基于混合架構的電力信息管理系統設計研究

周玲，湯成佳，楊松，吳方權，劉亦馳

（貴州電網有限責任公司信息中心，貴州 貴陽 550000）

為進行電力信息管理系統的智能化管理和優化設計，提高電力信息管理系統的智能化管理能力[1]，電力信息管理和電網智能化調度等具有重要意義，文獻[2]對智能電網信息管理系統的各復雜性測量因素進行了計算，基于多維結構熵，從系統主站層、通信網絡層、智能終端設備層3個層面，建立了智能電網信息管理系統復雜性評估模型，在引入管理功和多維熵空間尺度理論的基礎上，評估系統內部各層和整體的復雜性，實現智能電網信息管理系統復雜性評估，但是該方法的自適應性不足。文獻[3]開發了一套地區電網調度信息圖像化管理軟件，直接關系著電網調控運行效率及電網的安全穩定運行，采用客戶端或服務器結構，以圖形化的方式直觀顯示電網調度信息，實現信息滾動更新及共享，但其統計分析能力不強。文獻[4]根據供電可靠性指標的特點和要求設計了一套用電信息管理軟件，提出客戶用電可靠性的概念和評價指標，對客戶用電情況進行實時分析，縮短了客戶用電中斷時間，提高了用電可靠性，為以后的可靠性統計提供基礎數據，但是對電力信息管理的人工智能性不足。

針對上述問題，文中提出基于混合架構的電力信息管理系統設計方法。其創新之處在于構建了電力信息管理的大數據信息整合模型，并以電力系統的極數和所需要的安匝數等參數為約束參量，在混合構架體系中進行電力信息的大數據融合和特征優化檢測，實現電力信息管理系統的優化設計，體現了文中方法在提高電力信息管理能力方面的優越性。

1 系統總體設計構架和大數據挖掘

1.1 電力信息管理系統總體設計構架

為了實現電力信息管理系統的優化設計，結合DSP和PLC邏輯控制方法，進行電力信息管理系統底層結構設計，電力信息管理系統的總體構架如圖1所示。

根據圖1電力信息管理系統的總體構架，進行電力信息管理系統的功能結構特征分析，即使用標準的可編程儀器進行電力信息管理系統的綜合管理和信息調度，在混合構架體系下，進行電力信息管理系統的總線開發[5]。

圖1 電力信息管理系統的總體構架

1.2 電力信息管理的大數據挖掘

根據上述電力信息管理系統總體設計構架，采用融合特征分布式檢測方法進行電力信息管理過程調度，在混合構架體系下挖掘電力信息的相關特征量[6]，通過模糊信息調度，得到電力信息管理的場耦合模型為：

其中，A(x)為電力信息管理文件中的負載x的數據集，B(x)為電力信息的功率相關性數據集，φ為電力信息管理的多維空間約束參數。通過多維空間信息采樣，進行電力信息感知和多維空間信息重組，根據幅值調度的方法，得到建立信息管理系統的電磁場和溫度場耦合參數模型[7]。通過參數構架結果，采用分布式信息融合方法，進行電力信息異構存儲的雙活結構特征分析[8]，得到電力信息的緩存替換模型為c，電力信息管理系統的電磁負荷分布集為：

其中，z0為復雜電力信息的模糊度，zi為i點處采集的電力負載信息的額定功率密度參數，di為i點處采集的電力信息的電磁負荷量。

根據感應電機電磁分布異構特征進行電力信息存儲的自適應訪問控制[9]，得到復雜電力信息調度的迭代函數為：

其中，K(xi,xj)為復雜電力信息調度采樣坐標，α為迭代次數。根據以上電力信息參數特征重構和特征提取分析方法，通過高速高密度電機控制方法，進行電力信息異構存儲的綜合管理，在混合構架條件下，進行電力信息異構存儲設計，得到電力信息數據的特征分布為：

其中，pdrop為電力信息存儲節點的功率因數信息，通過調整功率β因素，得到輸出電力信息的功率譜密度特征，根據上述分析，分析電力信息系統的三相繞組特征分布，結合混合勵磁整流分析方法進行電力信息管理系統的混合構架體系大數據融合處理，提高電力信息管理能力。

2 電力信息管理的系統優化設計實現

2.1 電力信息特征提取和調度

結合混合勵磁整流分析方法進行電力信息管理系統的混合構架體系大數據融合處理，以電力系統的極數和所需要的安匝數等為約束參數，進行電力信息的特征重組[12]。在混合構架模式下，得到電力信息管理的分簇調度分析模型為：

其中，w為電力系統所需要的安匝數，l為電力系統的極數，u(xi)為電力信息管理的調度函數，根據實際負載工況，得到電力信息存儲的信道均衡模型。根據隱極轉子的直、交軸電樞信息分布模式[13]進行電力信息調度，得到電力信息管理的特征壓縮函數，計算發電機外特性的兩個關鍵參數，得到電力信息的空間分布特征集為：

其中，γ為發電機外特性，在電力信息的輸出特征量與實際負載工況相符合的情況下[14]，得到電力信息異構線性特征重構輸出為：

其中，ck表示電力信息的直、交軸電樞反應特征量，可得到電力信息異構特征分布函數：

其中，p和q分別為電力信息管理的合成相量和關聯特征量，σ為電力信息管理的異構存儲權重，λi為電勵磁部分的空載，通過電力信息管理的分簇特征檢測進行電力信息管理和優化調度[15-16]。

2.2 混合構架體系下電力信息融合

在混合構架體系中進行電力信息的大數據融合和特征優化檢測，提取電力信息管理系統的額定功率、效率和額定轉矩等基本參數，結合特征優化可知，電力信息的極對數及基波頻率參數融合結構滿足：

其中，θ為基本參數，采用電勵磁部分的空載反電動勢調度的方法，得到電力信息關聯的統計特征向量F(Xi,Pi,Tj)，其中，Xi為對應的氣隙系數在Tj時刻勵磁轉子的直軸分量，Pi為電力信息的關聯信息熵。結合電力信息存儲的權限特征進行異構融合，得到輸出狀態參數為：

其中，d為融合系數，xs為融合前電力信息存儲的權限特征值，根據電力信息的諧波次數分布值，通過轉子結構特征分布，得到電力信息異構融合參數分布值為：

式中，為電力信息的正向分布函數，為電力信息的負向分布函數，r為氣隙磁密諧波系數，i=1,2,3…r，b為諧波次數，可得到空載反電動勢的基波有效值信息分量為：

其中，φ為電力信息異構存儲的徑向氣隙磁密分量，H(x,y)為電力信息的諧波空間分布域，δi為電力信息的各次諧波分量，根據上述分析，在混合構架體系中進行電力信息的大數據融合和特征優化檢測，提取電力信息管理系統的額定功率、效率和額定轉矩等基本參數，實現電力信息管理系統的優化設計。

3 系統軟件實現及仿真測試

在上述電力信息管理功能算法設計的基礎上，進行電力信息管理系統的軟件開發設計，在嵌入式的ARM環境下進行電力信息管理系統的軟件嵌入式調度，采用IRPF260N型組件構成電力信息管理系統的MOSFET模型庫，采用IEEE802.15.4協議構建電力信息管理系統的網絡構架體系，得到軟件設計流程，如圖2所示。

圖2 系統的軟件設計流程

設定電力信息存儲塊的大小為120 MB，數據采樣的信息長度為1 024，D/A的控制數字量ΔD=65 536×V/5。根據上述仿真參數的設定，得到電力信息管理系統的輸出功率參數，如圖3所示。

圖3 電力信息管理系統的輸出功率參數

分析圖3得知，運用文中方法進行電力信息管理時，輸出的功率參數增益較大，信息管理能力較好。測試有功和無功功率，得到測試結果，如圖4所示。

圖4 電力信息的有功和無功功率測試

分析圖4得知，運用文中方法進行電力信息管理系統管理和調度時，輸出的有功功率和無功功率的增益較大，說明其通過模糊度檢測和特征提取方法優化后，電力信息管理的輸出功率增益較大。

測試電力信息管理系統的內存開銷，得到對比結果，如表1所示。

表1 內存開銷對比

分析表1得知，運用文中方法進行電力信息管理系統設計時，內存開銷較小，說明其通過分析電力信息管理系統的相關性因素，進行電力信息管理系統的關聯規則挖掘的效果較好，導致內存開銷較少，可以應用于實際。

4 結束語

文中提出基于混合架構的電力信息管理系統設計方法。采用DSP集成信號處理方法進行電力信息管理數據采集和實時信息處理，提高電力信息管理和實時檢測能力，建立電力信息管理系統的上位機通信模塊，通過模式化調度，進行信息嵌入式控制，通過加權平均分析的方法，建立電力信息管理的模糊關聯分布式重構模型，結合溫度分布和轉子應力分布，進行電力信息的線性特征重構。在嵌入式環境下，實現電力信息管理系統的軟件開發設計，電力信息管理的輸出功率增益較大，信息管理能力較強。