[發明專利]一種基于電力系統的時序數據壓縮與恢復方法

有效

• 申請號: 202011204819.1
• 申請日: 2020-11-02
• 公開（公告）號: CN112332853B
• 公開（公告）日: 2022-06-03
• 發明（設計）人: 吳濤;李錦濤;朱靜;劉勇;王雪純;馬創
• 申請（專利權）人: 重慶郵電大學
• 主分類號: H03M7/30
• 分類號: H03M7/30;G06N3/04;G06F16/28
• 代理公司: 重慶輝騰律師事務所 50215
• 代理人: 王海軍

本發明提出一種基于電力系統的時序數據壓縮與恢復方法，主要針對數值型數據進行數據的壓縮與恢復；以最基本的壓縮方法為例，所述壓縮方法包括邊緣計算設備對電力終端采集的時序數據進行存儲；所述邊緣計算設備根據數據特征對時序數據進行分類，將時序數據劃分為穩定數據和波動數據；對穩定數據采用改進的DEGA算法進行壓縮并存儲；對波動數據利用神經網絡中的自動編碼器進行壓縮并存儲；本發明利用均分位編碼對時序數據進行處理，加快了數據編碼的時間，對時序數據進行分類分別采用基于自動編碼器和改進的DEGA算法處理，使得數據的壓縮率更高。

技術領域

本發明提出一種基于電力系統的時序數據壓縮與恢復方法，主要針對電力系統中的數值型數據進行數據的壓縮與恢復。

背景技術

隨著通信與互聯網領域的技術迅速發展，人們對電力系統智能化、自動化提出了新的需求，使得各種智能終端設備的產生的數據類型不斷增多。但是各智能電力設備之間的數據不連通使得數據之間形成一種“孤島效應”，這使數據的采集和分析面臨著巨大的考驗。邊緣計算的興起有效地解決了該方面的問題，在靠近物或者數據源頭的網絡邊緣就需要一個集連接、計算、存儲和應用的開放平臺，對電力傳感節點設備的數據就近提供邊緣智能服務。為保護用戶數據的隱私、降低傳輸帶寬和時延求，數據通常進行本地化存儲。由于電氣設備的規律性，使得產生的時序數據具有很大的冗余性，這為邊緣設備數據存儲的挑戰提供了解決方案。

普通的數據壓縮與恢復技術主要分為有損與無損壓縮技術，對于有損壓縮技術通常用于圖像、音頻和視頻的壓縮，有許多不同的方法，如二維小波變換等方法，犧牲數據精度來換取更高的壓縮比。有損壓縮固然有其優點，但是在電網數據中，壓縮過程中可能會使得數據的某些細節被丟棄，造成原始數據集無法從壓縮版本中完全恢復。對于無損數據的壓縮解決了有損數據所存在的問題，一般是針對文本、音視頻類型的數據壓縮，相關的壓縮編碼方法有香農-范諾編碼、哈夫曼編碼等算法，這些技術是通過計算文本中的字符出現的概率進而對數據進行壓縮，但是對數值型數據(電力數據)的壓縮與恢復的時間效率較低。因此需要一種更加完善的模型解決電力數據的數據壓縮與恢復問題。

發明內容

基于以上方法的思想和存在的問題，結合所存在方法的優缺點，我們提出時序數據的編碼、解碼方法以及時序數據壓縮與恢復方法，利用該技術方案在邊緣節點對冗余數據進行有效壓縮與恢復，緩解終端處理數據壓力。

在本發明的第一方面，本發明提供了一種基于電力系統的時序數據壓縮方法，所述方法包括以下步驟：

邊緣計算設備對電力終端采集的時序數據進行存儲；

所述邊緣計算設備根據數據特征對時序數據進行分類，將時序數據劃分為穩定數據和波動數據；

對穩定數據采用改進的DEGA算法進行壓縮并存儲；

對波動數據利用神經網絡中的自動編碼器進行壓縮并存儲。

進一步的，所述邊緣計算設備根據數據特征對時序數據進行分類包括設定一個滑動窗口來提取時序數據，計算滑動窗口內數據的方差，當所述窗口內數據的方差大于預設的閾值，則判定為波動數據，否則判定為穩定數據。

進一步的，所述預設的閾值的計算方式包括：

v_D＝μ×L×P_max

其中，μ代表可調參數，L表示滑動窗口的大??；P_max代表電力終端中提供的屬性值中最大的數值。