38960字硕士毕业论文基于数值挖掘理念的电力调度管理系统的构建与实现

论文类型：硕士毕业论文

论文字数：38960字

论点：调度,电力,管理系统

论文概述：

在电力信息系统中，传统数据库技术主要用于电力设备信息管理、电能电量数据管理等，提供常规的信息存储和检索功能，难以满足数据分析和决策支持服务。因此，复杂功能的电力管理及决策

论文正文：

第一章导言

1.1项目背景
长期以来，作者所在的汕头电网调度管理系统一直采用半手工方式。通常使用纸质文件、日常会议和电话通知。近年来，广东电网的发电量和电力负荷与十年前相比增加了数倍，逐步形成超高压交流/DC混合电网，调度管理的规模和复杂性增加了空。传统落后的调度管理模式越来越不能适应电网快速发展的要求，严重制约了电力生产的有效发展。21世纪初，省局率先要求各调度中心建设调度管理信息系统(DMIS)，其功能包括保护设置、维护调度、日志管理等。
第二章基于数据挖掘的电力调度关键技术。以此为标志，汕头电网开始了自动化和信息化建设的进程。目前，随着电力系统信息化建设的逐步深入，汕头电网迫切需要建立一套高效、智能化的同国同网调度连接、省、地、县级业务连接的调度管理系统，以实现汕头电网各部门数据的整合和生产流程的流程标准化，确保电力生产和电网运行健康、持续、稳定发展。

1.2电力调度管理系统的发展现状
以管理科学、计算机通信科学和系统科学为核心的信息系统建设起源于20世纪50年代。经过半个世纪的发展，它已经渗透到社会生产和公民生活的各个方面。作为该领域的领导者，明尼苏达大学于1969年开设了信息系统相关课程，并建立了相关的研究中心。从1981年到1997年，信息管理系统的研究主要集中在信息系统的建设、实施和决策支持上。其应用主要是研究原有的人工操作自动化项目。此后，随着电子技术和网络通信技术的发展，信息系统逐渐应用于管理工作，并逐渐渗透到电子信息系统和电子数据交换系统中。国外较早将信息管理技术应用于电力生产和电力调度，形成了电力系统早期监控和数据采集(SCADA)系统。这种系统可以收集和传输各级发电厂和变电站的现场数据到数据中心。操作人员可以在数据中心直接获取现场设备的信息，大大降低了劳动强度，提高了工作效率和准确性。随着现场数据量的增加，单个计算中心难以承受数据计算负荷，出现了前端处理器。现场采集的数据在前端处理器中进行预处理，然后传输到中央计算机。在架构方面，出现了多层次的调度结构，数据收集和处理，甚至当地预警工作都移交给现场主站完成，而高级别负责高级信息处理和预测。20世纪70年代，美国和欧洲发生了几次重大电网事故，如纽约大停电，对社会经济和政治产生了严重的负面影响。从那时起，人们开始关注电源的安全。以美国戴尔里卡(Dylica)为代表的学者提出在电网控制中心建设一个具有电力调度、电力故障预警和经济恢复功能的电力管理信息系统。这种系统的实现必须基于对大量电力现场数据的分析和统计。由于电力系统数据量大，电力系统应急控制和恢复功能的实现仍处于研究和探索阶段。
电力调度自动化在我国起步较晚，最初是通过技术引进实现的。20世纪80年代初，两套电力调度自动化系统分别从瑞典的Asea和日立引进，并成功应用于湖北电网和国家水电部调度局。1985年，为加快电力调度自动化进程，国家制定了《国家电网调度自动化规划目标》，使电力调度自动化建设步入快车道，取得了良好的经济效益和社会效益。几十年来，电力调度自动化建设经历了从注重生产控制到注重生产管理的几个重要阶段，形成了以自动调度为核心的综合电力信息监控和决策管理体系结构。
(1)能源管理系统建设阶段:虽然中国电网自动化进程起步较晚，但速度非常快，仅用了10年时间就完成了近30年的国外发展。电网自动化发展之初，主要关注电力生产监控，形成了从国家到省的三级调度模式。现阶段，电力工业技术已经形成三大支柱:第一，发电、输电、变电和配电点等一次设备的高性能；其次，继电保护等安全设备的质量逐步提高。三是电力自动化系统性能稳步提升。这三大支柱相互依存，相辅相成。一次设备的可靠性、可控性和经济性是电力自动化系统安全可靠运行的基础。缺乏高度可靠和可控的现场设备。即使有继电保护装置和安全保护措施，也很难保证电力自动化的质量。同样，如果没有继电保护装置和电力自动化系统，电网的安全就无法得到保证。因此，在现阶段，关注的焦点是如何协调三大支柱之间的关系，确保电力系统稳定、安全、高效运行，为用户提供高质量的供电。
(2)调度和生产管理阶段:随着电力行业的不断深入发展，简单的能源管理系统已经不能满足需求，生产调度和管理系统的建设迅速提上日程。具有主要功能的调度管理系统已迅速应用于各省网。这些调度管理系统都是按照管理信息系统的思想构建的。虽然它们在电网调度中起到了一定的辅助作用，但整体效果并不理想。由于国内电力行业的垄断性质，该行业的关注焦点一直是体制改革的升华和生产能力的提高。信息化建设没有得到重视，水平不高。目前，电力行业信息化建设存在的主要问题是结构性缺陷，表现为:一是软硬件投入不平衡，软件投入相对较小；其次，缺乏能够提供决策支持的软件系统。目前，该行业使用了许多专业系统，其中大部分涵盖电力生产、输配电和电力销售等过程。管理决策层的支持不够。第三，信息共享程度低，行业采用的信息系统缺乏统一的标准。信息难以共享，缺乏整体意义。自2002年以来，国家电网信息化步伐进一步加快。其代表性事件包括国家电网公司的成立、精细化和精益化管理理念的引入以及随后指导电力生产调度的各种技术标准和规范的引入。于是，人们意识到电力调度系统的高效运行必须依赖于完整的生产数据，电力调度系统迫切需要数据集成。IEC1970系列标准的提出和推广为调度系统的数据集成提供了基础。该标准基于CIM进行扩展，以确保能够建立一个标准化、统一、标准的调度系统数据中心，实现电力企业数据的实时性、完整性、一致性、准确性和安全性。

[4]

2.1电力数据仓库和数据挖掘技术
2.1.1数据仓库概念
数据仓库与数据挖掘技术密切相关。数据仓库的概念最早是由棱镜解决方案公司的威廉·英蒙(William H. Inmon)在1991年的《构建数据仓库》一书中提出的。根据书中的定义，数据仓库是面向主题的、集成的、非易失性的，能够反映数据集的历史变化。其构建目的是支持[10，13-17]的管理决策。数据仓库基于关系数据库技术、并行处理技术和分布式计算技术。它的目标是解决大量数据和缺乏有价值信息之间的矛盾。由于行业的特殊性，电力调度数据仓库有其鲜明的特点。电力调度信息系统种类繁多。常见的包括监控和数据采集系统、电磁系统、继电保护和故障信息系统、电力市场支持系统、维护管理系统、性能评估系统和调度计划系统([18-20】)。这些系统之间经常存在合作工作，需要复杂的数据共享和数据交换。传统的关系数据库适用于交易处理，如电力设备缺陷查询、电能计量管理等。，但很难满足电源数据分析和功耗决策支持的功能。在这些领域，它必须依赖数据仓库和数据挖掘技术。

第三章电力调度管理系统需求分析...12
3.1电力调度系统的总体需求...12
3.2电力设备代码和数据需求.......13
3.2.1电力设备代码要求........13
3.2.2电力调度系统的数据要求......14
3.3电力调度管理系统的业务要求.........16
3.3.1调度系统的业务功能构成......16
3.3.2电力调度管理功能要求......17
3.3.3生产分析的功能要求........21
3.3.4视频监控的功能要求........22
第四章电力调度系统设计....25
4.1系统架构设计.........25
4.2系统逻辑结构设计.......26
4.3电力调度数据平台设计.........28
4.4调度管理子系统设计.........33
4.5生产分析子系统设计.........39
4.6视频监控子系统设计.........41
4.7数据库设计.......45
第五章系统实施和测试.........48
5.1系统开发和部署环境.........48
5.2基于数据挖掘的负荷预测算法实现.........48
5.3系统关键服务模块实施.......54
5.4系统测试.......58

结论

在深入分析国内电力调度管理系统现状的基础上，设计并实现了一个基于数据挖掘和SOA等先进信息技术的电力调度管理系统。论文首先分析了电力调度管理系统的总体需求，重点介绍了电力设备的编码、数据需求和业务需求。然后利用SOA技术进行了系统架构设计和数据平台设计，设计了调度管理子系统、生产分析子系统和视频监控子系统的主要功能模块。然后详细描述了系统的实现，其中描述了基于数据挖掘的电力负荷预测算法及其实现。描述了关键服务模块的实现，包括系统登录模块、数据库访问模块和变压器负载查询网络服务模块。最后，描述了系统测试，介绍了测试环境和测试准备，给出了测试用例的设计，并提出了测试结论。本文实现的基于数据挖掘的电力调度系统已经全面部署并投入试运行。经过半年的试运行，系统状况良好，为企业业务质量的提高做出了贡献。

参考
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