智能电网海量数据轻型化方法研究
发布时间：2023-11-09 17:26
随着我国智能电网全面快速发展,电网数字化、信息化程度越来越高,电网安全生产运行越来越依赖大量综合信息。智能电网对各类实时和非实时广域海量全景状态信息进行精确采集和高效传输,并实现“三流”融合、高度集成与共享,相比传统电网监测系统,智能电网广域监测范围、监测节点数、监测信息类型及监测信息量等明显增加。在智能电网向能源互联网演化进程中,新业务蓬勃发展使得电力通信网业务变得复杂多样化,业务逐层汇聚后通过电力通信网进行传输,对电力通信网提出了更高要求,且随着智能电网、信息系统、营销系统等发展产生了海量数据交互,带宽需求急剧上升,现有传输网络已无法满足,导致智能电网高级应用系统功能无法实现,严重影响电网安全、稳定运行。为满足智能电网对海量数据在线监测、传输、存储的需要,实现智能电网高级应用系统功能,确保电网安全、稳定、经济运行,本文针对智能电网海量数据传输和存储轻型化的需求,从压缩采样、基于低秩Hankel矩阵的非均匀采样、最少特征信息提取、轻型协议数据生成及原始海量数据还原等方面进行研究,论文的主要内容如下:(1)针对Ⅰ型信号(即数据含脉冲信号或振荡信号)提出一种采用压缩感知理论实现智能电网海...
【文章页数】：158 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
论文创新点
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题研究背景与意义
1.1.1 研究背景
1.1.2 研究意义
1.2 课题国内外研究现状
1.2.1 数据采样技术研究现状
1.2.2 数据传输技术研究现状
1.2.3 电力信息通信技术研究现状
1.3 课题研究发展趋势
1.4 本文主要研究工作
第2章 智能电网海量数据轻型化机制研究
2.1 引言
2.2 海量数据轻型化机理分析
2.3 海量数据轻型化技术方案
2.3.1 海量数据轻型化机理分析及传输带宽分配策略
2.3.2 电物理量数据轻型采样
2.3.3 电物理量数据最少特征信息提取
2.3.4 多通信协议环境下轻型协议数据生成
2.3.5 轻型协议数据特征解析与数据还原
2.4 海量数据轻型化技术内核
2.5 海量数据轻型化机制可行性分析
2.5.1 可行性分析
2.5.2 可靠性分析
2.6 小结
第3章 智能电网海量数据压缩采样方法研究
3.1 引言
3.2 典型电物理量信号分析
3.2.1 电能质量概述
3.2.2 稳态电物理信号
3.2.3 暂态电物理信号
3.3 电能质量扰动检测
3.4 信号模式识别
3.4.1 长短时记忆网络LSTM
3.4.2 LSTM网络模式识别
3.5 电物理信号稀疏表示
3.5.1 构建电物理信号原子库
3.5.2 快速原子稀疏分解算法
3.5.3 脉冲信号提取稀疏分解
3.5.4 弱信号提取及稀疏分解
3.6 海量电物理数据压缩采样方法
3.7 算例分析1
3.7.1 数据样本集构造
3.7.2 LSTM对样本全标注训练
3.7.3 电物理信号模式识别方法性能比较
3.7.4 电物理信号原子库构建
3.7.5 电物理信号扰动检测
3.7.6 电物理信号压缩采样
3.8 算例分析2
3.9 小结
第4章 智能电网海量数据基于低秩Hankel矩阵的非均匀采样方法研究
4.1 引言
4.2 电物理信号低秩矩阵填充
4.3 电物理信号量测数据低秩性证明
4.4 低秩矩阵填充理论
4.5 低秩矩阵填充恢复算法
4.6 电物理信号非均匀采样点确定
4.6.1 采用最优随机采样矩阵确定信号非均匀采样点
4.6.2 采用AVGD确定信号非均匀采样点
4.7 电物理信号轻型采样方法
4.8 算例分析
4.8.1 电物理信号轻型采样
4.8.2 主要间谐波轻型采样
4.9 小结
第5章 智能电网海量数据轻型传输方法研究
5.1 引言
5.2 最少特征信息提取
5.2.1 最少特征信息非零奇异值
5.2.2 最少特征信息稀疏表示非零系数或特征参数
5.2.3 谐波信号稀疏性分析
5.2.4 信号稀疏表示系数与特征参数关系
5.3 轻型协议数据生成机制
5.3.1 最少特征信息分组编码
5.3.2 模式特征向量映射
5.3.3 抽象通信服务映射
5.3.4 轻型协议数据生成
5.3.5 轻型协议数据传输服务模型
5.4 稀疏表示非零系数位置位串传输服务模型
5.5 数据传输带宽动态分配算法
5.6 轻型协议数据特征解析数据还原
5.7 算例分析
5.8 小结
第6章 智能电网海量数据轻型传输实验研究
6.1 引言
6.2 网络仿真实验研究
6.2.1 OPNET网络仿真平台
6.2.2 智能变电站通信网络结构
6.2.3 通信网络建模
6.2.4 网络仿真实验分析
6.3 模拟测试实验研究
6.4 小结
第7章 结论与展望
7.1 本文主要结论
7.2 后续工作展望
参考文献
攻读博士学位期间发表的科研成果目录
致谢
附录 模拟测试实验平台
本文编号：3861695
【文章页数】：158 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
论文创新点
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题研究背景与意义
1.1.1 研究背景
1.1.2 研究意义
1.2 课题国内外研究现状
1.2.1 数据采样技术研究现状
1.2.2 数据传输技术研究现状
1.2.3 电力信息通信技术研究现状
1.3 课题研究发展趋势
1.4 本文主要研究工作
第2章 智能电网海量数据轻型化机制研究
2.1 引言
2.2 海量数据轻型化机理分析
2.3 海量数据轻型化技术方案
2.3.1 海量数据轻型化机理分析及传输带宽分配策略
2.3.2 电物理量数据轻型采样
2.3.3 电物理量数据最少特征信息提取
2.3.4 多通信协议环境下轻型协议数据生成
2.3.5 轻型协议数据特征解析与数据还原
2.4 海量数据轻型化技术内核
2.5 海量数据轻型化机制可行性分析
2.5.1 可行性分析
2.5.2 可靠性分析
2.6 小结
第3章 智能电网海量数据压缩采样方法研究
3.1 引言
3.2 典型电物理量信号分析
3.2.1 电能质量概述
3.2.2 稳态电物理信号
3.2.3 暂态电物理信号
3.3 电能质量扰动检测
3.4 信号模式识别
3.4.1 长短时记忆网络LSTM
3.4.2 LSTM网络模式识别
3.5 电物理信号稀疏表示
3.5.1 构建电物理信号原子库
3.5.2 快速原子稀疏分解算法
3.5.3 脉冲信号提取稀疏分解
3.5.4 弱信号提取及稀疏分解
3.6 海量电物理数据压缩采样方法
3.7 算例分析1
3.7.1 数据样本集构造
3.7.2 LSTM对样本全标注训练
3.7.3 电物理信号模式识别方法性能比较
3.7.4 电物理信号原子库构建
3.7.5 电物理信号扰动检测
3.7.6 电物理信号压缩采样
3.8 算例分析2
3.9 小结
第4章 智能电网海量数据基于低秩Hankel矩阵的非均匀采样方法研究
4.1 引言
4.2 电物理信号低秩矩阵填充
4.3 电物理信号量测数据低秩性证明
4.4 低秩矩阵填充理论
4.5 低秩矩阵填充恢复算法
4.6 电物理信号非均匀采样点确定
4.6.1 采用最优随机采样矩阵确定信号非均匀采样点
4.6.2 采用AVGD确定信号非均匀采样点
4.7 电物理信号轻型采样方法
4.8 算例分析
4.8.1 电物理信号轻型采样
4.8.2 主要间谐波轻型采样
4.9 小结
第5章 智能电网海量数据轻型传输方法研究
5.1 引言
5.2 最少特征信息提取
5.2.1 最少特征信息非零奇异值
5.2.2 最少特征信息稀疏表示非零系数或特征参数
5.2.3 谐波信号稀疏性分析
5.2.4 信号稀疏表示系数与特征参数关系
5.3 轻型协议数据生成机制
5.3.1 最少特征信息分组编码
5.3.2 模式特征向量映射
5.3.3 抽象通信服务映射
5.3.4 轻型协议数据生成
5.3.5 轻型协议数据传输服务模型
5.4 稀疏表示非零系数位置位串传输服务模型
5.5 数据传输带宽动态分配算法
5.6 轻型协议数据特征解析数据还原
5.7 算例分析
5.8 小结
第6章 智能电网海量数据轻型传输实验研究
6.1 引言
6.2 网络仿真实验研究
6.2.1 OPNET网络仿真平台
6.2.2 智能变电站通信网络结构
6.2.3 通信网络建模
6.2.4 网络仿真实验分析
6.3 模拟测试实验研究
6.4 小结
第7章 结论与展望
7.1 本文主要结论
7.2 后续工作展望
参考文献
攻读博士学位期间发表的科研成果目录
致谢
附录 模拟测试实验平台
本文编号：3861695
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