CN105184523A - 基于cart决策树的电网运行方式数据挖掘方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及基于CART决策树的电网运行方式数据挖掘方法及系统，其包括：提取电网运行方式相关数据；对提取到的电网运行方式相关数据进行预处理，获得真实数据；基于真实数据构建CART决策树；根据用户需求遍历CART决策树上节点，并依据该节点所对应的变量调用对应地址中的真实数据，形成新的调度数据运行方式方案；根据经济指标评估各个调度数据运行方式方案，从中选出最优调度数据运行方式方案。本发明能够整合分散在各个子系统中的数据，减少人工操作量和时间；消除中间人为对数据的干预；提供对各个地区、变电站、变压器等的负荷情况进行分类预测，辅助电网运行方式分析报告的制定。

Description

基于CART决策树的电网运行方式数据挖掘方法及系统

技术领域

本发明涉及船舶领域，尤其是涉及一种基于CART决策树的电网运行方式数据挖掘技术。

背景技术

随着电力系统调度自动化系统的快速发展，自动化终端采集了大量的设备及元件的运行状态、中性点连接方式等数据，而且该数据量正以成倍的速度增长，数据库的容量已经达到了上万亿字节的水平，这些数据在很大程度上都是闲置在数据库中的冗余数据，在这些大量数据的背后隐藏了很多具有决策意义的信息，要想对这些看似“无用的”数据进行查询、检索、提取然后转换成有用的辅助决策信息就显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的是针对现有数据库信息庞大不能有效利用其中数据的难题，提供一种基于CART决策树的电网运行方式数据挖掘方法，其能够整合分散在各个子系统中的数据，并利用其形成新的调度数据运行方式方案。

本发明的目的通过如下技术方案实现：

本发明提供一种基于CART决策树的电网运行方式数据挖掘方法，其包括：

步骤S101，提取电网运行方式相关数据；

步骤S102，对提取到的电网运行方式相关数据进行预处理，获得真实数据；

步骤S103，基于真实数据构建CART决策树；

步骤S104，根据用户需求遍历CART决策树上节点，并依据该节点所对应的变量调用对应地址中的真实数据，形成新的调度数据运行方式方案；

步骤S105，根据经济指标评估各个调度数据运行方式方案，从中选出最优调度数据运行方式方案。

更进一步地，所述基于真实数据构建CART决策树的过程包括：

根据真实数据的元素特征确定其归属的数据类型，根据所述数据类型为CART决策树上的节点分配对应的变量；

建立该变量与地址之间的对应关系，在地址中存放数据类型对应的真实数据。

更进一步地，所述根据所述数据类型为CART决策树上的节点分配对应的变量的过程包括：

数据类型分组之间的差异最大的原则将真实数据进行切分，每次切分的真实数据分配一个变量，并对应分配一个节点。

更进一步地，所述的基于CART决策树的电网运行方式数据挖掘方法还包括：

实时检测设备的当前数据类型与其原有分配的变量所关联的数据类型是否一致，当发现不一致时，则解除设备的当前数据类型与原有变量之间的关联关系，并根据设备的当前数据类型分配新变量并建立设备当前数据类型与新变量之间的关联关系。

本发明还提供一种基于CART决策树的电网运行方式数据挖掘系统，其包括：

数据获取单元、预处理单元、CART决策树构建单元、调度数据运行方式方案形成单元和评估单元；

数据获取单元用于提取电网运行方式相关数据；

预处理单元用于对提取到的电网运行方式相关数据进行预处理，获得真实数据；

CART决策树构建单元用于基于真实数据构建CART决策树；

调度数据运行方式方案形成单元用于根据用户需求遍历CART决策树上节点，并依据该节点所对应的变量调用对应地址中的真实数据，形成新的调度数据运行方式方案；

评估单元用于根据经济指标评估各个调度数据运行方式方案，从中选出最优调度数据运行方式方案。

更进一步地，所述基于CART决策树的电网运行方式数据挖掘系统还包括：

检测单元，用于实时检测设备的当前数据类型与原有分配的变量所对应的数据类型是否一致，当发现不一致时，则解除设备的当前数据类型与原有变量之间的关联关系，并根据设备的当前数据类型分配新变量并建立设备当前数据类型与新变量之间的关联关系。

由上述本发明的技术方案可以看出，本发明具有如下技术效果：

本发明能够整合分散在各个子系统中的数据，自动从调度系统以及其它数据采集系统(如地方小电厂数据采集系统)中提取数据，减少人工操作量和时间；消除中间人为对数据的干预，使得数据使用能够如实掌握与生产、经营相关的信息；能够按照不同口径汇总分析数据，使得专业人员通过与系统的交互操作，从定量和定性两个方面掌握有关指标的分布以及影响因素；提供对各个地区、变电站、变压器等的负荷情况进行分类预测，辅助电网运行方式分析报告的制定。

附图说明

图1为本发明的实施流程图；

图2为本发明的结构示意图。

附图中：

数据获取单元11、预处理单元12、CART决策树构建单元13、调度数据运行方式方案形成单元14和评估单元15。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。

实施例一：

本发明提供一种基于CART决策树的电网运行方式数据挖掘方法，其实施流程如图1所示，包括如下步骤：

步骤S101，提取电网运行方式相关数据。

电网运行过程中，电网运行方式相关数据包括：各个电力设备名称(如变压器、发动机、输电线路等)、电力设备之间的连接关系；电力设备的运行状态(包括“运行”，“备用”和“检修)等等；这些电网运行方式相关数据被自动终端设备采集并传输到服务器端。

步骤S102，对提取到的电网运行方式相关数据进行预处理，获得真实数据。

提取数据后，还需要对数据进行预处理，去除数据中的缺陷、冗余、数据数值和不一致数据定义的数据，最后形成真实数据，并存储与真实数据库中。

步骤S103，基于真实数据构建CART决策树。

根据真实数据的元素特征确定其归属的数据类型(如，将所有变压器归属于第一数据类型；将发动机归属于第二数据类型；将输电线路归属于第三数据类型；将电网潮流计算数据归属于第四数据类型，等等)，根据所述数据类型为CART决策树上的节点分配对应的变量，建立该变量与地址之间的对应关系，在地址中存放数据类型对应的真实数据。

在树的节点分配变量的过程中，需要不断的把真实数据进行切分，每次切分对应着一个节点，也对应一个变量。每次切分都按照数据类型分组之间的“差异”最大的原则进行，例如第一次切分将变压器分为一组，第二次切分将处于不同区域的变压器分为一组，第三次切分将处于不同运行状态(运行、检修、停用)的变压器归于一组，等等，依此类推。

对于计划的新项目，也按照上述原则依次分配相应的节点和变量，只是设备运行状态变量对应的设备的运行状态为“未建”。

步骤S104，根据用户需求遍历CART决策树上节点，并依据该节点所对应的变量调用对应地址中的真实数据，形成新的调度数据运行方式方案。

根据用户需求，遍历CART决策树上的节点，根据节点对应的变量调用相应的变量，并根据所述变量与地址之间的对应关系，在地址中存放数据类型对应的真实数据，形成一个或多个新的运行方式方案。该方案中包括选用的变压器数据、发动机数据，连接线路等。

在遍历CART决策树上的节点的过程中，按照父子关系依次从辈分最高级别开始，其次是辈分较低级别的原则进行遍历，直到所有的节点遍历完毕。

步骤S105，根据经济指标评估各个调度数据运行方式方案，从中选出最优调度数据运行方式方案。

根据经济指标从中挑选出可行的运行线路的方案最为最优调度数据方案。例如，若计划新建项目中能够利用已有电网潮流计算数据较低的部分设备，就会大大节约新建项目的工期和成本。

上述实施例中，实时检测设备的当前数据类型与原有分配的变量所关联的数据类型是否一致，当发现设不一致时，则解除设备的当前数据类型与原有变量之间的关联关系，并根据设备的当前数据类型分配新变量并建立二者(设备当前数据类型与新变量)之间的关联关系。

例如：若“未建”设备已经建成并应用，则各个自动终端设备采集到这些设备的运行状态为“运行”。检测到原有设备运行状态变量所关联的设备运行状态与设备当前实际运行状态不一致时，则按照设备的实际运行状态解除与原有设备运行状态变量的关联关系，并建立其与新的设备运行状态变量的关联关系。

实施例二

本发明还提供一种基于CART决策树的电网运行方式数据挖掘系统，其包括：数据获取单元11、预处理单元12、CART决策树构建单元13、调度数据运行方式方案形成单元14和评估单元15。

数据获取单元11用于提取电网运行方式相关数据；

预处理单元12用于对提取到的电网运行方式相关数据进行预处理，获得真实数据；

CART决策树构建单元13用于基于真实数据构建CART决策树；具体处理情况与实施例一中的相关描述相同，这里不再详细描述。

调度数据运行方式方案形成单元14用于根据用户需求遍历CART决策树上节点，并依据该节点所对应的变量调用对应地址中的真实数据，形成新的调度数据运行方式方案；

评估单元15用于根据经济指标评估各个调度数据运行方式方案，从中选出最优调度数据运行方式方案。

实施例二中，如果设备的当前数据类型与原有分配的变量所对应的数据类型不一致，可以手动解除设备的当前数据类型与原有变量之间的关联关系，并根据设备的当前数据类型分配新变量并建立设备当前数据类型与新变量之间的关联关系。也可以设置检测单元，用于实时检测设备的当前数据类型与原有分配的变量所对应的数据类型是否一致，当发现不一致时，则解除设备的当前数据类型与原有变量之间的关联关系，并根据设备的当前数据类型分配新变量并建立设备当前数据类型与新变量之间的关联关系。

虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但实施例并不限定本发明。在不脱离本发明之精神和范围内，所做的任何等效变化或润饰，同样属于本发明之保护范围。因此本发明的保护范围应当以本申请的权利要求所界定的内容为标准。

Claims (6)

1.一种基于CART决策树的电网运行方式数据挖掘方法，其特征在于，所述基于CART决策树的电网运行方式数据挖掘方法包括：

步骤S101，提取电网运行方式相关数据；

步骤S102，对提取到的电网运行方式相关数据进行预处理，获得真实数据；

步骤S103，基于真实数据构建CART决策树；

步骤S104，根据用户需求遍历CART决策树上节点，并依据该节点所对应的变量调用对应地址中的真实数据，形成新的调度数据运行方式方案；

步骤S105，根据经济指标评估各个调度数据运行方式方案，从中选出最优调度数据运行方式方案。

2.根据权利要求1所述的基于CART决策树的电网运行方式数据挖掘方法，其特征在于，所述基于真实数据构建CART决策树的过程包括：

根据真实数据的元素特征确定其归属的数据类型，根据所述数据类型为CART决策树上的节点分配对应的变量；

建立该变量与地址之间的对应关系，在地址中存放数据类型对应的真实数据。

3.根据权利要求2所述的基于CART决策树的电网运行方式数据挖掘方法，其特征在于，所述根据所述数据类型为CART决策树上的节点分配对应的变量的过程包括：

数据类型分组之间的差异最大的原则将真实数据进行切分，每次切分的真实数据分配一个变量，并对应分配一个节点。

4.根据权利要求1‐3任意一项所述的基于CART决策树的电网运行方式数据挖掘方法，其特征在于，所述的基于CART决策树的电网运行方式数据挖掘方法还包括：

实时检测设备的当前数据类型与原有分配的变量所对应的数据类型是否一致，当发现不一致时，则解除设备的当前数据类型与原有变量之间的关联关系，并根据设备的当前数据类型分配新变量并建立设备当前数据类型与新变量之间的关联关系。

5.一种基于CART决策树的电网运行方式数据挖掘系统，其特征在于，所述基于CART决策树的电网运行方式数据挖掘系统包括：

数据获取单元、预处理单元、CART决策树构建单元、调度数据运行方式方案形成单元和评估单元；

数据获取单元用于提取电网运行方式相关数据；

预处理单元用于对提取到的电网运行方式相关数据进行预处理，获得真实数据；

CART决策树构建单元用于基于真实数据构建CART决策树；

调度数据运行方式方案形成单元用于根据用户需求遍历CART决策树上节点，并依据该节点所对应的变量调用对应地址中的真实数据，形成新的调度数据运行方式方案；

评估单元用于根据经济指标评估各个调度数据运行方式方案，从中选出最优调度数据运行方式方案。

6.根据权利要求5所述的基于CART决策树的电网运行方式数据挖掘系统，其特征在于，所述基于CART决策树的电网运行方式数据挖掘系统还包括：

检测单元，用于实时检测设备的当前数据类型与原有分配的变量所对应的数据类型是否一致，当发现不一致时，则解除设备的当前数据类型与原有变量之间的关联关系，并根据设备的当前数据类型分配新变量并建立设备当前数据类型与新变量之间的关联关系。