Operating Analysis and Data Mining System for Power Grid Dispatching

The dispatching center of power-grid companies is also the data center of the power grid where gathers great amount of operating information. The valuable information contained in these data means a lot for power grid operating management, but at present there is no special method for the management of operating data resource. This paper introduces the operating analysis and data mining system for power grid dispatching. The technique of data warehousing online analytical processing has been used to manage and analysis the great capacity of data. This analysis system is based on the real-time data of the power grid to dig out the potential rule of the power grid operating. This system also provides a research platform for the dispatchers, help to improve the JIT (Just in Time) management of power system.

Research and Application of Distributed Data Mining Method for Improving Rural Power Grid Enterprises in Production and Operation Status Evaluation

With the reform of rural network enterprise system,the speed of transfer property rights in rural power enterprises is accelerated.The evaluation of the operation and development status of rural power enterprises is directly related to the future development and investment direction of rural power enterprises.At present,the evaluation of the production and operation of rural network enterprises and the development status of power network only relies on the experience of the evaluation personnel,sets the reference index,and forms the evaluation results through artificial scoring.Due to the strong subjective consciousness of the evaluation results,the practical guiding significance is weak.Therefore,distributed data mining method in rural power enterprises status evaluation was proposed which had been applied in many fields,such as food science,economy or chemical industry.The distributed mathematical model was established by using principal component analysis(PCA)and regression analysis.By screening various technical indicators and determining their relevance,the reference value of evaluation results was improved.Combined with statistical program for social sciences(SPSS)data analysis software,the operation status of rural network enterprises was evaluated,and the rationality,effectiveness and economy of the evaluation was verified through comparison with current evaluation results and calculation examples of actual grid operation data.

煤矿场景下单相级联H桥整流器解耦控制方法研究

针对单相级联H桥整流器的电力电子设备在煤矿场景下运行过程中直流侧存在二次电压纹波,导致网侧电流畸变、电容值漂移等问题,通过分析单相级联H桥整流器直流侧二次电压纹波的形成原因,提出了一种基于分裂电容不相等的独立型解耦拓扑的优化控制方法。该方法通过在电容两端叠加二倍工频的电压来抵消二次电压纹波,实现了直流侧二次电压纹波的有效抑制。针对3种基于构造二次电压的解耦方式(直流分裂电容值不等,直流电压分量相等;直流分裂电容值不等,且直流电压分量也不等;直流分裂电容值相等,直流电压分量不等)进行了参数设计和控制策略的研究,并通过分析参数对二次电压幅值的影响,确定了最优的参数取值范围,以实现有效的功率解耦,并减小电容值,降低设备体积和成本。仿真结果表明:①在0.2 s时加入分裂电容的独立型解耦拓扑(SC−IAPD)电路,基于解耦方式2的SC−IAPD电路控制方法、基于解耦方式2的SC−IAPD电路的优化控制方法、基于解耦方式1的SC−IAPD电路控制方法的直流侧输出电压纹波都控制在1~1.5 V,说明对称半桥解耦电路可有效抑制直流电压波动,同时在负荷变化时具有良好的解耦性能。②在轻载切重载的情况下,基于解耦方式2的SC−IAPD电路的优化控制方法能快速跟随负载变化,实现纹波的抑制,具有更强的带载能力和更佳的解耦效果。而在重载切轻载的情况下,基于解耦方式1的SC−IAPD电路控制方法能够更好地实现解耦性能,将电压纹波控制在1 V以内。如果考虑电容值的最小化,基于解耦方式2的SC−IAPD电路的控制方法则更具优势。实验结果表明:①负载突变前,传统控制方法和基于二次电压的解耦控制方法都能有效抑制直流侧的电压纹波,但基于二次电压的解耦控制方法在抑制电压纹波方面效果更佳,使直流侧的电压纹波更小。②负载突变后,传统控制方法无法维持直流侧电压的稳定性,出现较大的震荡,失去稳定性。

基于预想故障信息的矿山电网可靠性评估

随着煤矿安全和生产对电网稳定性依赖程度的不断提高,准确地评估煤矿供电系统的安全水平变得日益重要。一般电网评估策略常利用平均状态水平来表征系统的安全性,其忽略了电网中极端个体元件对于整个系统的影响,因此不能准确地描述煤矿供电系统的安全水平。结合煤矿电网实际运行特点,提出了一种基于预想故障信息的可靠性评估策略。该策略通过分析系统整体与个体的综合评估方法来评判系统的安全等级;与此同时,在权衡效益与安全的前提条件下,提出了可靠性成本与停电损失成本两个经济性指标,并利用最小二乘算法对系统历史数据进行曲线拟合,得到系统经济和安全的特征权重以及用来描述系统安全性与经济性的关系曲线图,从而获取系统的最优运行方式。最后通过实际算例验证了所提评估策略的可行性。

煤矿供电系统防越级跳闸技术及其应用

随着煤矿生产过程中的电力需求不断增长,煤矿供电系统的安全运行成为了研究重点。首先,论述了防越级跳闸技术在煤矿供电系统中的重要性。然后,对防越级跳闸技术的实现方法进行了详细分析。接着,提出了一种基于智能电网技术的防越级跳闸方案,并通过实际煤矿供电系统的仿真实验验证了其有效性。

数字孪生在煤矿电网中的应用研究

立足于数字孪生的基本概念和内涵,分析了数字孪生技术在煤矿电网中的应用优势:以同步实体运行状态、数字化模拟运行2种手段来辅助煤矿电网的运行管理,具有数据驱动、实时更新、同步反馈的特点。提出了由煤矿电网物理实体层、煤矿电网数字孪生模型层、用户管理服务层、数据交流层组成的煤矿电网数字孪生体系基本架构,从物理实体、数字孪生模型2个方面探索了煤矿电网数字孪生体系运行模式。介绍了建立煤矿电网数字孪生体系的关键技术:煤矿电网数字孪生模型构建、智能数据采集、基于5G的智能通信、数字孪生智能数据库、数字孪生设备智能管理平台。给出了数字孪生技术在煤矿电网中的具体应用场景,包括煤矿井下电气设备状态评估、煤矿电网故障定位和保护、煤矿电网智能监控、煤矿井下线路智能巡检。将数字孪生技术应用在煤矿电网中,对煤矿电网的状态和运行进行动态仿真建模,一方面可以满足当今规模庞大的煤矿电网相对地面电网更高的运行要求,保障煤矿生产安全性,另一方面可推进煤矿电网的智能化进程,实现数据资源高效合理利用。

矿山电网瞬时电流速断保护整定策略

矿山电网作业环境较差,当井下供电系统发生短路故障时,使用复杂的防越级跳闸保护装置会使整个电网的可靠性降低、成本提高,并且矿山电网需要保证电流速断保护能够瞬时动作以切除短路故障,尤其是线路出口处的短路故障。目前矿山电网防越级跳闸保护方案不能兼顾保护速动性、供电可靠性和设备经济性。针对上述问题,根据矿山电网井下发生短路事故不能越级到井上的最低原则,提出了一种基于整体最优原则的矿山电网瞬时电流速断保护整定策略。分析了矿山电网短路电流与短路点位置的关系及线路首末端短路电流的分布特征,对比研究了传统单一整定方法存在的缺陷。定义了最小−最大系统阻抗比、最大系统阻抗与线路阻抗比、相邻线路阻抗比3个指标,用来表示不同短路电流分布场景的特征关系式和各整定方法满足要求的条件,从而判定不同短路电流分布场景下瞬时电流速断保护所适用的整定方法,并给出相应的最优整定策略流程。以典型矿山供电线路为例,根据所提整定策略对其各级保护开关进行整定计算,结果表明:采用该整定策略对矿山电网模型中5个存在越级跳闸风险的保护开关进行整定,可将其中4个保护开关的保护范围控制在2级线路之内,减少了越多级跳闸事故的次数,降低了矿山电网井下短路故障延伸到井上的概率。

基于小波滤波和SVPWM的矿用APF研究

有源电力滤波器(APF)在煤矿电网中普遍应用以进行谐波治理。传统APF采用二阶低通滤波器进行谐波检测,并通过滞环控制或三角载波控制策略输出补偿电流。然而,随着非线性负载的大量接入,常规矿用APF难以有效治理煤矿电网中的谐波污染。为进一步提高矿用APF的谐波抑制能力,将小波变换应用于低通滤波器以提高谐波检测性能,同时引入空间矢量脉宽调制(SVPWM)控制策略来控制逆变器输出以提高补偿电流输出能力。仿真分析验证了所提方法的有效性。

基于数据挖掘的低压电网改造工程验收系统设计

为了更加科学高效地评估低压电网改造工程施工质量,保证低压电网改造后的平稳运行,设计了一款基于数据挖掘的低压电网改造工程验收系统。利用Microsoft Visual Studio 2019平台与C#语言,通过数据处理、项目分类管理、工程验收、工具管理、用户管理板块构建低压电网改造工程验收系统框架。数据处理板块引入贝叶斯决策树方法剔除工程数据噪声,使用数据挖掘技术中的支持向量机组建若干二值分类器,把二值分类器输出类别标识最大的类作为项目分类结果;将径向基核函数当作支持向量机核函数,使用网格搜寻法挑选训练参数对,根据交叉验证方法将工程信息分割成多个集合,最终在工程验收板块输出低压电网改造工程验收结果。实验结果表明,所建系统响应速度快,能实现电网改造项目数据收集、工程整改、追踪检测、竣工验收等文档与图纸的整理归档,为低压电网改造工程验收提供可靠运行平台。

基于数据挖掘的信息安全算法研究

新型电力系统具有智能性和通信速度快的特点,在电网数据传输过程中需要对数据与信息的安全进行保护。针对这一问题,文中设计了一套电网数据保护算法。由于用户的用电数据包含各类敏感信息,因此该算法主要在智能电表终端利用蜂窝网络将用户用电数据上传至服务器时进行保护。算法在对用电数据进行采集的过程中,同时建立了终端匿名组。通过Paillier加密算法对计量数据进行加密并签名,以完成对数据的保护。实验结果表明,与同类算法相比,文中算法对长短密钥的加密、解密速度均为最优,且可以抵御恶意攻击,证明了所提算法应用在电网信息保护系统中,能够有效防止用户数据泄露。

基于数据挖掘与相关性分析的电网一次设备缺陷预测方法

为了保证电网一次设备缺陷预测准确性,提升平均F-measure值和AUC值,提出基于数据挖掘与相关性分析的电网一次设备缺陷预测方法。以数据挖掘技术为基础,采集并清洗现存的电网一次设备缺陷数据,建立缺陷数据库;采用X-11算法,结合皮尔逊相关系数,分析电网缺陷设备数据间的相关性,使得所有分组的复合相关性均小于阈值;采用最小二乘法计算多组历史电网一次设备缺陷数据,实现设备风险评估指标的多元线性回归,完成电网一次设备缺陷预测。实例测试结果表明,其平均F-measure值提升了0.07左右,AUC值分别提升了0.07、0.11,保证缺陷预测方法的准确性和实际应用效果。

基于大数据挖掘的电网设备运行风险预警方法

为减少电网设备运行风险预警偏差,设计基于大数据挖掘的电网设备运行风险预警方法。首先,基于大数据挖掘算法,挖掘电网设备运行风险与预警的隐性关系,根据隐性数据的周期性变化,开展机器学习与监督训练,从而得到风险预警数据的强相关关系;其次,聚合电网设备运行风险数据,建立风险预警网络,评估电网设备运行风险,并通过横向、纵向、专项协调的机制,形成电网设备运行风险的闭环预警;最后,进行实验分析。实验结果表明,该方法的预警效果优于传统方法,具有一定的应用价值。

数据挖掘技术在电网调度自动化系统中的应用研究

为更好地提高电网调度自动化系统的运行水平,要结合电网调度实际要求,有效建立更加可控的资源分析机制,发挥数据挖掘技术的优势,积极建构可控且规范的分析模式,确保电力系统协同管理工作能顺利展开。简要介绍数据挖掘技术的原理和分类,并讨论了电网调度自动化系统中数据挖掘技术的应用要点,为电力系统的可持续发展提供支撑。

基于数据挖掘技术的电力营销分析系统的设计

随着电网信息化水平不断提高,电网企业信息管理系统积累大量数据,导致数据管理难度增大,出现各种数据管理问题。为此,本文提出了一种基于数据挖掘技术的电力营销分析系统,并测试了其整体性能。通过实践证明,该系统具有较强的查询、管理能力,能增加企业核心竞争力,促进企业经济效益实现可持续发展。

矿井电网选择性绝缘在线监测技术研究

通过研究单相漏电时零序电压的变化规律,研究了矿井电缆绝缘下降检测方法及动力电缆附加低频信号取样技术,结合常规漏电保护技术,开发了动力电缆绝缘参数在线监测系统及配套软件,实现了对矿井低压供电系统每一分支电缆的绝缘在线监测,达到选择性漏电保护的目的。

煤矿井下低压电网短路保护

短路故障是煤矿井下低压电网故障之一,威胁井下人员的安全,对井下供电系统有十分不利的影响,降低了生产效率和经济效益。主要探究了煤矿井下低压电网短路保护。煤矿井下低压电网短路保护能有效解决电网短路故障,为煤矿生产安全提供保障。

基于EMD距离和Grubbs准则的煤矿电网选线

针对煤矿电网发生单相接地故障时难以正确选线的问题,提出一种基于EMD距离(Earth Mover′s Distance)和Grubbs准则的煤矿电网选线。故障发生后两两计算各馈线零序电流波形间的EMD距离,从而得到综合EMD距离矩阵。基于Grubbs准则筛选出综合EMD距离矩阵中的异常值,其对应线路即为故障线路。仿真分析证明,所提算法准确性不受故障线路、故障位置、故障合闸角及接地电阻等因素的影响,具有较高的准确性和较强的适用性。

智能电网与营销优化的有效性分析

阐述智能电网建设与电力营销智能化体系,智能电网的营销特点和策略,包括数据采集、体系结构、数据挖掘、建立智能营销技术服务管理系统、提升营销服务质量。

基于关联规则算法的数字化电网中台信息云挖掘方法

数字化电网中台信息在挖掘过程中受到信息类别的影响,导致挖掘性能降低,为此提出了基于关联规则算法的数字化电网中台信息云挖掘方法。利用中台信息之间的关联关系,对关联规则算法进行分析,通过提取并分析电网中台信息的异常信息,构建了数字化电网中台信息云挖掘的时间序列模型,结合电网中台信息的采集和储存处理,得到数字化电网中台信息云挖掘的分析处理模型,完成对数字化电网中台信息特征的提取,根据电网中台信息的分类和特征识别,计算出数字化电网中台信息特征间的关联度,基于关联规则算法对数字化电网中台信息的运行数据与历史数据进行分析,完成对数字化电网中台信息云挖掘模型的构建,实现数字化电网中台信息的云挖掘。实验结果表明,所提方法在提高单位时间内中台信息的分配量同时,还可以降低其标准偏差,具有更好的挖掘性能。

文本挖掘下的电网企业管理定量测算模型

为提高电网企业对用户的综合管理效率,推动电网企业的综合发展,对文本挖掘技术进行讨论,论述了电网企业的管理模型,构建了基于文本挖掘技术的电网企业管理定量测算模型,并对模型进行了综合评估。结果表明:模型在文档频率方法评估中的各项指标数值较低,精准度为33%~98%,召回率为8%~90%,F 1为12%~60%;模型文本分类准确率普遍在90%左右,其他3种模型的准确率普遍在80%左右;与其他3种评估方法相比,向量空间模型能够适应多种领域的文本分类操作,且分类效果较好。