【基于大數(shù)據(jù)智能電網(wǎng)的探究（論文）11000字】

基于大數(shù)據(jù)智能電網(wǎng)的研究目錄TOC\o"1-3"\h\u16732摘要 摘要在移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)現(xiàn)代化等信息基礎(chǔ)技術(shù)的新發(fā)展時(shí)代,大數(shù)據(jù)等新信息技術(shù)的迅速深入發(fā)展和廣泛應(yīng)用,推動(dòng)了當(dāng)前我國特色現(xiàn)代工業(yè)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的不斷進(jìn)步與快速發(fā)展,也是今后我國推進(jìn)配電基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)設(shè)施現(xiàn)代化、信息化、智能化工程建設(shè)的有力基礎(chǔ)保證.本文就我國配電網(wǎng)的應(yīng)用問題研究做出了重要貢獻(xiàn).背景下基于智能電網(wǎng)主要研究了我國配電網(wǎng)現(xiàn)狀及存在問題,分析了配電網(wǎng)的相關(guān)因素,提出用C4.5+決策樹分類模型,來建模分析預(yù)測配電變壓器重過載問題,在給定數(shù)據(jù)范圍下用Tempo機(jī)器學(xué)習(xí)進(jìn)行AI建模,通過輸入數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)拆分,C4.5+決策樹分類,訓(xùn)練集模型評估,模型利用等通過一系列模型構(gòu)建流程,最后得出預(yù)測結(jié)果.此文章希望為以后相關(guān)學(xué)術(shù)研究做出貢獻(xiàn).關(guān)鍵詞：大數(shù)據(jù)；智能電網(wǎng)；模型預(yù)測；配電網(wǎng)緒論論文研究的背景及意義智能能源電網(wǎng)項(xiàng)目建設(shè)發(fā)展是我們在推動(dòng)當(dāng)今世界各國現(xiàn)代電力系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)建設(shè)健康發(fā)展的過程中所必將帶來技術(shù)的革新和升級(jí),在我國是一個(gè)能源大國的基礎(chǔ)上，這項(xiàng)技術(shù)被認(rèn)為是最具有研究潛力的方向之一.我國對現(xiàn)代電力系統(tǒng)進(jìn)行不斷深化改革，旨在為電力行業(yè)提供更好的服務(wù)和技術(shù)支持.隨著世界上的自然資源枯竭，例如煤炭、石油等資源正在日益減少，全球?yàn)榱丝沙掷m(xù)發(fā)展，正在將電網(wǎng)系統(tǒng)打造成為一個(gè)清潔、環(huán)保、節(jié)能的項(xiàng)目，這個(gè)項(xiàng)目需要全球共同努力，保護(hù)我們的家園.未來幾年我國智能電網(wǎng)建設(shè)發(fā)展是一個(gè)重要戰(zhàn)略目標(biāo).雖然我們對于我國智能能源電網(wǎng)的理論研究和應(yīng)用實(shí)踐還只是仍然處于剛剛開始起步的一個(gè)時(shí)期,但是如果我們把如何建設(shè)一個(gè)智能化的電網(wǎng)建設(shè)作為當(dāng)今世界上許多國家致力于研發(fā)和升級(jí)的項(xiàng)目,完善的智能電網(wǎng)系統(tǒng)會(huì)使我們的電力系統(tǒng)產(chǎn)品服務(wù)行業(yè)不斷變革和健康發(fā)展.本文在大數(shù)據(jù)的背景下基于智能電網(wǎng)主要研究了我國配電網(wǎng)現(xiàn)狀及存在問題."電網(wǎng)"即電能傳遞與輸送的主要承載者,從保證電網(wǎng)安全可靠地供電的角度,其中，其中用戶的需求大致有兩個(gè)大的方面：第一，如何實(shí)現(xiàn)持續(xù)供電.電能是人們?nèi)粘Ｉ钪斜貍涞?，現(xiàn)代社會(huì)沒了持續(xù)的供電會(huì)帶來不必要的混亂，給人們帶來不便.第二，如何保證電能的質(zhì)量.電能質(zhì)量是大家容易忽略的一個(gè)方面，如果電能質(zhì)量出現(xiàn)了問題，那么會(huì)嚴(yán)重影響發(fā)電、輸送電能、用戶用電等方面.上述兩個(gè)方面都是建設(shè)智能電網(wǎng)必須要考慮的，因?yàn)殡娔懿怀掷m(xù)或者電能質(zhì)量較差，輕則會(huì)造成不必要的損失，重則會(huì)威脅人們的生命安全.在我國現(xiàn)代信息和科技的新時(shí)代,大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展及其應(yīng)用,推動(dòng)了我國現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展過程,也是我國配電網(wǎng)的現(xiàn)代化、信息化、智能化快速發(fā)展的一個(gè)有力保證.在我國配電網(wǎng)的應(yīng)用和發(fā)展實(shí)踐中,配電網(wǎng)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了一種實(shí)時(shí)自動(dòng)監(jiān)控、遠(yuǎn)程調(diào)度、用電情況預(yù)測、智能化用電等管理模型,為新的時(shí)期我國優(yōu)化了配電網(wǎng)的科學(xué)發(fā)展,構(gòu)建了現(xiàn)代化我國的電網(wǎng)制造體系,起到了重要的作用.隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，對電能的要求越來越高，各領(lǐng)域各行業(yè)都需要穩(wěn)定可靠的電能，建設(shè)好智能動(dòng)力電網(wǎng)符合當(dāng)下經(jīng)濟(jì)發(fā)展形勢，是國家發(fā)展重要的一部分.建設(shè)質(zhì)量可靠的國家智能動(dòng)力電網(wǎng)需要強(qiáng)大的技術(shù)支持，努力達(dá)到可靠和智能兩個(gè)要求.當(dāng)前，我國已經(jīng)基本形成了堅(jiān)強(qiáng)可靠的智能網(wǎng)架網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，并且在智能化方面下了很大的功夫，依托互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，研究的方向主要是針對實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)信息化、智能化、自動(dòng)化.健全和完善相關(guān)結(jié)構(gòu)，保障中國電網(wǎng)系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行.大數(shù)據(jù)的定義大數(shù)據(jù)一詞最早出現(xiàn)于2001年道格本尼提出的，隨后在2008年首次以bigdata作為大數(shù)據(jù)的名稱定義,發(fā)展至今，大數(shù)據(jù)技術(shù)已經(jīng)廣泛存在于我們的日常生活中，依托互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，人們利用大數(shù)據(jù)可以完成許多的工作，實(shí)現(xiàn)智能化操作.我國出現(xiàn)大數(shù)據(jù)一詞與國外比較晚，但是隨著國內(nèi)技術(shù)的不斷提升，國內(nèi)有關(guān)大數(shù)據(jù)的行業(yè)正在迅猛發(fā)展.將大數(shù)據(jù)本土化定義為：通過互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)或者是移動(dòng)終端等技術(shù)展開對于世界的了解.大數(shù)據(jù)在現(xiàn)代社會(huì)被廣泛使用，例如人們通過電商平臺(tái)搜索自己喜歡的商品時(shí)，平臺(tái)會(huì)根據(jù)大數(shù)據(jù)給用戶推薦相關(guān)產(chǎn)品，從而幫助用戶.大數(shù)據(jù)的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢麥肯錫在其近期發(fā)表的2016年研究成果報(bào)告中再次明確指出:中國企業(yè)的財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)已經(jīng)深入地廣泛滲透到每一個(gè)不同行業(yè)和各項(xiàng)政府財(cái)政管理部門職能的各個(gè)領(lǐng)域,逐漸逐步發(fā)展為并成為重要的企業(yè)制造力驅(qū)動(dòng)因素;而目前人們對于這一系列海量行業(yè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確理解與綜合運(yùn)用必然也直接預(yù)示了新一輪兩波中國企業(yè)生產(chǎn)率的快速增長與企業(yè)消費(fèi)者收入盈余增長浪潮的即將來臨.移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)中的商業(yè)智能、咨詢與信息服務(wù)以及健康等在保險(xiǎn)、零售業(yè)、金融業(yè)、通訊等各個(gè)不同行業(yè)中進(jìn)一步地應(yīng)用顯現(xiàn),并且由此產(chǎn)生了很多巨大的企業(yè)社會(huì)經(jīng)濟(jì)價(jià)值和其在行業(yè)內(nèi)的發(fā)展提升空間.目前典型的大數(shù)據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域有:1、商業(yè)和智能化領(lǐng)域:移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和社交媒體網(wǎng)站帶來的機(jī)會(huì)是給各種社交組織和機(jī)構(gòu)通過對于大數(shù)據(jù)技術(shù)的綜合運(yùn)用,使大量產(chǎn)品和顧客的信息均為可以從該社交網(wǎng)站上實(shí)時(shí)獲取.2008年美國的金融危機(jī)迅速席卷整個(gè)世界之后,餐飲企業(yè)也因此受到了巨大的重創(chuàng).在很多食品行業(yè)都是通過暫時(shí)關(guān)閉自己的門店以緩解經(jīng)濟(jì)危機(jī)的條件情況下,星巴克卻充分利用了區(qū)位數(shù)據(jù)分析法方便快捷地找準(zhǔn)了最恰當(dāng)?shù)牡攸c(diǎn)來建立新店,成功拓展了.2、服務(wù)領(lǐng)域:一方面,公共組織可以充分利用云計(jì)算技術(shù)把自己所積累的大量歷史數(shù)據(jù)資料進(jìn)行綜合挖掘和利用,從而為客戶提供更加優(yōu)質(zhì)的交通服務(wù),比如在交通領(lǐng)域?qū)崟r(shí)的路況和對交通導(dǎo)向.美國俄亥俄州交通部(odot)，就是利用云計(jì)算分析和處理的大數(shù)據(jù)技術(shù)來幫助客戶了解和掌握惡劣天氣下發(fā)生的道路狀況;另一方面,公共醫(yī)療機(jī)構(gòu)也是可以通過對某些領(lǐng)域的大數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析來提高對危機(jī)的監(jiān)測和預(yù)警能力,為其實(shí)現(xiàn)更好、較科學(xué)的對危機(jī)反應(yīng)提供了技術(shù)依據(jù).谷歌公司通過對于人們在網(wǎng)上搜尋到的詞條與疾病指揮中心的數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行了分析和綜合處理,有效及時(shí)準(zhǔn)確地判定出了這種類型流感傳播的主要來源,為公共健康醫(yī)療機(jī)構(gòu)的發(fā)展提供了有價(jià)值的資料.3、政府日志決策采集領(lǐng)域:通過對決策數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)綜合分析挖掘,從而有效地大大提高了各級(jí)政府日志決策的分析科學(xué)性和決策信息的采集時(shí)效性.通過對各個(gè)各級(jí)政府部門官方網(wǎng)站及其中的政府日志決策信息采集數(shù)據(jù)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)整合和分析集成,為各級(jí)人民政府及其有關(guān)職能部門和政府領(lǐng)導(dǎo)工作人員及時(shí)提供一種更加可視化的各級(jí)政府工作決策日志信息采集系統(tǒng)技術(shù)支撐解決服務(wù).其中比如:2008年日本重大規(guī)模地震海嘯事件預(yù)測發(fā)生后歷時(shí)只需9分鐘,美國聯(lián)邦國家國土海洋和海岸大氣動(dòng)物管理局(noaa)就已經(jīng)實(shí)時(shí)發(fā)布了詳盡的日本海嘯影響預(yù)警,并且隨即no-aa通過對美國海洋地震傳感器所采集獲得的日本海嘯地震影響實(shí)時(shí)預(yù)測資料數(shù)據(jù)進(jìn)行了綜合電腦分析模擬,制訂制作出詳盡的日本海嘯影響預(yù)測以及應(yīng)急處置措施,并將自己設(shè)計(jì)制作的各種日本海嘯地震影響預(yù)測模型以及事件數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)公開化并發(fā)布上傳到美國youtube等官方網(wǎng)站.大數(shù)據(jù)引申出的數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)和信息處理技術(shù)的高速發(fā)展進(jìn)步,人們所需要積累的數(shù)據(jù)資料量急劇快速上升,動(dòng)輒以t、tb千萬計(jì),如何從眾多的的海量數(shù)據(jù)資料中進(jìn)行搜集和分析提取有用的數(shù)據(jù)資料或者相關(guān)知識(shí)已經(jīng)逐漸變得當(dāng)務(wù)之急.數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)是一種為了能夠順應(yīng)這個(gè)時(shí)代需要而應(yīng)運(yùn)而生并且逐漸發(fā)展應(yīng)用起來的一種基于數(shù)據(jù)處理的新技術(shù).它也是我們進(jìn)行數(shù)據(jù)知識(shí)系統(tǒng)開發(fā)的一個(gè)重要關(guān)鍵步驟.數(shù)據(jù)綜合挖掘的分析任務(wù)主要類型包括分類關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)分析、聚類分析、分類數(shù)據(jù)預(yù)測、時(shí)間跟蹤序列和數(shù)據(jù)偏差跟蹤分析.我國配電網(wǎng)現(xiàn)狀及存在問題配電網(wǎng)的概念及特點(diǎn)在目前我國一些現(xiàn)代化的大型電力系統(tǒng)中,大型火力發(fā)電廠往往本身是一個(gè)遠(yuǎn)離當(dāng)?shù)刎?fù)荷的電壓中心,發(fā)電廠所需要產(chǎn)生的當(dāng)?shù)仉娔?一般都是需要經(jīng)過一些高壓或者超高壓的當(dāng)?shù)剌旊娀ヂ?lián)網(wǎng)絡(luò)直接運(yùn)送用戶到一些相應(yīng)的當(dāng)?shù)刎?fù)荷電壓中心,然后由一些相應(yīng)的當(dāng)?shù)刎?fù)荷電壓中心由一些相應(yīng)的負(fù)荷電壓密度等級(jí)較低的輸電網(wǎng)絡(luò)把這些相應(yīng)的當(dāng)?shù)仉娔苤苯臃峙漭斔徒o相應(yīng)用戶,這種以各級(jí)電站相應(yīng)的負(fù)荷電壓等級(jí)為主的相應(yīng)電力傳輸線路和其相互沒有聯(lián)系的大型變電站所共同構(gòu)成的一個(gè)配電統(tǒng)一體,被我們稱為一種相應(yīng)的當(dāng)?shù)嘏潆娀ヂ?lián)網(wǎng)絡(luò),即一種起到直接有效分配用戶供電和相應(yīng)動(dòng)力設(shè)備作用的相應(yīng)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò),又被我們稱為相應(yīng)配電網(wǎng),供應(yīng)于當(dāng)?shù)貐^(qū)域內(nèi)的所有相應(yīng)配電動(dòng)力線路及其他相應(yīng)配電動(dòng)力設(shè)備的相應(yīng)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)其總稱也就這就是我們所謂的相應(yīng)配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng).按電壓等級(jí)分為:高壓輸電網(wǎng)(220kV,500kV,750kV,1000kV)高壓配電網(wǎng)(66kV,110kV)中壓配電網(wǎng)(10kV,35kV)低壓配電網(wǎng)(220~380V)按地域分:城市配電網(wǎng)和農(nóng)村配電網(wǎng)按地域分:城市配電網(wǎng)和農(nóng)村配電網(wǎng)一、城市配電網(wǎng)的主要特點(diǎn)：(1)由于深入到城市的中心區(qū)和人口密集的地方,負(fù)載比較集中,發(fā)展的速度快,所以在進(jìn)行規(guī)劃的過程中應(yīng)該保留一個(gè)發(fā)展的余地.(2)用戶對供電質(zhì)量要求高.(3)由于配電網(wǎng)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)比較高,在安全和經(jīng)濟(jì)上的合理均衡下,要求其供電具備較高的可靠性.(4)由于無線配電網(wǎng)在無線調(diào)度上的供電接線比較復(fù)雜,需要我們充分考慮配電到在無線調(diào)度上的接線靈活性、運(yùn)行上的無線供電系統(tǒng)連續(xù)性及其它的經(jīng)濟(jì)效益.(5)隨著配電網(wǎng)動(dòng)化水平的提高,對供電管理水平的要求越來越高.(6)公共配電電網(wǎng)系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施的技術(shù)要求比較高.由于目前城市公共配電網(wǎng)建設(shè)中的輸變線路與其他變電站建設(shè)需要充分綜合考慮到其系統(tǒng)占地面積小、容量大、安全可靠、維修維護(hù)費(fèi)用少以及影響城市整體景觀.二、農(nóng)村配電網(wǎng)的主要特點(diǎn)(1)由于用戶供電設(shè)備系統(tǒng)傳輸線路距離較長,分布利用范圍寬,負(fù)載較小而分散;由于用戶供電的周期季節(jié)性相對較強(qiáng),且供電設(shè)備的綜合利用率相對較低.(2)目前我國雖然經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展迅猛,但是仍然普遍存在著許多建設(shè)項(xiàng)目沒有明確總體規(guī)劃,布局不合理,施工沒有嚴(yán)格的總體規(guī)劃,設(shè)備技術(shù)質(zhì)量水平較差等缺乏先天自然條件的主要缺陷.(3)我國的農(nóng)電企業(yè)組織結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定,專門技術(shù)能力較低.(4)我們的農(nóng)電系統(tǒng)的用戶大多數(shù)為鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)、農(nóng)村排灌及其他農(nóng)民的生活使用電,用戶的安全使用電意識(shí)匱乏,嚴(yán)重影響了安全的供用電.我國傳統(tǒng)配電網(wǎng)的不足配電網(wǎng)的發(fā)展對于城市來說是很重要的，隨著城市的要求不斷提高，對電網(wǎng)穩(wěn)定性和可靠性也有較高的要求.實(shí)際運(yùn)行中，要將城市布局和電力系統(tǒng)令考慮進(jìn)去，合理科學(xué)地分配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，才能使得電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行.城市的規(guī)劃建設(shè)與電網(wǎng)的規(guī)劃建設(shè)密切相關(guān)，隨著城市的用電負(fù)荷不斷提高，電網(wǎng)系統(tǒng)的安全性和可靠性成了城市配置電網(wǎng)首要考慮的因素，要求越高，那么電網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)也就越高.當(dāng)前，我國城市電網(wǎng)建設(shè)中，形成了一種無法相互適應(yīng)的配電網(wǎng)體系，給我國的電能輸送帶來了諸多問題，從而導(dǎo)致城市居民受到不利影響.結(jié)合城市電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)中存在的問題，配電網(wǎng)無法適應(yīng)人們的使用需求，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：1、配電運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)電源點(diǎn)落后于電源我國大型城市配電建設(shè)的快速發(fā)展,由于目前我國大型城市的建設(shè)規(guī)模與城市商業(yè)化的不斷建立,電源點(diǎn)的上網(wǎng)容量和對用電能源的輸出也就因此受到了很大限制,特別是在城市配電網(wǎng)絡(luò)線路建設(shè)中的電能傳遞.2、自深化改革和開放以來,城市建設(shè)發(fā)展速度迅猛,負(fù)荷年均增長率很高,但是電力配套工程的建設(shè)措施不及時(shí),輸電管線半徑小,線路長,瓶頸效應(yīng)也比較突出,電能在城市中輸送得不到去,往往會(huì)因此引起嚴(yán)重的停電事故.3、對于電纜出線運(yùn)行路徑和運(yùn)輸通道的成本影響與實(shí)際城市規(guī)劃并沒有很好的相互適應(yīng),有些偏遠(yuǎn)地方已經(jīng)完全改用了地下架空電纜,施工和項(xiàng)目建設(shè)時(shí)的成本也不被充分允許,采用雙層架空電纜導(dǎo)線時(shí)用戶所處的地理環(huán)境和網(wǎng)絡(luò)條件也可能會(huì)有所受限,有些偏遠(yuǎn)地區(qū)則可能是已經(jīng)采用了雙層絕緣式架空導(dǎo)線,網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜較為普遍.4、早期停止施工的配電線路由于導(dǎo)線使用數(shù)量細(xì)、老化、年久失修,高能耗的配電設(shè)備使用數(shù)量多,線損率高,由于線路導(dǎo)線使用半徑小和使用無線電功率的缺額相對較大,合線數(shù)量損耗大,個(gè)別偏遠(yuǎn)地區(qū)的電力配電網(wǎng)合線損耗比率可以直接達(dá)到30%,一般正常情況下在l5%~20%,造成了自然能源的大量利用浪費(fèi)和嚴(yán)重的生態(tài)環(huán)境資源污染.5、供電不可靠的重大影響停電因素正在不斷增加,由于目前我國的輸配電網(wǎng)基礎(chǔ)建設(shè)技術(shù)投資的不足,設(shè)備的不斷老化和供電技術(shù)裝備性能的低劣,供電設(shè)備事故頻繁,往往僅僅只是一點(diǎn)小小的故障就可能會(huì)直接引發(fā)整個(gè)電網(wǎng)全線乃至大城市范圍的嚴(yán)重停電.在各大城市中較為繁華的關(guān)鍵地段,重要工業(yè)場所供電用戶的重大停電,影響涉及到了整體社會(huì)治安和實(shí)體經(jīng)濟(jì)用電市場.6、電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜,環(huán)網(wǎng)連接點(diǎn)比較多.國內(nèi)外配電網(wǎng)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢近年來我國社會(huì)主義市場經(jīng)濟(jì)體制建設(shè)的進(jìn)步與迅猛發(fā)展及廣大人民群眾對于生話文化素養(yǎng)認(rèn)識(shí)水平的進(jìn)一步提高,生產(chǎn)、生話對于全網(wǎng)電能運(yùn)行質(zhì)量和電網(wǎng)供電系統(tǒng)可靠性的總體要求不斷得到提高.然而,由于目前我國有些部分地方的智能配電網(wǎng)仍然普遍存在著設(shè)備陳舊、技術(shù)含量低、布局不合理等諸多問題,影響了其配電管理線路的安全、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行.因此,必須進(jìn)一步著力加快智能配電網(wǎng)的安全自動(dòng)化、智能化的工程建設(shè),提高了電網(wǎng)供電的安全可靠性,適應(yīng)當(dāng)今社會(huì)主義經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和廣大我國人民群眾對于日常生活的實(shí)際需求.對于一些各類突發(fā)事件的停電情況或者自然災(zāi)害,國內(nèi)外電網(wǎng)配電管理系統(tǒng)仍然根本無法真正能夠做到安全、可靠地連續(xù)及時(shí)進(jìn)行電網(wǎng)供電,而與此同時(shí),用戶對于電網(wǎng)供電系統(tǒng)電能運(yùn)行質(zhì)量的自動(dòng)控制能力要求也就因此變得更高,目前,我國隨著電力系統(tǒng)的進(jìn)一步發(fā)展和我國電力市場的進(jìn)一步建設(shè),大規(guī)模的配電網(wǎng)己經(jīng)走上了正軌,以此為基礎(chǔ)所帶來的結(jié)果就是設(shè)備數(shù)量和使用率的大幅度提高,供電設(shè)備的安全和可靠性也進(jìn)一步有了明顯的改善.隨著我國重點(diǎn)地區(qū)城市配電網(wǎng)改造工程的不斷深入和配電網(wǎng)建設(shè)工程自動(dòng)化試點(diǎn)的不斷開始和投運(yùn),全國目前已經(jīng)有近百個(gè)重點(diǎn)地區(qū)城市的配電企業(yè)都實(shí)施了自己的格我國配電網(wǎng)的自動(dòng)化系統(tǒng),取得了一些初步的成績,同時(shí)還存在著許多困難.

針對我國的電力供給存在的問題，主要體現(xiàn)在電網(wǎng)輸送技術(shù)、維護(hù)技術(shù)等問題上.根據(jù)這些問題展開分析提出了一個(gè)改進(jìn)的智能電網(wǎng)建設(shè)技旨在保障國家電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)智能化，更加可靠和安全,這是全世界電網(wǎng)致力于建設(shè)的目標(biāo),關(guān)乎國家經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展、以及環(huán)境衛(wèi)生等方面的重大工程和舉措.而智能電網(wǎng)則被認(rèn)為是我們解決21世紀(jì)以來我國電力供給所面臨的問題最好的有效方法.世界上有許多國家將智能電網(wǎng)建設(shè)作為國家的戰(zhàn)略項(xiàng)目中.例如，在美國前總統(tǒng)奧巴馬政府執(zhí)政時(shí)期，就通過了大量的經(jīng)濟(jì)撥款用于智能電網(wǎng)的建設(shè)，主要涉及的項(xiàng)目包括了使用先進(jìn)的數(shù)字技術(shù)對數(shù)據(jù)進(jìn)行管理和應(yīng)對，旨在強(qiáng)化電網(wǎng)在實(shí)際運(yùn)行過程中的可靠性和安全性.在智能電網(wǎng)建設(shè)中，人們能享受到更好的服務(wù)，可以得到高質(zhì)量的電能輸送，而且實(shí)現(xiàn)許多智能化操作，通過環(huán)保先進(jìn)的技術(shù)可以使得電費(fèi)開支減少.對于環(huán)境來說，優(yōu)化電能可以減少對于煤炭等資源進(jìn)行發(fā)電，保護(hù)環(huán)境.除了美國，歐洲多國一直也致力于智能電網(wǎng)的建設(shè)，實(shí)行綠色環(huán)保的清潔電能，既能保證電能的正常輸送，又能實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展.在日本，智能電網(wǎng)建設(shè)主要是采用新能源，日本擁有先進(jìn)的高科技技術(shù)，在政府的政策的支持下，大力發(fā)展新能源，開展智能電網(wǎng)的建設(shè).基于大數(shù)據(jù)下關(guān)于智能電網(wǎng)的分析智能電網(wǎng)的概念及特點(diǎn)智能電網(wǎng)是依托先進(jìn)的智能技術(shù)進(jìn)行發(fā)展的電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，采用的先進(jìn)技術(shù)主要包括了智能傳感技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、智能控制技術(shù)等.智能電網(wǎng)與傳統(tǒng)的電網(wǎng)相比，更加可靠安全，能對資源進(jìn)行合理規(guī)劃，既能維持用戶所需，又能保護(hù)環(huán)境.智能電網(wǎng)的初衷就是實(shí)現(xiàn)確保可靠，經(jīng)濟(jì)，清潔和互動(dòng)的電源供應(yīng)，并為用戶提供增值服務(wù)，實(shí)現(xiàn)面向市場的能源供應(yīng).“交互式網(wǎng)格”是指通過加載系統(tǒng)的數(shù)字設(shè)備并升級(jí)網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)開放和互連的信息模型.網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了整個(gè)電力行業(yè)的智能，計(jì)算機(jī)化和層次化的交互式管理，例如發(fā)電，輸電，電源，功耗，對客戶的銷售，網(wǎng)絡(luò)的分層分布和全面的服務(wù).智能電網(wǎng)首先體現(xiàn)出智能化的特點(diǎn)，依托互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等先進(jìn)的智能技術(shù)，建設(shè)更加強(qiáng)大可靠的電網(wǎng)系統(tǒng).隨著全世界對于智能電網(wǎng)建設(shè)的關(guān)注度越來越高，人們對于智能電網(wǎng)的認(rèn)知程度也越來越深，因?yàn)楫?dāng)前世界的智能電網(wǎng)建設(shè)還存在諸多技術(shù)問題，但智能電網(wǎng)具有廣泛的發(fā)展前景，被認(rèn)為是未來最有潛力的技術(shù)之一.智能電網(wǎng)的建設(shè)十分復(fù)雜，因?yàn)樗枰紤]的技術(shù)層面涉及很寬泛，智能技術(shù)當(dāng)前還未完全成熟，所以導(dǎo)致智能電網(wǎng)在實(shí)際的運(yùn)行中可能存在不穩(wěn)定的因素，而且容易受到外界干擾，所以智能電網(wǎng)建設(shè)至關(guān)重要.智能電網(wǎng)的建設(shè)要實(shí)現(xiàn)可靠安全地運(yùn)行，需要對新能源進(jìn)行嚴(yán)格管理，健全和完善管理機(jī)制，才能保證為用戶提供新能源的前提下，減少新能源對環(huán)境減少不利影響.根據(jù)大量的文獻(xiàn)資料進(jìn)行總結(jié)，智能電網(wǎng)通常有以下幾個(gè)特點(diǎn)：1.自愈自愈是指智能電網(wǎng)安全可靠地運(yùn)行，在相關(guān)技術(shù)的支持下，能夠滿足電網(wǎng)的基本功能和要求.具體體現(xiàn)在從事電網(wǎng)的相關(guān)人員對電網(wǎng)中的故障問題進(jìn)行解決，以確保電網(wǎng)正常運(yùn)行，減少出現(xiàn)電力輸送不穩(wěn)定或者電力中斷的現(xiàn)象，為用戶帶來優(yōu)質(zhì)服務(wù).2.安全安全是智能電網(wǎng)的核心關(guān)鍵點(diǎn)之一，智能電網(wǎng)要實(shí)現(xiàn)智能化，就必須要對外界的干擾因素或者惡意攻擊采取及時(shí)可行的措施，旨在利用強(qiáng)大的防御機(jī)制來抵抗損害，確保一旦出現(xiàn)電能損害，智能電網(wǎng)能迅速恢復(fù)正常運(yùn)行.3.兼容由于現(xiàn)在我國目前傳統(tǒng)的大型電力傳輸網(wǎng)絡(luò)主要都指的是通過面向無線遙感器和無線電網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行風(fēng)力發(fā)電.與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的工作原理相似，智能電網(wǎng)要具有一定的兼容性.電網(wǎng)就已經(jīng)可以直接承載了目前包括大型集中式風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)等多種能源類型，提供多種儲(chǔ)存能源的電力裝置.4.交互交互是指智能電網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)相互聯(lián)系，電網(wǎng)在實(shí)際的運(yùn)行過程中，需要依托互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行信息交流，作為電網(wǎng)系統(tǒng)的完整一部分，互聯(lián)網(wǎng)的作用十分重要，交互才能滿足電網(wǎng)正常運(yùn)行，獲得更多關(guān)于電網(wǎng)的反饋，促進(jìn)電網(wǎng)發(fā)展.5.集成智能電網(wǎng)是一個(gè)復(fù)雜的電力系統(tǒng)，繼承了許多方面，例如建設(shè)工程中的監(jiān)視、管理、控制、保養(yǎng)、經(jīng)營等.智能電網(wǎng)下有多個(gè)其他系統(tǒng)，這些系統(tǒng)相互聯(lián)系，才能使得智能電網(wǎng)更加穩(wěn)定可靠，進(jìn)而建立健全的電網(wǎng)體系.智能電網(wǎng)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢當(dāng)前，國內(nèi)外對于智能電網(wǎng)的建設(shè)還處于研發(fā)探索的階段，在一些領(lǐng)域上已經(jīng)取得了顯著的成果，但是在某些環(huán)節(jié)上還存在技術(shù)難題，針對這些問題，國內(nèi)外許多科學(xué)家展開了大量的研究和實(shí)驗(yàn).智能電網(wǎng)符合未來社會(huì)的發(fā)展標(biāo)準(zhǔn)，對未來的很多行業(yè)來說十分重要，其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)被全世界所認(rèn)可.近幾年，我國正在建設(shè)堅(jiān)強(qiáng)智能化的電網(wǎng)系統(tǒng)，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了堅(jiān)強(qiáng)的標(biāo)準(zhǔn)，在智能化上面還需要不斷探索，中國式的新型智能綜合電網(wǎng)將以一個(gè)中國式的特高壓智能電網(wǎng)作為其全國主干輸電線路的主要網(wǎng)架,利用先進(jìn)的信息技術(shù)和控制技術(shù)，構(gòu)建一個(gè)智能化的電網(wǎng)系統(tǒng).在全世界智能電網(wǎng)發(fā)展中，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了遙遙領(lǐng)先，關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用特點(diǎn)將主要集中包括在供電信息化、數(shù)字化、自動(dòng)化和智能互聯(lián)網(wǎng)等關(guān)鍵技術(shù)上,實(shí)現(xiàn)供電企業(yè)的智能集團(tuán)化、客戶化的服務(wù)和精細(xì)效益化、標(biāo)準(zhǔn)化.智能電網(wǎng)既能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定可靠的運(yùn)行，達(dá)到高效、穩(wěn)定、綠色環(huán)保、經(jīng)濟(jì)等標(biāo)準(zhǔn)，又能夠在各個(gè)角度上支持和推動(dòng)我國乃至世界各地范圍內(nèi)的電力資源優(yōu)化配置以及新型清潔能源開發(fā)，從而帶動(dòng)相關(guān)行業(yè)快速發(fā)展.智能電網(wǎng)建設(shè)對于突破傳統(tǒng)電力技術(shù)是一次勇敢的嘗試，具有里程碑式的意義.智能電網(wǎng)被廣受關(guān)注，是未來重點(diǎn)發(fā)展的技術(shù)之一，在國家的政策支持下，我國正在緊鑼密鼓地開展智能電網(wǎng)的研究和建設(shè)，經(jīng)過不斷的探索，一定會(huì)突破技術(shù)上的難關(guān)，取得突破性發(fā)展.相信在未來，許多行業(yè)領(lǐng)域都會(huì)接觸到智能電網(wǎng).同時(shí)，智能電網(wǎng)的建設(shè)也離不開其他行業(yè)知識(shí)和技術(shù)的支持，這是一個(gè)多領(lǐng)域融合的技術(shù)，利用先進(jìn)的制造技術(shù)，將傳統(tǒng)的電網(wǎng)升級(jí)革新，促進(jìn)電網(wǎng)快速發(fā)展.利用大數(shù)據(jù)分析配電網(wǎng)故障及原因在日常的生產(chǎn)生活中，我們可以看到很多電網(wǎng)故障的新聞，產(chǎn)生原因主要是地質(zhì)災(zāi)害、惡劣天氣、線路老化、非法盜取等，根據(jù)大數(shù)據(jù)調(diào)查報(bào)告可知，內(nèi)部因素導(dǎo)致的電網(wǎng)故障是很少的，多數(shù)是由于外界原因.總的來看發(fā)生故障既有人為因素也有自然因素.線路老化是一個(gè)很常見的原因，一些地方的電線沒有及時(shí)維護(hù)和更換，在外界因素或者人為操作的因素下，導(dǎo)致電路出現(xiàn)故障.例如廢棄建筑拆除、大風(fēng)冰雹等惡劣天氣、偏僻的農(nóng)村電路沒定期檢查和清理等，這些都很容易引發(fā)線路老化，進(jìn)而引起輸送電路出現(xiàn)故障，給生命安全和財(cái)產(chǎn)帶來危害.還有一種，由于配電變壓器在運(yùn)行的過程可能會(huì)存在配變“重過載”的情況發(fā)生，配變長時(shí)間處于重載或過載狀態(tài)會(huì)降低設(shè)備壽命的同時(shí)會(huì)帶來設(shè)備故障風(fēng)險(xiǎn)，引起停電事故發(fā)生，給電力公司和用戶雙方帶來不必要的經(jīng)濟(jì)損失，這一因素也正是本文建模所要解決問題的所在[3-6].挖掘配電變壓器的影響因素目前國內(nèi)正在優(yōu)化電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，而且需要一段時(shí)間.除自然界不可避免的意外因素，我們?nèi)藶楸M可能有效控制的因素有：變壓器自身故障、過載問題等.雖然短時(shí)期內(nèi)并不能從根源阻止故障、過載問題，但是我們可以通過預(yù)測提前防備減少損失.利用大數(shù)據(jù)提出解決對策隨著電網(wǎng)系統(tǒng)中來自傳感設(shè)備、檢測設(shè)備、用戶服務(wù)設(shè)備等方面的數(shù)據(jù)量不斷增長，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)解決電力系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)處理問題顯得尤為重要.而配電網(wǎng)是面向電力用戶的最末一級(jí)電網(wǎng)，以配電變壓器地理供電區(qū)域?yàn)檫吔绲呐潆娕_(tái)區(qū)是配電網(wǎng)運(yùn)維中的重要基本單元.配電變壓器運(yùn)行狀態(tài)很大程度上決定了區(qū)內(nèi)的供電質(zhì)量.所以，配變在運(yùn)行的過程中，可能會(huì)存在配變“重過載”的情況發(fā)生，配變長時(shí)間處于重載或過載狀態(tài)會(huì)降低設(shè)備壽命的同時(shí)會(huì)帶來設(shè)備故障風(fēng)險(xiǎn)，引起停電事故發(fā)生，給電力公司和用戶雙方帶來不必要的經(jīng)濟(jì)損失.故需要對配變未來一段時(shí)間是否發(fā)生重過載進(jìn)行預(yù)警[6].由此，我們提出采用數(shù)據(jù)分析結(jié)合人工智能的方法來對一段時(shí)間內(nèi)給定數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗、拆分、進(jìn)行AI建模，從而預(yù)測配電變壓器是否出現(xiàn)‘重過載’現(xiàn)象.模型設(shè)計(jì)基本原理一、設(shè)計(jì)原理首先我們可以了解到變壓器油色譜特征氣體為：氫氣（H2）、甲烷（CH4）、乙烷（C2H6）、乙烯（C2H4）、乙炔（C2H2)[7].故障類型分為：正常、低能放電、高能放電、過熱.如果能利用分類算法對變壓器的油色譜檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，從而指導(dǎo)設(shè)備的故障類型診斷，就會(huì)大大縮短變壓器維修時(shí)間，提高維修效率，節(jié)約維修成本.原理如圖1所示.圖SEQ圖\*ARABIC1那么我們該選擇分類算法里的哪一種呢?二、算法選擇分類算法在解決實(shí)際問題時(shí)經(jīng)常會(huì)把數(shù)據(jù)集拆分為訓(xùn)練集、測試集.通過尋找合適的算法對訓(xùn)練集進(jìn)行建模，最后用測試集對模型進(jìn)行驗(yàn)證，如果誤差能夠達(dá)到一定精度，即則認(rèn)為該模型合適，可以用來進(jìn)行預(yù)測和分析.圖2為算法詳細(xì)原理.圖SEQ圖\*ARABIC2通過前期的比較和分析，本文采用了C4.5+算法，此算法在ID3算法的基礎(chǔ)上演變，相比ID3算法其計(jì)算復(fù)雜度更低，計(jì)算效率得到了提高.它對于ID3算法的重要改進(jìn)是使用信息增益率來選擇節(jié)點(diǎn)屬性.C4.5+算法是C4.5算法的修訂版，引入Boosting方法，占用的內(nèi)存資源較少，使用更少的規(guī)則集，計(jì)算速度比較快，并且準(zhǔn)確率更高[8-10].C4.5+算法詳細(xì)算法原理如圖3所示：圖SEQ圖\*ARABIC3該算法繼承了ID3算法的優(yōu)點(diǎn),克服了ID3算法偏向于多分類屬性的問題,支持處理連續(xù)型和離散型屬性,剪枝策略，保證了規(guī)則更簡單，可以避免過擬合；模型結(jié)果可解釋性強(qiáng).三、數(shù)據(jù)來源數(shù)據(jù)來源為某地市的配網(wǎng)變壓器監(jiān)測數(shù)據(jù).訓(xùn)練集為2015年5月-2018年5月數(shù)據(jù)，測試集為2018年6月-2018年10月數(shù)據(jù).其中包括：配變編號(hào)、額定容量、數(shù)據(jù)日期、配變類型、最大溫度、最低溫度、用戶編號(hào)、用戶名稱、終端地址、電能表資產(chǎn)號(hào)、電流互感器、電壓互感器、24點(diǎn)的運(yùn)行負(fù)荷值、是否重過載模型流程我們的使用環(huán)境為Tempo大數(shù)據(jù)分析平臺(tái)[16].所用數(shù)據(jù)亦為此平臺(tái)所提供.運(yùn)行開始，數(shù)據(jù)源文件首先通過HIVE輸入，經(jīng)過缺失值處理→數(shù)據(jù)拆分→設(shè)置角色→C45+決策樹分類→模型利用→分類評估1→模型輸出.詳細(xì)流程如圖5所示：圖4此模型運(yùn)行總共耗時(shí)39分37.9秒，該數(shù)據(jù)分析平臺(tái)利用分布式環(huán)境中數(shù)據(jù)操作和處理功能，按照行、列、高級(jí)等類型，進(jìn)行數(shù)據(jù)過濾、數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換、缺失值處理等數(shù)據(jù)處理的操作.最后輸出預(yù)測結(jié)果及分析.預(yù)測結(jié)果結(jié)果如圖6所示，模型精確率達(dá)99.89%，分類f1對0的預(yù)測值約為1.00，對1的預(yù)測值約為0.86，由于數(shù)據(jù)龐大，在此只展示部分圖例：圖5即預(yù)測過載配電變壓器概率達(dá)0.86，未過載的預(yù)測概率達(dá)1.00.此模型可及時(shí)有效預(yù)測配電變壓器是否過載問題，發(fā)現(xiàn)并及時(shí)治理.此模型雖然短時(shí)期內(nèi)并不能從根源阻止故障、過載問題，但是我們可以通過用大數(shù)據(jù)人工智能來預(yù)測，提前防備減少損失.結(jié)論與展望本文在大數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，通過分析我國配電網(wǎng)現(xiàn)狀及配電變壓器存在問題，提出一種預(yù)測配電變壓器是否重過載模型，并通過人工智能平臺(tái)成功運(yùn)行，雖然短時(shí)期內(nèi)并不能從根源阻止故障、過載問題，但是我們可以通過用大數(shù)據(jù)人工智能來預(yù)測