[發明專利]一種基于大數據的電網多維感知與安全評估系統及方法

有效

• 申請號: 201510867310.8
• 申請日: 2015-11-30
• 公開（公告）號: CN105528671B
• 公開（公告）日: 2019-10-11
• 發明（設計）人: 樊友平;李欣
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q50/06;G06F16/27
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 魏波

本發明公開了一種基于大數據的電網多維感知與安全評估系統及方法，系統包括電網大數據存儲平臺、電網大數據安全特征提取平臺、電網安全運行知識庫分析平臺和結果展示平臺五部分。系統采用Hadoop文件分布式管理體系，對EMS采集大數據實現快速存儲和查詢；在此基礎上，利用特征提取平臺提取電網安全主特征、輔助特征和數值特征，對電網大數據實施降維；提取的安全特征進入電網安全運行知識庫，在庫中與相關安全規則比對，最終得出當前電網的安全狀況評估。與一般方法相比，本發明有益的效果為：設計了一種適用于大數據的評估系統，對電網大數據進行合理的降維，實現對電網的安全狀況全面、合理的評估。

技術領域

本發明屬于電力系統安全評估技術領域，尤其涉及一種基于大數據的電力設備安全評估與預警系統及方法。

背景技術

隨著電力系統信息化的不斷進步，大量的智能變電站投入使用、基于PMU的廣域測量技術(WAMS)的迅速發展，智能電網電力系統的狀態測量向高采樣率、大范圍、快速連續記錄和海量存儲的方向發展。由于電力系統覆蓋范圍廣，運行狀態復雜多變，動態過程快，電力系統數據具有數據量大，數據類型復雜，數據發布范圍廣、數據采集傳輸速度快等典型的大數據特征，已經遠遠超出傳統電網監測系統的檢測范疇。智能電網的發展使電網已經進入大數據處理時代。

電力系統是由發電、輸電、配電和用電等多層次網絡組成的電能生產與供給系統，其功能是將多種一次能源轉換為電能分配輸送到各電力用戶。電力系統具有處理能量大，覆蓋地域廣、覆蓋元件多、動態過程復雜、強非線性等特點，是最復雜的人造系統之一，確保電力系統的合理運行和安全穩定本身就是一個高維度非線性問題。傳統的方法是利用離線的電網安全分析工具制定安全規則，將電網約束到安全規則規定的安全空間中，對電網多變的運行方式適應性很差。在智能電網大數據的背景下，隨著電網規模不斷的擴大以及以風電為代表的大規模間歇性新能源的大量接入，使電網運行方式的時變性和復雜性日益增強，大電網安全運行的特征和規律越來越難以把握，極大的增加了電網規則制定的難度和電力系統運行的風險。

因此，隨著電網運行產生的量測數據的不斷增長，傳統離線計算指導調度安全運行的方法已經不能滿足智能電網全面、實時的安全預警要求。如何在大數據的背景下全面感知電網狀態，并對大電網的安全運行進行分析研究，建立一套服務于大電網安全分析的安全預警系統是一個亟待解決的問題。

發明內容

為了解決以上問題，本發明提出一種基于大數據的多維電網感知與安全評估系統及方法，用于大數據背景下電力系統的狀態監測、安全分析與實時預警。

本發明的系統所采用的技術方案是：一種基于大數據的電網多維感知與安全評估系統，其特征在于：包括電網大數據存儲平臺、電網安全特征提取平臺、電網安全運行知識庫分析平臺和結果展示平臺5個平臺；

所述電網大數據存儲平臺與智能電網PMU測量模塊相連，用于存儲電網實時大數據；

所述電網安全特征提取平臺與電網大數據存儲平臺相連，采用主特征、輔助特征和數值特征相結合的方法全面提取當前電網的運行特征，實現數據降維；

所述電網安全運行知識庫分析平臺通過獲取所述電網安全特征提取平臺提取的當前電網運行特征，將當前電網的運行特征與不斷更新知識規則進行比對，最終給出表征當前電網的安全狀態的相關參數，對電網安全特征進行進一步的總結歸納，建立完備的電網安全運行知識庫，評估當前電網的運行狀態；

所述結果展示平臺用于將當前電網運行狀態評估結果展示給調度人員。

作為優選，所述大數據存儲平臺是以Hadoop分布式文件管理系統為基礎構架，快速接收并存儲分布式的WAMS實時數據，并將其與發電及負荷數據、設備參數數據和歷史數據傳給MapReduce管理模塊以備調用。

本發明的方法所采用的技術方案是：一種基于大數據的電網多維感知與安全評估方法，其特征在于，包括以下步驟：