基于大数据的输变电设备缺陷评估示范平台设计

基于大数据的输变电设备缺陷评估示范平台设计

郑金星 朱安安 聂桂林

国网安徽省电力有限公司望江县供电公司  安徽安庆  246000

摘要：随着计算机技术的全面发展，大数据技术已经成为了当前时代最为先进的技术之一。大数据技术能提升计算机的分析能力，让分析的数据更加的全面，从而保证分析的结果准确。在我国的输变电设备之中，也开始使用了大数据技术，主要是通过大数据技术判断输变电设备本身是否存在缺陷，并且通过数据的分析与对比，确保其中可能出现的问题，优化输变电设备的设计，让输变电设备更好的应用。本文将从输变电设备缺陷评估的重要性入手，全面展开基于大数据的输变电设备缺陷评估示范平台设计探究。

关键词：大数据技术；输变电设备；设备缺陷评估；评估示范平台

一、引言

在当前时代中，电能成为了人们生活中最常见的能源，任何设备的使用，基本上都需要电能来维持，但是电能的种类有很多，除了常用的交流电之外，也有直流电，而且电能的电压不同等，都是不同的电能，在使用电能的时候，要按照实际的需求进行变电，将电网的电能变成家用电能，要应用到输变电技术。此项技术的核心是能实现电能的属性转变，如直流和交流的转换等。在实际的使用中，输变电技术本身也可能存在一定的缺陷，很多的缺陷本身都不是直观的，因此需要采用大数据技术对比相关的数据，通过使用中的数据分析，不断的提升输变电设备的使用效果，同时也升级输变电电设备的设计，强化其使用的效果，其具体如下：

二、输变电设备缺陷评估的重要性

1.提升输变电设备的使用效果

输变电设备缺陷评估在目前来看，最大的重要性就是能提升输变电设备本身的使用效果，因为在实际的使用中，缺陷的存在也往往会影响到输变电设备的使用效果，而目前来看，输变电设备的缺陷评估就能很好的找到其中的问题，并加以解决，提升实际的效果。

2.优化输变电设备的设计

为了更好的提升输变电设备的效果，需要充分的考虑到如何进一步的实现输变电设备的优化设计，这也就需要找到当前输变电设备的现有缺陷，才能更好的进行设计，所以其本身也起到了优化设计基础工作的效果。从本质上来说，设计的优化，也就能确保相应的工作效果尽可能的提升，但目前来看，这种设计应该是多方面的，要考虑输变电设备优化的全面性，是从缺陷而入手的一种强化思维，当然，也要保证强化以后尽可能的不出现其他缺陷。

3.提升输变电设备的安全性

输变电设备本身的使用中，如果存在缺陷，就很容易导致安全问题的出现，这种情况下，能发现输变电设备的缺陷，也就能提升输变电设备本身的安全性，让使用者不会出现意外，因此输变电设备缺陷评估成为其中的关键工作。这也符合当前我国的基础方针，以人为本，强调人身安全为第一位，才是大当前我国电力工作中最核心的内容。

三、基于大数据的输变电设备缺陷评估示范平台设计

1.缺陷评估总体框架设计

对该平台而言，缺陷评估是重点，也是开展检修的关键。本文结合电力设备缺陷评估的相关方法，设计缺陷评估模块。

2.数据分布优化设计

从应用程序的角度来看，影响数据分布的主要因素包括：① 整个平台的数据要尽可能均匀分布，以实现各个集群节点数据的均匀分布，并保证整体数据分布的均衡性；② 要对数据分布进行优化，并考虑数据节点存在失效的问题；③ 要在保证整体数据运行可靠和高效率的同时，适当采取多个副本冗余方案；④ 要在应用程序的运行中，尽量减少对 I/O 端口的访问量，以减轻服务器的压力。所以考虑上述要求，本文则结合当前的数据分布优化算法，提出一种基于多副本一致性哈希数据存储算法（简称 CMCH）。该算法的具体思路是:首先，将相关的数据全部集中存储，并将主要的工作全部放在映射端，以减少网络通信负载；其次，根据检测数据存在的共性，每个传感器采样中都有一个对应的采样地点和时间，由此将其作为查询的关键字；第三，考虑监测装置的位置、采集时间等，结合一致性哈希方法，将数据中不同副本进行哈希映射，以满足不同关键词的查询要求。

该算法可以分为以下几步骤：

1）对冗余的副本数量、监测数据相关系数进行定义。

2）对集群的每个数据节点的哈希值进行计算，并将计算得到的哈希值全部配置到 0~232 的圆环区间上。

3）根据得到的共同和相关系数，计算数据的希哈值。

4）根据数据的哈希值和节点哈希值，确定数据具体存在的位置，按照顺时针的方向，将数据映射到距离最近的数据节点上。

5）如该数据节点空间不足，则跳过，继续寻找下个空闲节点。

3. Hadoop集群网络拓扑规划设计

对该大数据平台而言，Hadoop 集群设计是重点。而要得到合理的 Hadoop 集群节点，就必须要设置合理的集群网络节点。为提高数据读取效率，本文采用树状的结构原理。

4.多数据源并行连接设计

该算法执行的前提是上述 CMCH 算法对数据进行了分布，所以在本文的数据查询中，采用如下步骤进行处理：

1）根据查询条件，对数据过滤。

2）根据连接查询需求，设定连接组键。

3）对记录进行标记。

4）根据连接组键，将具有相同属性值的数据全部划分到一组。

数据在优化分布后，连接查询的映射操作全部在本地节点进行，而结果则全部输出到 HDFS 系统。

四、基于大数据的输变电设备缺陷评估示范平台设计实验验证与成效探究

1.实验验证

（1）Hadoop云计算实验平台搭建

为验证本方案的正确性和可行性，搭建一个分布式集群，对上述算法进行实验验证。具体搭建方案为选择 10 个服务器节点，其中 1 个节点作为主控节点，另外 1 个作为 PC 终端，剩余的 8 个作为存储节点。假设数据块的大小为 64 MB，那么则结算节点分配的 3 个映射计算任务和 1 个约减计算任务槽。

（2）多数据源连接并行查询实验

为验证本方案的可行性，将该查询方法与常用的 Hadoop 平台所提供的约减端连接查询方法进行对比。数据集则来自南方电网佛山电网公司的在线监测数据。

通过上述试验，得到查询运行结果。在数据记录查询中，随着数据规模的增加，本文采用的查询方法与传统的查询方法相比，具有明显优势。

2.成效

该平台在广东某电力局进行初步应用，取得一定的成效。具体表现在以下几个方面：

1）大大提高了数据检索的效率，极大的方便了电力公司广大科研和营销人员对数据的查询。

2）更为直观的查看不同设备的状态，进而为后续的检修提供了参考。

3）通过该平台，为后续的大数据挖掘奠定了扎实的基础。通过该平台，结合大量的智能挖掘算法，可实现不同设备缺陷故障的挖掘，进而为电力企业大数据挖掘效率的提升奠定了扎实的基础。

五、总结

综上所述，我国是一个用电大国，所以对于输变电设备的关注度也非常高。输变电设备直接决定了用电的效果，也能保证用电的安全。任何的输变电设备也都不是完美的，可能会出现一些缺陷，而且这些缺陷一般都是不明显的，只有在经过大数据分析以后，才能了解其中可能出现的问题。针对此类情况，需要充分的考虑如何进行输变电设备的分析，从输变电设备的分析中，找到关于输变电设备的改进方法，这样才能有效的解决相应的问题。因此就需要通过大数据技术来构建一个良好的输变电设备缺陷评估示范平台，该平台能有效的提升输变电设备的实际使用效果，并进行详细的分析。本文提出了上述内容，详细的阐述了关于输变电设备缺陷评估展示平台的设计路径。

参考文献

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