一种智慧电网数据快速传输方法及系统与流程

本发明涉及数据处理，具体涉及一种智慧电网数据快速传输方法及系统。

背景技术：

1、智慧电网数据是指由智能电网系统收集和分析的各种电力网络相关信息，这些数据包括电力生产、传输和分配的实时状态，因此对智慧电网数据进行高效安全的处理后进行传输显得尤为重要。而通过对数据进行压缩传输可以减少网络带宽的需求，加快数据传输速度，降低数据存储成本。

2、目前对于智慧电网中的多维实时数据进行压缩传输时，一般按照时序将对应数据全部使用无损压缩后再传输，但对于采样周期内的实时电网数据而言，可能存在部分数据极为相似，那么单纯使用无损压缩后传输由于数据的冗余度较大会耗费大量的网络带宽，从而降低数据的传输速度。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种智慧电网数据快速传输方法及系统，所采用的技术方案具体如下：

2、一种智慧电网数据快速传输方法，所述方法包括：

3、采集预设周期内的实时电网数据进行预处理后得到多维数据；

4、依据所述多维数据的分布特征进行数据分段，对每个分段内数据进行聚类得到多个结果簇；

5、针对每个结果簇，分析每个结果簇内不同维度数据的趋势相关性进行簇类分割得到新的结果簇；

6、根据不同地区的工业化水平差异确定对应地区的电网数据的压缩必要性；

7、根据所述压缩必要性对所述新的结果簇采用对应压缩方式，根据对应压缩方式对所述实时电网数据进行压缩后进行传输；

8、其中，新的结果簇的获取方法为：针对每个结果簇，计算该结果簇中任意两个维度的数据段的正相关性指数；若任意两个维度的数据段的正相关性指数大于或等于第二预设阈值，判定该两个维度的数据为正相关的数据；将存在正相关的数据划分出来作为一个新的结果簇；对于剩余维度的数据段按照上述步骤进行迭代选择划分其他新的结果簇。

9、进一步地，所述采集预设周期内的实时电网数据进行预处理后得到多维数据进一步包括：

10、通过多个维度的传感器采集预设周期内多地区不同维度的实时电网运行数据；

11、其中，多个维度电网数据至少包括：实时电压、实时电流、频率以及温度数据；

12、其中，预设周期根据电网工作状态确定采样周期；

13、将所述实时电网运行数据通过函数计算映射至[0,1]范围内作为特征值，并根据所述特征值时序建立多维样本空间数据。

14、进一步地，所述依据所述多维数据的分布特征进行数据分段进一步包括：

15、针对所述多维样本空间数据，计算每个采样时刻所有维度数据的特征值的纵向相似度，依据所述纵向相似度确定该时刻的分段选择度；

16、将所述分段选择度大于或等于第一预设阈值的采样时刻作为分段点对所述多维样本空间数据的数据进行分段，得到分段数据。

17、进一步地，所述对每个分段内数据进行聚类得到多个结果簇进一步包括：

18、基于每段分段数据，将数据段内所有数据点的平均密度作为最小点数，以所有数据点的最小点数邻域形成的平均半径值作为邻域半径，使用基于密度的聚类方法进行聚类，得到多个聚类结果簇。

19、进一步地，所述针对每个结果簇，计算该结果簇中任意两个维度的数据段的正相关性指数进一步包括：

20、针对任意两个维度的数据段，获取该两个维度在此结果簇的数据段的起始数据值与末尾数据值；

21、计算该两个维度的数据段的协方差和标准差；

22、根据所述该两个维度在此结果簇的数据段的起始数据值与末尾数据值、该两个维度的数据段的协方差和标准差计算得到该两个维度的数据段的正相关性指数。

23、进一步地，所述根据不同地区的工业化水平差异确定对应地区的电网数据的压缩必要性进一步包括：

24、针对每个地区的实时电网数据，根据该地区的人均能源消耗量和全国的人均能源消耗量计算得到该地区的相对工业化程度；

25、将所述该地区的相对工业化程度作为权重计算该地区的电网数据新的结果簇的压缩必要性。

26、进一步地，所述根据所述压缩必要性对所述新的结果簇采用对应压缩方式进一步包括：

27、若所述压缩必要性大于第三预设阈值，则对该新的结果簇应用第一压缩方式；

28、若所述压缩必要性小于或等于第三预设阈值，则对该新的结果簇应用第二压缩方式。

29、进一步地，所述根据对应压缩方式对所述实时电网数据进行压缩后进行传输进一步包括：

30、借助游程编码方式对所述新的结果簇的数据应用第一压缩方式进行压缩；

31、借助哈夫曼编码方式对所述新的结果簇的数据应用第二压缩方式进行压缩；

32、将压缩后的多维电网数据借助相关端口实现快速传输。

33、一种智慧电网数据快速传输系统，所述系统包括：

34、数据采集模块，采集预设周期内的实时电网数据进行预处理后得到多维数据；

35、聚类模块，用于依据所述多维数据的分布特征进行数据分段，对每个分段内数据进行聚类得到多个结果簇；

36、结果簇分割模块，用于针对每个结果簇，分析每个结果簇内不同维度数据的趋势相关性进行簇类分割得到新的结果簇；

37、压缩必要性计算模块，用于根据不同地区的工业化水平差异确定对应地区的电网数据的压缩必要性；

38、压缩模块，用于根据所述压缩必要性对所述新的结果簇采用对应压缩方式，根据对应压缩方式对所述实时电网数据进行压缩后进行传输。

39、本发明具有如下有益效果：本发明通过采集预设周期内的实时电网数据进行预处理后得到多维数据；依据多维数据的分布特征进行数据分段，对每个分段内数据进行聚类得到多个结果簇；针对每个结果簇，分析每个结果簇内不同维度数据的趋势相关性进行簇类分割得到新的结果簇；根据不同地区的工业化水平差异确定对应地区的电网数据的压缩必要性；根据压缩必要性对新的结果簇采用对应压缩方式，根据对应压缩方式对实时电网数据进行压缩后进行传输。本发明针对智慧电网数据传输速度慢的问题，通过对多维实时电网数据进行分段后聚类，然后基于结果簇的数据趋势相关性进行簇类分割，最后结合不同地区的工业化水平确定电网数据的压缩必要性，从而根据压缩必要性的差异对簇内数据采用不同的压缩方法进行快速传输，优化了使用纯无损压缩的方式对多维实时电网数据进行传输时由于部分存在相似性导致占用大量带宽的缺点，降低压缩时的数据精度损失，针对不同工业化水平的地区降低了电网实时数据在传输时的冗余度以及带宽，提高了电网数据的传输速度与效率，解决了对多维实时电网数据进行压缩传输时由于冗余相似性数据的存在导致传输带宽与速率相对下降的问题，基于聚类方法通过分析数据在样本空间的聚集性以及不同地区工业化水平差异确定不同的数据压缩趋向，结合无损与有损压缩以提高数据的传输效率，从而降低数据的冗余度，提高多维电网数据的传输效率。

技术特征：

1.一种智慧电网数据快速传输方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的一种智慧电网数据快速传输方法，其特征在于，所述采集预设周期内的实时电网数据进行预处理后得到多维数据进一步包括：

3.根据权利要求2所述的一种智慧电网数据快速传输方法，其特征在于，所述依据所述多维数据的分布特征进行数据分段进一步包括：

4.根据权利要求3所述的一种智慧电网数据快速传输方法，其特征在于，所述对每个分段内数据进行聚类得到多个结果簇进一步包括：

5.根据权利要求1所述的一种智慧电网数据快速传输方法，其特征在于，所述针对每个结果簇，计算该结果簇中任意两个维度的数据段的正相关性指数进一步包括：

6.根据权利要求5所述的一种智慧电网数据快速传输方法，其特征在于，所述根据不同地区的工业化水平差异确定对应地区的电网数据的压缩必要性进一步包括：

7.根据权利要求6所述的一种智慧电网数据快速传输方法，其特征在于，所述根据所述压缩必要性对所述新的结果簇采用对应压缩方式进一步包括：

8.根据权利要求7所述的一种智慧电网数据快速传输方法，其特征在于，所述根据对应压缩方式对所述实时电网数据进行压缩后进行传输进一步包括：

9.一种智慧电网数据快速传输系统，其特征在于，所述系统包括：

技术总结本发明涉及数据处理技术领域，具体涉及一种智慧电网数据快速传输方法及系统，该方法包括：通过采集预设周期内的实时电网数据进行预处理后得到多维数据；依据多维数据的分布特征进行数据分段，对每个分段内数据进行聚类得到多个结果簇；针对每个结果簇，分析每个结果簇内不同维度数据的趋势相关性进行簇类分割得到新的结果簇；根据不同地区的工业化水平差异确定对应地区的电网数据的压缩必要性；根据压缩必要性对新的结果簇采用对应压缩方式，根据对应压缩方式对实时电网数据进行压缩后进行传输。本发明解决了对多维实时电网数据进行压缩传输时由于冗余相似性数据的存在导致传输带宽与速率相对下降的问题。技术研发人员：钱向,许锡海,裴静,许小妹,茹虹,王国华受保护的技术使用者：无锡市锡容电力电器有限公司技术研发日：技术公布日：2024/8/16