大量的电力系统数据，管理数据的困难也与日俱增。这不仅是由于目前的电力网络结构更为复杂，而且由于电力需求的不断增长，使得调度系统的实时性也越来越强。同时，在大数据时代到来的今天，如何正确地利用电力数据，为电力生产和调度提供科学的依据，也是亟待解决的问题。

论文利用 Soa技术对系统的体系结构和数据平台进行了设计，并对各模块的调度管理、实时监控、生产分析、调度规划等模块进行了详细的设计。同时，电力调度系统中储存了大量的电力历史资料，可以帮助调度系统做出相应的决策。

在整个系统的架构上，选择了基于服务的架构来设计电力计划管理系统的架构。系统开发环境本文选择了. NET框架，而数据库方面，本文选择微软的 SQL Server 2005作为参考，并在此基础上使用了支持向量机的机器学习方法来进行电力负荷的智能预测。

关键词:电力调度；系统设计；数据挖掘

1.绪论

   在用电量日益增大的今天，如何合理的调度是发电企业的一项重要任务，但现在的电网规模和发电站数量都很多，因此如何进行合理的调度是一个很大的挑战。同时，由于电力系统中存在着海量的数据，使得对其进行分析、管理变得越来越困难。基于当前的形势，我们必须对现有的大量的电网运行数据进行分析，并对其进行有效的管理。

1.1电力调度管理系统简介

   随着用电量的快速增长，供电规模不断扩大，对系统信息化、智能化水平的要求越来越高。而目前，全国各地电网调度中心已逐渐建立起一套专业化的调度管理体系。而当前对电力调度管理体系的需求。

1.2研究意义

    为了解决当前电网调度所遇到的这些问题，必须根据实际情况和今后的发展，进行更为科学的规划与设计。同时，基于大量的电能信息，可以将数据挖掘技术集成到电网调度与管理中，从而为用户提供大量的电能信息。对电网的未来运营情况进行分析，以提升调度系统的运行效能。

2.系统开发平台及技术介绍

2.1系统开发平台

2.1.1 NET平台介绍

    微软已经为我们所采用的.NET开发了基于开源因特网的 XML Web服务平台。其最重要的任务就是建立一个强大的网络平台，可以有效地利用网络的资源，来处理 Web的应用。NET平台具有很强的跨平台特性，但实际应用的系统复杂度高，往往会导致整个系统在不同的硬件平台上同时工作，不同的模块要用不同的语言来完成，而在.NET平台上则可以很好地处理跨平台的问题。

3.电力调度管理系统需求分析

3.1电力调度管理系统总体需求

    一个完整高效的电力调度管理系统需要能够实现统一的调度策略，共享的数据服务，完善安全的权限控制系统。电力调度管理系统的用户是国家的供电部门，同时也包含了省级、地级市级、县级这几个层级的部门，我们的电力调度管理系统需要能够让各个级别的电力部门都能够方便有效地使用，从而能够提高电力生产、电力调度的效率，更好地为社会提供电力服务。

3.1.1电力调度机构的调研

  全国的电力调度系统由五级组成，其中国家调度中心（地调）以及县级调度中心（县调），全国各区域的调度中心都会设立各自的区域，其中包括网局调度中心（网调），省级调度中心（省调），区域调度中心（地调）以及县级调度中心（县调）作为最上层的机构，国家调度中心与各个大区的调度中心都通过网络相连接，因而全国调度中心可以与各大区的调度中心进行联系，并监控各地的调度工作；以及有关的资料进行统计。而主调系统，是由中国两大电力公司之一的南方电力公司负责的，与国家调的区别在于，它的下面是一个省的调度室。

按照不同的地域划分，网络公司可以分为五大电力公司，均属于国有电力公司，而目前，超高压网络的安全监测和管理工作就交给了网络公司。由省调负责组织电网调的工作，负责电网调下达的电力生产计划。在省里，最低的是县，乡镇政府负责乡村和1千伏的电力供应。

与此同时，大型电厂、变电站等大型电厂和变电站的运行，可以通过国家调、总调的方式来进行调度和管理。通过对调度系统的调查，得到了当前调度系统功能的基本架构，其组织架构可划分为：调度、方式、计划、保护、自动化、综各单位各单位均受中央主管机关的管辖。以下是不同机构的职能和细节。调度室的工作主要是对各种电气设备进行运行，交易电能，实现电能平电，并对电网突发事件进行应急处置。在运行过程中，调度小组必须能够完成对电器的运行，并能够对与电网计划有关的资料进行查询。模式小组的工作是对电力系统进行经营，并确定了其年度经营模式。模式群的首要要求是能够对电网的操作进行查询，以便制定出相应的计划。项目小组的工作就是执行特定的工作，例如：进度安排，制造规划，该分部也是决定部门的一部分；他并不是要做什么，而是要收集到供电公司的运营情况。用于进行决策的剖析。

3.1.2各级电力调度中心层级需求

基于我们在不同层次上的调查，每个级别的计划体系的商业要求及其与之相关的关联

我们可以用以下图表来说明各级各级电网公司，它们的职责是为供电服务，相应地，它们的相应单位要把所需的电量进行统计，并将它们反馈到更高一级的调度机构，以便制定规划。在一个级别的地级调度机构，除管理电源之外，还有与当地的发电站有交易往来，所以，它不仅可以采集电网的运行情况；并能够在各自辖区内完成相关的发电项目。

在省一级的调度室，将会有更多的工作，不仅要对统调发电厂进行管理，还要对运检公司、发展规划、基本建设等部门进行管理；生产，安全，市场营销等部门的沟通。并对各地的电力系统进行了统计，并将其上报到国家统计局和国家统计局。

5.结论

    目前随着我国经济的发展，电力工业己经成为我国至关重要的工业部门，大了实现电力系统的自动化和智能化发展，我们进行了电力调度管理系统的设计。我们选用了.NET平台进行程序开发，并且利用了soA等目前流行的软件体系经构，使用了公共信息模型来处理电力领域相应的数据信息实现了这一整套电力度管理系统。

    我们的整个工作可以划分为下面几个具体过程，第一步是需求分析部分，我们针对电力调度管理系统的具体情况，从用户、电力设备与电力数据这几个角度进行了系统的分析和调研，从而确定了我们系统需要的几种具体功能。第二步，我们再从每个具体的功能入手，对电力调度管理业务、实时监控业务、生产分析业务和调度计划业务这几个需求点进行研究，确定需求功能的实现方式。第三步，我们对我们系统的具体功能模块进行设计，主要采用的技术选用了SOA来进行整个系统的设计。第四步，我们介绍了对未来电力负荷的预测，详细介绍了用到旷机器学习算法，并给出电力负荷预测的实现。第五步，我们设计的电力调度管理系统在.NET平台上的具体实现，主要介绍了未来电力负荷的预测方法，以及系线中数据库和用户权限管理模块的实现。最一步，我们再对整个电力调度管理系线进行了功能测试，并且我们展示了部分功能测试的结果，同时给出给出了我们旷测试结论。

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