智能配網(wǎng)調(diào)度命令票語(yǔ)義合規(guī)性校驗(yàn)?zāi)Ｐ?/h1>

2023-01-08 16:48:58孟子杰吳龍騰蔡新雷黎嘉明梁升洪

電子設(shè)計(jì)工程訂閱 2023年1期 收藏

關(guān)鍵詞：校驗(yàn)命令均值

孟子杰，吳龍騰，蔡新雷，黎嘉明，梁升洪

（1.廣東電網(wǎng)調(diào)度控制中心，廣東廣州 510600；2.肇慶供電局電力調(diào)度控制中心，廣東 肇慶 526201）

智能配網(wǎng)安全和最優(yōu)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行是持續(xù)性研究的關(guān)鍵課題[1-2]。目前我國(guó)用電負(fù)荷日益攀升，供電短缺問(wèn)題非常嚴(yán)重。電力調(diào)度是電力生產(chǎn)與分配的關(guān)鍵，在發(fā)電與供電企業(yè)中均占據(jù)重要地位[3]。調(diào)度員為電網(wǎng)操作者，肩負(fù)著電網(wǎng)穩(wěn)定安全運(yùn)行的職責(zé)。各級(jí)別調(diào)度均規(guī)劃出嚴(yán)格的電力調(diào)度操作規(guī)范與記錄的填寫需求，下發(fā)每項(xiàng)調(diào)度命令前要謹(jǐn)慎填寫和打印調(diào)度命令票，調(diào)度命令票即為電網(wǎng)設(shè)備操作中最為核心的步驟[4]。

為確保調(diào)度命令票內(nèi)容嚴(yán)謹(jǐn)性與可靠性，該文在獲取調(diào)度文本內(nèi)容的同時(shí)，使用基于規(guī)則的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，完成語(yǔ)義合規(guī)性校驗(yàn)?zāi)Ｐ偷臉?gòu)建。

1 智能配網(wǎng)調(diào)度命令票文本數(shù)據(jù)采集

為準(zhǔn)確校驗(yàn)智能配網(wǎng)調(diào)度命令票語(yǔ)義合規(guī)性是否符合要求，首先采集調(diào)度命令票中的文本數(shù)據(jù)。將調(diào)度命令票數(shù)據(jù)作為研究目標(biāo)，創(chuàng)建蟻群優(yōu)化下的文本數(shù)據(jù)采集方法。蟻群優(yōu)化算法包含如下步驟：更改信息素更新模式、增添信息素負(fù)載調(diào)節(jié)元素。

設(shè)定待處理文本集合為Task，可用服務(wù)器集合為M，分別描述為：

式中，Taski代表第i個(gè)任務(wù)僅在一個(gè)服務(wù)器內(nèi)接收，Mj是第j個(gè)服務(wù)器。

智能電網(wǎng)調(diào)度取決于待處理任務(wù)與服務(wù)器，對(duì)Task 和M采取笛卡爾積運(yùn)算，獲得調(diào)度數(shù)據(jù)集合K。依照K值推算出調(diào)度命令票打印執(zhí)行時(shí)間，打印時(shí)間為T。

初始化蟻群優(yōu)化算法內(nèi)的啟發(fā)函數(shù)與信息素函數(shù)，依次將兩個(gè)函數(shù)解析式記作：

信息素函數(shù)代表Taski分配至Mj的信息素濃度，Δτij為信息素增量，1-ρ是信息素濃度殘余量。在螞蟻k實(shí)現(xiàn)一次遍歷后，獲得遍歷選擇節(jié)點(diǎn)局部信息素更新后的增量值：

更新全局信息素最佳路徑增量，得到：

螞蟻b從目前節(jié)點(diǎn)i訪問(wèn)下一個(gè)鄰近節(jié)點(diǎn)j的幾率是：

式中，α、β分別為螞蟻在打印調(diào)度命令票時(shí)路徑內(nèi)的殘余信息素與啟發(fā)式數(shù)據(jù)對(duì)智能電網(wǎng)調(diào)度的影響。

引入信息素負(fù)載調(diào)節(jié)元素[5]，記載各臺(tái)服務(wù)器目前打印調(diào)度命令票的時(shí)間，將信息素函數(shù)改寫為：

對(duì)比全部螞蟻此次迭代內(nèi)的路徑，挑選最佳路徑，調(diào)節(jié)信息素[6]，記載此次挑選的目前最優(yōu)解。憑借調(diào)整后的信息素與啟發(fā)式數(shù)據(jù)實(shí)施下一次搜尋，直至迭代終止。從迭代結(jié)果內(nèi)挑選最優(yōu)解，完成數(shù)據(jù)采集任務(wù)。

2 調(diào)度命令票文本數(shù)據(jù)預(yù)處理

獲得調(diào)度命令票內(nèi)的文本數(shù)據(jù)后，使用k 均值聚類算法將具有相同特性的調(diào)度命令票語(yǔ)義內(nèi)容聚類在一起，減少后續(xù)校驗(yàn)操作復(fù)雜度。k 均值聚類算法類屬聚類技術(shù)內(nèi)的基礎(chǔ)分類手段，擁有簡(jiǎn)便快捷的計(jì)算優(yōu)勢(shì)。k 均值聚類算法將歐式距離當(dāng)作相似度權(quán)衡標(biāo)準(zhǔn)，歐式距離計(jì)算公式記作：

式中，x1,x2,…,xn為文本數(shù)據(jù)的橫向序列，y1,y2,…,yn為文本數(shù)據(jù)的縱向序列。k 均值聚類算法使用偏差平方與準(zhǔn)則函數(shù)[7]當(dāng)作聚類標(biāo)準(zhǔn)，描述成：

其中，k表示要構(gòu)成聚類的數(shù)量，nj是第j類內(nèi)樣本數(shù)量，mj是第j類樣本平均值，也是此種類型集合的核心點(diǎn)：

從N個(gè)樣本數(shù)據(jù)目標(biāo)任意擇取D個(gè)點(diǎn)當(dāng)作原始聚類中心，針對(duì)其他剩余點(diǎn)，按照其自身和聚類中心的間距，依次將其配發(fā)至和自身最相近的聚類集合，再推算新聚類集合的聚類中心，按照相似度完成重新分配[8-9]，重復(fù)執(zhí)行以上操作，直至各個(gè)簇中的對(duì)象不會(huì)發(fā)生改變?yōu)橹埂?/p>

研究傳統(tǒng)k 均值聚類算法可知，D值是預(yù)先設(shè)定的，在真實(shí)應(yīng)用中，D值的挑選過(guò)程難度很高，多數(shù)情況下無(wú)法獲得準(zhǔn)確數(shù)值。k 均值聚類算法任意擇取原始聚類中心，致使很多的迭代結(jié)果精度不高[10]。下面對(duì)傳統(tǒng)k 均值聚類算法做出以下完善：

想獲取準(zhǔn)確的聚類結(jié)果，最大限度維持每個(gè)聚類中心的間距為最大，因此，設(shè)計(jì)一個(gè)最遠(yuǎn)距離下的原始聚類中心挑選方法。

最遠(yuǎn)距離方法首先要獲取參加聚類的N個(gè)數(shù)據(jù)目前兩兩之間的間距，繼而構(gòu)造距離矩陣[11]。掃描矩陣擇取全部目前距離最遠(yuǎn)的兩個(gè)點(diǎn)當(dāng)作前兩個(gè)原始聚類中心。挑選不同的中心點(diǎn)，直至中心點(diǎn)數(shù)量與D值相等。利用余弦夾角推算矢量之間的相似度，將余弦夾角距離運(yùn)算過(guò)程描述成：

矢量之間的相似度和余弦值為反比例關(guān)聯(lián)，余弦值越高，表明兩個(gè)點(diǎn)的間距越小，反之兩點(diǎn)之間的距離越大。k 均值聚類算法的關(guān)鍵點(diǎn)是明確D值，也就是聚類數(shù)量。由于傳統(tǒng)方法缺少得到D值的先驗(yàn)知識(shí)，因此對(duì)D值的計(jì)算難度較高。一般狀態(tài)下，聚類數(shù)量要遠(yuǎn)低于樣本集合內(nèi)的目標(biāo)總量，不然會(huì)削減后續(xù)校驗(yàn)?zāi)Ｐ陀?jì)算結(jié)果精度。該文使用和錯(cuò)誤率相似的目標(biāo)函數(shù)來(lái)完善調(diào)度命令票文本數(shù)據(jù)測(cè)量性能。

設(shè)定xi為第i個(gè)目標(biāo)的矢量，ci∈{1,k}表示與之相呼應(yīng)的聚類索引，創(chuàng)建一個(gè)明確聚類D值的方法[12]，即求解聚類平均值的總方差：

關(guān)于各個(gè)目標(biāo)的矢量xi及其聚類平均值mci，算出N個(gè)文本的平方誤差均值E(k)，更改k值，計(jì)算出三個(gè)聚類集合，并返回k 均值聚類算法。利用k值的改變對(duì)比目標(biāo)函數(shù)值大小，挑選k值的基礎(chǔ)原則是增加k值，對(duì)應(yīng)的方差不會(huì)減小。

假如用戶不知曉智能配網(wǎng)調(diào)度命令票文本數(shù)據(jù)目標(biāo)集合分布情況，就不能選定一個(gè)恰當(dāng)?shù)腄值。改進(jìn)后的k 均值聚類算法可完成簇個(gè)數(shù)D的自適應(yīng)評(píng)判，利用聚類結(jié)果及聚類均值方差總和獲得最優(yōu)聚類結(jié)果相應(yīng)的D值。對(duì)于N個(gè)文本目標(biāo)聚類，其簇的個(gè)數(shù)一定低于D值。

3 命令票語(yǔ)義合規(guī)性校驗(yàn)?zāi)Ｐ?/h2>

通過(guò)上述計(jì)算過(guò)程，把調(diào)度命令票按特征分為不同的數(shù)據(jù)集合，此時(shí)要進(jìn)一步對(duì)其進(jìn)行合規(guī)性校驗(yàn)。該文創(chuàng)建一個(gè)基于規(guī)則的語(yǔ)義合規(guī)性校驗(yàn)?zāi)Ｐ?，系統(tǒng)性分析模型構(gòu)建過(guò)程及其性能。

針對(duì)普通用戶，模型供應(yīng)的圖像界面配備規(guī)則文件，具備可擴(kuò)展標(biāo)記語(yǔ)言基礎(chǔ)知識(shí)的用戶，采用規(guī)則描述文檔[13]，模仿可擴(kuò)展標(biāo)記語(yǔ)言文件模式直接完成校驗(yàn)工作；具備相關(guān)編程知識(shí)的用戶，則能創(chuàng)建專屬的規(guī)則類，拓寬規(guī)則類型，使語(yǔ)義合規(guī)性校驗(yàn)的應(yīng)用范圍更加廣泛，降低校驗(yàn)失誤的可能性。

3.1 模型運(yùn)行過(guò)程

所建模型包含數(shù)據(jù)格式變換、重復(fù)記錄辨別、規(guī)則設(shè)定和分析、數(shù)據(jù)校驗(yàn)、結(jié)果顯示和交互等模塊，模型運(yùn)行過(guò)程如圖1 所示。

圖1 語(yǔ)義合規(guī)性校驗(yàn)?zāi)Ｐ瓦\(yùn)行過(guò)程

3.2 功能模塊分析

3.2.1 數(shù)據(jù)格式變換

用戶挑選需要校驗(yàn)的調(diào)度命令票數(shù)據(jù)項(xiàng)，加載相對(duì)的數(shù)據(jù)表、Excel 數(shù)據(jù)表，通過(guò)數(shù)據(jù)格式變換模塊將數(shù)據(jù)表封裝成Java 數(shù)據(jù)目標(biāo)列表[14]。數(shù)據(jù)變換操作中，還能挖掘調(diào)度命令的調(diào)度類型錯(cuò)誤，變換流程如圖2 所示。

圖2 數(shù)據(jù)格式變換流程示意圖

3.2.2 重復(fù)記錄辨別與規(guī)則設(shè)定

按照編輯距離和距離算法，尋找相似度較多的記錄，讓用戶估算是否具備多次錄入狀況。

在用戶設(shè)定的校驗(yàn)規(guī)范內(nèi)，某些值源自往年觀測(cè)數(shù)據(jù)的平均值、最高值、最低值、空間變異等統(tǒng)計(jì)變量，用戶按照自己對(duì)網(wǎng)絡(luò)的熟練程度，使用不同的層次設(shè)定，拓展原始規(guī)則庫(kù)。

3.2.3 數(shù)據(jù)校驗(yàn)與輸出

憑借用戶自定義的規(guī)則，對(duì)數(shù)據(jù)表實(shí)施校驗(yàn)，同時(shí)把校驗(yàn)結(jié)果記錄至各個(gè)錯(cuò)誤列表內(nèi)。數(shù)據(jù)輸出過(guò)程中，用戶根據(jù)校驗(yàn)結(jié)果，挑選是否進(jìn)行校驗(yàn)值輸出，輸出包含兩種模式[15]：一是以Excel 表的模式導(dǎo)出并引入語(yǔ)義合規(guī)性校驗(yàn)結(jié)果的Excel 文件；二是把數(shù)據(jù)輸出值儲(chǔ)存在數(shù)據(jù)庫(kù)。數(shù)據(jù)輸出前，用戶首先編輯規(guī)則，然后進(jìn)行校驗(yàn)，直到輸出準(zhǔn)確的合規(guī)性校驗(yàn)結(jié)果。

3.3 模型實(shí)現(xiàn)

規(guī)則引擎架構(gòu)如圖3 所示。

圖3 規(guī)則引擎架構(gòu)

模型設(shè)計(jì)使用規(guī)則定義語(yǔ)言，規(guī)則定義語(yǔ)言是在模板語(yǔ)言前提下，實(shí)施二次改造開發(fā)得到的。規(guī)則定義語(yǔ)言可以在校準(zhǔn)過(guò)程中，準(zhǔn)許人為控制變量，動(dòng)態(tài)地把語(yǔ)義本文引入模板內(nèi)替換任意變量，確保在不同環(huán)境下的高效率應(yīng)用。其次是規(guī)則分析技術(shù)與背景知識(shí)庫(kù)技術(shù)。通過(guò)解析模式串后返回的字符串判斷是否滿足模式串描述的規(guī)則。背景知識(shí)庫(kù)技術(shù)中，通過(guò)專家描述文本語(yǔ)義數(shù)據(jù)格式、臨界值及作用于填充缺失值的某類數(shù)值，反復(fù)記錄度量規(guī)則，數(shù)據(jù)規(guī)則設(shè)定時(shí)要代入的關(guān)鍵值也源自背景知識(shí)庫(kù)。規(guī)則分發(fā)技術(shù)使用可擴(kuò)展標(biāo)記語(yǔ)言來(lái)描述，因此在每個(gè)校驗(yàn)流程中均能完成自由分發(fā)[16]。

4 仿真實(shí)驗(yàn)

為檢測(cè)該文語(yǔ)義合規(guī)性校驗(yàn)?zāi)Ｐ托阅艿膬?yōu)劣[17]，對(duì)其進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)分析，實(shí)驗(yàn)計(jì)算機(jī)硬件環(huán)境是Intel（R）Core（TM）CUP T6600，2.2 GHz，仿真軟件是SimuWorks。

圖4 為該文方法與文獻(xiàn)[14]、文獻(xiàn)[15]的語(yǔ)義合規(guī)性校驗(yàn)輸出頻譜的比較情況。

圖4 語(yǔ)義合規(guī)性數(shù)據(jù)校驗(yàn)輸出頻譜對(duì)比圖

根據(jù)圖4 可知，文獻(xiàn)[14-15]方法語(yǔ)義合規(guī)性校驗(yàn)受到冗余數(shù)據(jù)干擾較多，振幅頻度較高，這樣會(huì)大幅降低語(yǔ)義合規(guī)性校驗(yàn)精度。而該文方法具備極強(qiáng)的抗干擾能力，旁瓣波束抑制性能也得到顯著增強(qiáng)，可以充分保證智能配電調(diào)度命令票語(yǔ)義規(guī)范性。出現(xiàn)此種現(xiàn)象的原因在于，該文方法采用k 均值聚類算法，可以快速精準(zhǔn)分類文本信息，一旦校驗(yàn)結(jié)果顯示某個(gè)數(shù)據(jù)為冗余數(shù)據(jù)，則判斷該數(shù)據(jù)集合為冗余數(shù)據(jù)集合，從根本上剔除冗余數(shù)據(jù)對(duì)校驗(yàn)的干擾。

5 結(jié)論

為提升智能配網(wǎng)調(diào)度命令票文本語(yǔ)義規(guī)范性與準(zhǔn)確性，設(shè)計(jì)基于規(guī)則的調(diào)度命令票語(yǔ)義合規(guī)性校驗(yàn)?zāi)Ｐ汀Ｅc傳統(tǒng)方法相比，所建模型抗干擾能力強(qiáng)，校驗(yàn)精度高，時(shí)延低，可充分保障調(diào)度命令票內(nèi)容的嚴(yán)謹(jǐn)性，提升調(diào)度員工作效率，為實(shí)現(xiàn)智能配網(wǎng)高質(zhì)量電力調(diào)度提供扎實(shí)基礎(chǔ)。

猜你喜歡

校驗(yàn)命令均值

只聽主人的命令

娃娃樂(lè)園·綜合智能(2022年3期)2022-04-19 12:57:10

移防命令下達(dá)后

軍營(yíng)文化天地(2018年2期)2018-04-20 07:07:49

爐溫均勻性校驗(yàn)在鑄鍛企業(yè)的應(yīng)用

中國(guó)鑄造裝備與技術(shù)(2017年6期)2018-01-22 01:50:04

均值不等式失效時(shí)的解決方法

高中生學(xué)習(xí)·高三版(2016年1期)2016-05-30 05:45:06

均值與方差在生活中的應(yīng)用

中學(xué)生數(shù)理化(高中版.高二數(shù)學(xué))(2016年4期)2016-03-01 03:46:20

這是人民的命令

中國(guó)老區(qū)建設(shè)(2016年9期)2016-02-28 09:34:00

大型電動(dòng)機(jī)高阻抗差動(dòng)保護(hù)穩(wěn)定校驗(yàn)研究

電測(cè)與儀表(2015年1期)2015-04-09 12:03:02

基于加窗插值FFT的PMU校驗(yàn)方法

電測(cè)與儀表(2015年19期)2015-04-09 11:32:44

鍋爐安全閥在線校驗(yàn)不確定度評(píng)定

設(shè)備管理與維修(2015年9期)2015-03-16 02:24:04

關(guān)于均值有界變差函數(shù)的重要不等式

浙江理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)(2015年5期)2015-03-01 02:54:01

電子設(shè)計(jì)工程2023年1期

電子設(shè)計(jì)工程的其它文章

多肉植物大棚環(huán)境控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

基于無(wú)鎖FIFO 隊(duì)列的CAN 總線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

嵌入式感應(yīng)加熱電源測(cè)控系統(tǒng)研究

基于PCM 的地下管道探測(cè)系統(tǒng)恒流發(fā)射機(jī)設(shè)計(jì)

一種高精度超聲波定位系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

基于FPGA 的RS-422/485 芯片自動(dòng)化測(cè)試平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)