多源电力信息融合的电力数据集中控制系统

孙刚　于洋　郑文欣　夏立磊　张健

摘要：随着状态监测技术的发展和电网各种自动化信息应用系统的交互关联，使得电力设备数据呈现出数据规模庞大、更新速度快、多源异构和价值密度低等特点，完全符合大数据的所有特征，是典型的大数据。在电力设备大数据爆炸式增长的新形势下，传统的数据处理技术遇到瓶颈，不能满足从海量数据中快速获取知识与信息的分析需求，电力设备大数据融合是电力行业信息化、智能化发展的必然要求。

关键词：多源信息、物联网、电力系统

引言

国家電网公司提出″三型两网″建设，泛在电力物联网是关键其一，″泛在″+″物联″网络智能化最终的体现方式。实现″泛在物联″主要途径依靠传感网，传感器似监控器随身跟踪设备的运行情况，并通过交叉型通信网络将数据汇总分析，实现设备运行信息的离散采集和集中处理。为了更加全面的、精准的预估设备下一步运行状态，应对现有数据融合、关联分析。

随着现今电力系统智能化不断升级改造，电力大数据的数量及种类已开始呈现出爆炸式的增长趋势，中国电网发展已经迈入大数据的时代。而如何在杂乱无章的数据堆中迅速收集并整理出有用信息，是目前电力系统建设面临的巨大挑战。数据提取及海量数据如何存储。海量数据如何在巨大体积量的情况下保证数据质量，保障数据的高质量是数据处理分析、做出精确决策的首要前提。电力大数据因其体积量具大且数据结构复杂，对存储环境及硬件条件有更严格的标准要求，面对类型多样的海量数据，需要合适的技术手段作为数据的存储和处理地基础。本文主要针对其中的数据融合技术展开系统研究，结构不统一的数据如何能够达到数据融合，并为我们做出策略的同时提供有效的信息辅助，这在电力系统中依然是目前面临的困难和挑战。

原理和功能介绍

集中控制系统包括现场变电主站、分布于现场变电主站的N个远程终端单元、与N个远程终端单元动态分组对应的M个边缘计算终端以及多源信息融合模块。远程终端单元是一种针对通信距离较长和工业现场环境恶劣而设计的具有模块化结构的、特殊的计算机测控单元，它将末端检测仪表和执行机构与远程调控中心的主计算机连接起来，具有远程数据采集、控制和通信功能，能接收主计算机的操作指令，控制末端的执行机构动作。

边缘计算终端是可以在本地执行边缘计算的终端。分布于现场变电主站的N个远程终端单元均包括多种不同类型的数据传感器，每个远程终端单元用于采集现场变电主站的至少一个设备的多种传感数据，多种传感数据包括静态开关量数据SK、动态电气量数据DE 以及暂态电气量数据Ze。N个远程终端单元被分为M组，每一组至少包括两个远程终端单元，M个边缘计算终端与M组远程终端单元动态的通信连接，边缘计算终端配置本地数据类型识别引擎，数据类型识别引擎用于识别传感数据的类型。

在初始状态下，将N个远程终端单元平均分为M组，每个边缘计算终端均具有各自独立的本地缓冲存储队列、本地缓冲存储队列以及本地缓冲存储队列，多种信息数据输入端口包括静态开关量数据输入端口、动态电气量数据输入端口以及暂态电气量数据输入端口。分组控制单元与本地缓冲存储队列以及信息数据输入端口通信，基于本地缓冲存储队列以及信息数据输入端口通信的反馈信号，调节N个远程终端单元与M个边缘计算终端的分组对应关系，每一个分组中的每个远程终端单元通过多种不同类型的数据传感器，采集多种传感数据之后，将其发送至该分组对应的边缘计算终端。边缘计算终端调用本地数据类型识别引擎识别多种传感数据的类型后，根据识别出的传感数据类型对其进行分类后，存储到本地缓冲存储队列，多源信息数据融合模块的信息数据输入端口从本地缓冲存储队列中获取传感数据。

项目优势

多源信息数据融合模块包括多种信息数据输入端口，每种信息数据输入端口包括数据相似度计算模块，基于数据相似度计算模块的相似度输出结果，多源信息数据融合模块完成多种信息数据输入端口输入的信息数据的融合。该系统针对不同类型的异构源数据，采用动态匹配边缘计算终端的方法，自适应的执行数据处理过程，进而能够实时的实现多源电力信息融合，用于后续的电力系统分析，例如系统故障诊断。

项目取得的效益

多源电力信息融合的电力数据集中控制系统具有自愈、互动、优化、兼容和集成特征，可以实现电网系统设备间的信息化和互动化。在智能电网的框架下应用物联网技术是智能电网由系统智能化向电力物联网设备智能化的延伸。电力物联网设备全景信息具有多源高度异构的特征，在数据聚合过程中必须解决数据的多源异构问题。多源信息融合在电力大数据研究中扮演着重要角色，它可以把属于研究对象来自多方面的数据信息融合在一起，实现对杂乱无章的电网数据整理并得出关于研究对象更详细、全面的分析。并且依靠大数据的存储、处理技术的成熟发展，为电力大数据多源信息融合的研究提供了新的机遇。

项目推广应用情况

多源电力信息融合的电力数据集中控制系统集中大数据各项技术能够处理海量冗余的数据，通过分析挖掘对电力系统生产运营起决定性作用的信息数据。同时依靠相关技术，在对信息量进行精简的同时仍要保证精确提取大部分数据的特征，不仅从数量上对数据进行极大的减少，提升了数据处理效率还能够迅速对电网安全可靠运行提供更有利的决策及建议，提高配电网的工作质量，具有良好的推广应用价值，可在全国范围内推广。

参考文献：

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