本发明涉及配电网系统技术领域，尤其涉及一种多源配电网数据融合分析平台及其控制方法。
背景技术：
配电系统是连接发电系统、输电系统和用户的中间环节，长期以来我国配电系统的发展远远落后于输电系统,存在的普遍问题是:设备老化、事故率高、负荷重、网损率高、供电半径长、可靠性差、电能质量水平低以及运行自动化程度低等，配电网如何积极应对故障事件，不仅需要对自身运行状态有科学准确的评估，还要针对不断变化的工况及时作出必要的调整，这就需要掌握覆盖辖区内配网的准确、可靠、全面、及时的状态信息，对其进行专业的分析判断，对配网运行状态进行有效评估。目前配电网主要包括资产管理系统、计量自动化系统、调度自动化系统、配电自动化系统、电压无功监测系统在运行，利用平台中不断更新的调度自动化系统数据、故障信息、缺陷信息、设备运行数据和设备状态数据开展配电网运行分析。从配电网大量的历史数据中挖掘有效信息，开展配电网运行状态的专项分析，为未来在配网综合停电、应急抢修、配网建设、网架改造的决策提供参考依据。
针对配电网多源异构数据的分布式数据库的建立和可视化展示方面，国内已有不少研究，但是主要还是针对某个具体的业务展开的。国内已有供电局完成了在用电调度精益化管理应用方面的开发，实施配网调度集约化管理，实现配电网设备台账和生产流程系统性管理、动态停复电管理及故障快速抢修管理，但多为针对某个供电企业具体业务管理、工作流程、信息发布等内容所开发；现有的配电网运行指标也多集中于考核电能质量水平、运营经济性等，其并不能很好地反映配电网整体运行状态、异常或故障，导致运行监测水平不足。目前尚未有成熟、实用的配电网数据集成监测平台，挖掘海量配网数据开展配电网分析评价，尤其需要对配网的关键指标—设备故障开展特定关联分析。对多系统多维度数据进行深入挖掘分析，有效融合数据信息，为配电网设备运维、配网应急抢修、配网建设等方面提供决策性意见与建议。
采集配电网运行过程中记录了不同维度的数据，包括气象、户表终端关系、户表码数、电流电压、功率、停电时间、报警信息、电压合格率、线损统计等方面的数据。各维度数据分别由不同系统、设备进行采集，所以数据处于分散、记录方式不一致的状态。如果需要对配电网数据进行分析就需要考虑到各个系统的数据，以往的分析方式是通过对不同的系统的数据进行汇总分析，其中，在数据汇总的过程中会丢失一些信息和精度，并且如果以汇总后的数据进行数据分析，结果并不理想以及准确度低。
技术实现要素：
为了克服现有技术存在的缺点与不足，本发明提供一种多源配电网数据融合分析平台及其控制方法，从配电网大量的历史数据中进行挖掘有效信息，开展配电网运行状态的专项分析，通过大数据分析，能够更好地辨别配电网整体运行状态、异常或故障，并进行有效监控，解决了配电网在数据量大情况下使用常规方法无法进行分析或者分析效率低下的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种多源配电网数据融合分析平台，包括配电网实时数据检测平台、配电网数据集成平台、服务器端以及控制平台，所述配电网实时数据检测平台、配电网数据集成平台以及服务器端之间相互连接，所述服务器端连接所述控制平台；所述配电网实时数据检测平台用于实时检测并采集发电网和输电网的多源异构数据，且将多源异构数据发送至所述配电网数据集成平台以及服务器端；所述配电网数据集成平台用于对多源异构数据进行提取、预处理、集成以及融合处理后发送至所述服务器端；所述服务器端用于对多源异构数据进行存储、分析、统计以及管理；所述控制平台对所述服务器端进行控制并显示相应的多源异构数据。
进一步地，所述配电网实时数据检测平台通过电力通信光纤网连接所述配电网数据集成平台和服务器端；所述配电网实时数据检测平台包括数据检测单元、数据采集单元以及第一电力通信接口单元，所述数据检测单元用于实时检测配电网实时数据检测平台，所述数据采集单元用于采集所述数据检测单元检测到的多源异构数据，所述第一电力通信接口单元用于将多源异构数据发送出去。
进一步地，所述配电网数据集成平台通过电力通信光纤网连接所述配电网实时数据检测平台和服务器端；所述配电网数据集成平台包括提取单元、预处理单元、集成单元、融合单元以及第二电力通信接口单元，所述提取单元用于提取多源异构数据特征，所述预处理单元用于将提取特征后的多源异构数据进行预处理，所述集成单元用于集成多源异构数据，所述融合单元将多源异构数据融合统一后通过第二电力通信接口单元发送给服务器端。
进一步地，所述服务器端通过网络交换器连接所述控制平台；所述服务器端包括接口服务器、应用服务器以及关系服务器，接口服务器、应用服务器以及关系服务器之间构建局域网进行连接，局域网通过网络交换器连接所述控制平台；所述接口服务器用于连接所述配电网实时数据检测平台和配电网数据集成平台，所述应用服务器用于分析和统计多源异构数据，所述关系服务器用于存储、加工以及管理多源异构数据。
进一步地，所述控制平台包括控制主机和显示器，所述控制主机用于对所述服务器端进行控制；所述显示器用于显示相应的多源异构数据，包括平行坐标、分布图和散点图。
本发明另一目的是提供一种多源配电网数据融合分析平台的控制方法，包括下述步骤：
s1、配电网实时数据检测平台实时检测并采集发电网和输电网的多源异构数据，并将多源异构数据发送至配电网数据集成平台和服务器端，服务器端进行存储多源异构数据；
s2、配电网数据集成平台将接收到的多源异构数据进行特征提取，然后按特征信息对多源异构数据进行分类、聚合和集成，产生特征矢量，按时间序列对所述特征矢量进行融合到特征矢量集；将特征矢量集内的多源异构数据发送至服务器端；
s3、服务器端不断接收多源异构数据并进行存储和运算；服务器端根据多源异构数据，深入挖掘配电网运行的多源异构数据的历史信息；
s4、对多源异构数据的历史信息进行机器学习，得到经验库；
s5、建立故障分析和管理专项业务：配电网实时数据检测平台检测并采集新的多源异构数据，对比步骤s4的经验库，得出配电网建设及运维策略最佳数据。
进一步地，，所述步骤s1中的多源异构数据包括气象信息、户表终端关系、户表码数、电流电压值、功率值、停电时间、报警信息、电压合格率以及线损统计。
进一步地，，所述步骤s2中，所述配电网数据集成平台将接收到的多源异构数据进行特征提取，特征提取具体采用方法包括：
(1)filter过滤法：按照发散性或者相关性对多源异构数据的特征进行评分，设定阈值或者待选择阈值的个数，选择特征；
(2)wrapper包装法：设定目标函数，每次选择多源异构数据的若干特征，或者排除多源异构数据的若干特征；
(3)embedded嵌入法：先使用机器学习的算法和模型进行训练，得到多源异构数据的各个特征的权值系数，根据系数从大到小选择特征。
进一步地，，所述步骤s3中，服务器端采用非关系型数据库对多源异构数据存储和运算；
所述服务器端深入挖掘配电网运行历史信息，采用的方法包括：利用关联分析、数据组合推理、模式识别、神经网络或者遗传算法。
进一步地，，所述步骤s3中，服务器端不断接收多源异构数据并进行存储和运算，在服务器端中，在单台服务器性能不足以来做海量数据运算情况下，服务器端运行redis+celery分布式计算框架，联合多台服务器进行并行计算。
采用上述技术方案后，本发明至少具有如下有益效果：
(1)本发明对配电网各系统数据的准实时协同分析成为可能，配电网多源数据的自动融合分析成为可能；
(2)本发明方法中使用了非关系型数据库对多源异构数据进行存储和运算，而非关系数据库具有性能更高、扩展性更好，适合对海量数据进行处理等优点；而现有技术采用的关系型数据库的具有扩展性差、不适合海量数据的应用场景等缺点；
(3)本发明方法中服务器端使用了使用redis+celery的任务分配机制，其中，redis适合于做高速缓存，能支持更高的并发量，当任务量大，slaves多时效果更明显，有利于应用的扩展，并且部署相对简单。
附图说明
图1为本发明一种多源配电网数据融合分析平台的结构框架图；
图2为本发明一种多源配电网数据融合分析平台的控制方法步骤图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互结合，下面结合附图和具体实施例对本申请作进一步详细说明。
实施例
如图1所示，本发明提供了一种多源配电网数据融合分析平台，主要包括有配电网实时数据检测平台、配电网数据集成平台、服务器端以及控制平台，其中，配电网实时数据检测平台、配电网数据集成平台以及服务器端之间相互连接，服务器端连接控制平台。优选地，本发明的配电网实时数据检测平台和配电网数据集成平台通过电力通信光纤网相互连接，且配电网实时数据检测平台和配电网数据集成平台通过电力通信光纤网连接服务器端；或者，配电网实时数据检测平台、配电网数据集成平台以及服务器端三者之间可以通过移动网络或者wifi网络或者其他无线网络进行连接。另外，服务器端通过网络交换器连接控制平台。
其中，上述的配电网实时数据检测平台用于实时检测并采集发电网和输电网的多源异构数据，且将多源异构数据发送至所述配电网数据集成平台以及服务器端；配电网数据集成平台用于对多源异构数据进行提取、预处理、集成以及融合处理后发送至所述服务器端；服务器端用于对多源异构数据进行存储、分析、统计以及管理；控制平台对服务器端进行控制并显示相应的多源异构数据。
本发明的配电网实时数据检测平台包括数据检测单元、数据采集单元以及电力通信接口单元，数据检测单元用于实时检测配电网实时数据检测平台，数据采集单元用于采集数据检测单元检测到的多源异构数据，电力通信接口单元用于将多源异构数据发送出去。
本发明的配电网数据集成平台包括提取单元、预处理单元、集成单元、融合单元以及电力通信接口单元，电力通信接口单元跟配电网实时数据检测平台的电力通信接口单元一致；提取单元用于提取多源异构数据特征，预处理单元用于将提取特征后的多源异构数据进行预处理，集成单元用于集成多源异构数据，融合单元将多源异构数据融合统一后通过电力通信接口单元发送给服务器端。
如图1所示，服务器端包括接口服务器、应用服务器以及关系服务器，接口服务器、应用服务器以及关系服务器之间构建局域网进行连接，局域网通过网络交换器连接控制平台；接口服务器用于连接配电网实时数据检测平台和配电网数据集成平台，应用服务器用于分析和统计多源异构数据，关系服务器用于存储、加工以及管理多源异构数据。
本发明的控制平台包括控制主机和显示器，控制主机用于对所述服务器端进行控制；显示器用于显示相应的多源异构数据，包括平行坐标、分布图和散点图。
如图2所示，对于上述的一种多源配电网数据融合分析平台，其具体控制方法为：
s1、配电网实时数据检测平台实时检测并采集发电网和输电网的多源异构数据，并将多源异构数据发送至配电网数据集成平台和服务器端，服务器端进行存储多源异构数据。
s2、配电网数据集成平台将接收到的多源异构数据进行特征提取，然后按特征信息对多源异构数据进行分类、聚合和集成，产生特征矢量，按时间序列对所述特征矢量进行融合到特征矢量集；将特征矢量集内的多源异构数据发送至服务器端；
一般地，所述配电网数据集成平台将接收到的多源异构数据进行特征提取，特征提取具体采用方法包括：
(1)filter过滤法：按照发散性或者相关性对多源异构数据的特征进行评分，设定阈值或者待选择阈值的个数，选择特征；
(2)wrapper包装法：设定目标函数，每次选择多源异构数据的若干特征，或者排除多源异构数据的若干特征；
(3)embedded嵌入法：先使用机器学习的算法和模型进行训练，得到多源异构数据的各个特征的权值系数，根据系数从大到小选择特征。
s3、服务器端不断接收多源异构数据并进行存储和运算；服务器端根据多源异构数据，深入挖掘配电网运行的多源异构数据的历史信息；
优选地，服务器端采用非关系型数据库对多源异构数据存储和运算；
优选地，所述服务器端深入挖掘配电网运行历史信息，采用的方法包括：利用关联分析、数据组合推理、模式识别、神经网络或者遗传算法；
优选地，服务器端不断接收多源异构数据并进行存储和运算，在服务器端中，在单台服务器性能不足以来做海量数据运算情况下，服务器端运行redis+celery分布式计算框架，联合多台服务器进行并行计算。
s4、服务器端对多源异构数据的历史信息进行机器学习，得到经验库。
s5、服务器端建立故障分析和管理专项业务：配电网实时数据检测平台检测并采集新的多源异构数据，对比步骤s4的经验库，得出配电网建设及运维策略最佳数据。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解的是，在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种等效的变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同范围限定。