科学有效的数据预处理方法是进行准确在线分析的关键所在，而电网数据的预处理过程就是把海量的、杂乱的、冗余的电网原始量测数据通过有效手段转换为适合进行功能分析及决策应用的可靠的、精确的数据。在进行在线安全稳定分析数据预处理的过程中会遇到以下主要问题：
（1）静态的、规模巨大的、低精度的SCADA系统量测数据与动态的、少量的高精度的WAMS系统量测数据的高效匹配和融合问题。
（2）整合后数据的数据仓库的建立和管理问题。
针对上述问题，本文提出一种基于PCA数值优化二阶段状态估计算法的电网在线安全稳定分析的数据预处理方法，通过对初始混合数据的整合处理以及主题数据仓库的建立过程来实现电网在线功能分析的数据预处理。
二、在线安全稳定分析数据预处理的总体结构
在电网安全稳定分析数据预处理的过程中，状态估计是该过程不可或缺的重要成分之一，它可以把从原始输入设备接收过来的低精度、不完整的不良数据转变为高精度、完整而可靠的数据；同时，为了适应在线分析和决策的需求，还要引入数据仓库构建技术来合理地存放转化后的数据。电网在线安全稳定分析数据预处理的总体结构大致分为如下二个阶段：
（2）数据仓库建立阶段。在该阶段需要利用相应的数据约简、转换、装载等技术对状态整合后的数据量进行变换和整理，将符合统一规范和标准的数据存放在业务数据库中，然后根据不同分析功能的需求对特定主题的数据进行压缩和约简，并分别存放在相应主题的数据集市中。
三、在线安全稳定分析数据仓库的构建方法
利用如下步骤对整合新生成的数据信息建立电网在线安全稳定分析的数据仓库，具体为：主题及信息包图设计、雪花模型建立以及物理实现。
（1）主题及信息包图设计。数据仓库中的数据是面向主题进行组织的，主题通常反映决策分析最关心的问题，因此建立数据仓库首先就要确定分析的主题。由于在线安全稳定分析主要围绕暂态稳定、电压稳定、静态稳定和小扰动稳定这四个方面进行，因此确定出在线安全稳定分析数据仓库的主题为：暂态稳定分析、电压稳定分析、静态稳定分析和小扰动稳定分析。数据仓库的结构围绕这些主题进行设计，每个主题的逻辑结构均采用星型模型。下面就以“电压稳定分析”主题为例，进行信息包图的设计。首先，围绕主题划分维度、粒度并给出度量指标。
③度量指标是维度空间内主题数据所表达的含义，是要实际分析的数据。以“系统扰动前后电压值在允许范围内”作为当前电网电压稳定的判定标准，认定“电压稳定分析”主题的度量指标为状态值、极限值和扰动值三项，其中，扰动值为布尔型数据，为1时表示有扰动，为0时表示无扰动。如果某时刻系统出现扰动（扰动值为1），即将当前状态值和上一时刻状态值与其对应的极限值作差，只要任何一项差值大于0，就判断系统该时刻是不稳定的，否则认为系统是稳定的。
（2）星型模型建立。根据“电压稳定分析”主题的信息包图，即可得到“电压稳定分析”主题的星型结构图。
（3）物理实现。对于已经确定好的主题数据，从数据的组织和存取两方面完成其在数据仓库中的最终物理实现。
通过大型数据库管理系统（如Oracle10g）的多维数据库表来组织星型结构的数据信息。对每个主题从星型模型中心展开定义，建立一个事实表（包含所有度量指标值和各维的标志）、每一维建立一个维表（包含该维的信息标志、维粒度详细信息）。事实表中的每条记录含有指向每个维的指针，通过指针将事实表与维表、粒度信息关联起来，归并于一个主题，这易于实现数据的多维查询与统计，从而便于分析人员从不同角度、不同层次考察训练情况，如分析只涉及到维度的主要信息时，只需查询维表即可，从而提高了处理速度。
四、小结
（1）数据仓库构建技术为进行系统功能的分析和决策提供了很好的数据管理平台，将其应用在电力系统在线安全的分析与评估中将具有很好的应用前景。
（2）本文提出的电网在线安全稳定分析的数据预处理方法很好地解决了原始庞杂的异构数据的有效匹配问题，同时为不同的功能分析提供了高精度的量化数据，可以很好地进行电网在线安全稳定分析的数据预处理工作。
参考文献：
[1]李帅，祁利刚，李中，苑津沙.基于数据仓库和OLAP的电力决策支持系统的设计[J].电力系统通信，2007，28(177)：58-61.
[2]方怡，王君，王晓茹.基于暂态稳定评估的数据挖掘预处理[J].机电工程，2007，24(10)：46-50.
一、电力系统安全稳定性方面存在的问题
随着计算机技术、通讯技术、控制技术以及电力电子技术的飞速发展及其在电力系统中的应用，有关电力系统的安全稳定性分析方面出现了许多亟待探讨的问题，主要体现在以下几个方面：
（一）电力系统中的数据利用
电力系统的数据包括数字仿真数据及系统中各种装置所采集的实测数据，例如管理信息系统、地理信息系统以及各种仿真软件仿真生成的数据。然而工程技术人员通过这些数据所获取的信息量仅仅是全体数据所包含信息量的极少一部分，隐藏在这些数据之后的极有价值的信息是电力系统各种失稳模式、发展规律及内在的联系，对电网调度人员来说，这些信息具有极其重要的参考价值。
（二）电力系统安全稳定性的定量显示
随着电力市场的形成和发展，系统将运行在其临界状态附近，此时安全裕度变小，调度人员也面临着越来越严峻的挑战。为此，我们要深入了解在新的市场环境下电力系统全局安全稳定性的本质，找出电力系统各种失稳模式、内在本质及对其发展趋势的预测，同时，我们还需要使用浅显易懂的信息来定量估计系统动态安全水平，估计各种参变量的稳定极限，同时使用更多的高维可视化技术，对电力系统安全稳定的演化过程进行可视化和动态分析、模拟。为调度人员创造一个动态的、可视化的、交互的环境来处理、分析电力系统的安全稳定问题。
（三）电力系统安全稳定性的评价及控制
由于电力系统的扰动类型极其复杂多样，无法完全预测，调度人员需要更多的专家、更有价值的信息来预测及采取必要的控制措施来保证电力系统的安全稳定运行。这就对安全稳定评估算法的实时性、准确性及智能性提出了挑战。
二、提高电力系统运行的安全稳定性的对策研究
为解决上述问题，工程技术人员需要掌握系统可能运行空间所蕴含的规律，并使用不断积累的实测数据直接对系统的安全稳定性进行分析，在这种情况下，单凭人力已无法完成这种数据分析任务，为此，研究新的智能数据分析方法，更多地用计算机代替人去完成繁琐的计算及推导工作，对提高系统运行的安全稳定性具有重要的意义。
（一）运用数据仓库技术有效利用电力系统中的大量数据
（二）运用数据挖掘技术挖掘电力系统中潜在的有用信息
数据挖掘是从大量的、不完全的、有噪声的、模糊的、随机的数据中，提取隐含在其中的、人们事先不知道的、但又是潜在有用的信息和知识的过程。
（三）运用基于风险的暂态稳定评估方法增强对电力系统安全稳定性的评价及控制
基于风险的暂态稳定评估方法首先对评估系统的暂态安全风险逐个元件进行分析，然后综合给出相应的风险值。这种评估方法不仅可以分析稳定概率性，也可以定量地分析失稳事件的严重性，即事故对系统所造成的后果。它能有效地把稳定性和经济性很好地联系在一起，给出系统暂态稳定风险的指标，并在一定程度上提高输电线路的传输极限，这将有利于增加社会效益。
【关键词】电力系统安全风险评估分析
1电力系统安全风险评估的指标体系
电力系统运行的安全性，是指在突发性故障引起的扰动下，系统保证避免发生严重供电中断的能力。电力系统复杂，需要构建一定的风险评估指标体系。风险评估指标是风险评估的关键，只有建立科学、合理、实用的评估指标体系，才能对电力系统的安全风险进行客观、准确的评估，评估结果才具有实际指导意义。电力系统的安全性评估研究主要有3类方法，即确定性评估、概率评估、风险评估。电力系统由大量的发电机、变压器、母线、架空输电线路、断路器、隔离开关负荷等元件组成。设备停运是系统失效的根本原因，系统风险评价首要工作就是要确定元件的停运模型。
由于风险按每一个元件、每一起事故和每一类安全性问题进行计算，因此可以将对系统的整体风险评价进行分解，分解为对各类安全性问题的评估，并分类计算风险指标值，来反映系统安全问题的不同方面。在本文中定义了四类安全性问题，分别是过负荷风险、低电压风险、电压崩溃风险和功角失稳风险。根据这些风险建立一套具有科学性、实用性、完整性的安全风险评估体系。该体系包含了结构、技术、设备三大方面的风险指标。
2基于状态检修的电力系统故障概率模型
研究表明，设备状态评分与故障率之间存在如式（2-1）所示的指数关系：
P=Ke-（2-1）
式中：I：设备状态评分值，即通过设备状态评价导则获得的状态评价得分；
K：比例系数；
C：曲率系数；
p：平均故障率，其取值范围O～1。
由上式可见，状态评分的数值越大，设备故障率也就越高。
关于公式（2-1）中K、C值的求取，需根据各电力企业所辖电网的线路元件状
态和平均故障率进行统计计算，求得适合于该区域电网的K、C值，统计计算方法如下：
根据收集数据的统计，可以由年故障线路元件数与线路元件总数得出线路元件的年故障发生率，即
P=x100%（2-2）
式中：n：故障线路元件数；
N：线路元件总数。
基于历史统计数据的最小二乘拟合公式为：
P=x100%（2-3）
式中：p：线路元件的年故障发生概率；C×I
Ni：某一分类的线路元件数；
N：线路元件总数；i为线路元件的分类，i=1～4；
I：根据i的分类按照对应于I分值上下限的平均值代入。
只要获得某地区电网2年及以上的线路元件故障率p的统计数据及线路元件状态评分I，就可以通过反演计算获取适合于该区域电网的比例系数K和曲率系数C。
3电力系统安全风险评估分析
电力系统安全风险评估分析首先要根据上文构建的指标体系和电力系统模型来计算和分析。具体操作包括风险指标计算和系统安全风险评估分析。
在计算流程中，如下图1。
图1风险指标计算流程图
首先确立初始计算条件以及研究对象，包含所有需要计算的可能发生故障的元件；利用已知历史数据计算目标集内每个故障发生的概率。对于设备停运故障，计算每个故障发生。后系统的潮流分布情况，从潮流结果中运用有效数据按照上面所建立的模型计算过负荷风险指标、低电压风险指标。对于电压崩溃指标中的有功裕度值，计算的是所研究区域中所有负荷同时按一定比例增长的结果；其中负荷增长过程中，设负荷功率因数不变。功角失稳指标只计算线路两端发生短路故障的情况。求出每个故障下的各种风险指标。最后，当集内的所有故障全部计算完后，通过风险指标的整合对系统安全性进行风险评估分析。
4结语
本文首先提出了一套电力系统风险评估的评价指标体系，针对状态检修电力系统风险评估的量化需求，提出了一套的概率模型。最后，给出该评价指标计算路径和评价方法流程在电力系统安全风险评估中的应用的步骤，可为电力人员提供借鉴与参考作用。但电力系统安全风险评估通常是在政府的监管下进行的，因此评估体系必须符合便于政府监管部门开展评估工作的原则。
[1]陈亦平，洪军.巴西“11.10”大停电原因分析及对我国南方电网的启示[J].电网技术，2010，34（5）：77-82.
关键词：电力安全研究
Abstract:thesafeandstableoperationofpowersystemisofgreatsignificancetothenationaleconomy.Withthecontinuousnetworkinterconnectionandelectricitymarketgraduallyimplemented,runningenvironmentofthepowersystemisbecomingmoreandmorecomplicated,andthesafeandstableoperationofpowergridrequirementsalsomoreandmorehigh.Someproblemsbyanalyzingthesecurityandstabilityofpowersystem,putsforwardsomecountermeasuresforimprovingthesecurityandstabilityofpowersystemoperation.Keywords:electricpowersafetyresearch
中图分类号：U223.6文献标识码：A
一、电力系统安全稳定性方面存在的问题随着计算机技术、通讯技术、控制技术以及电力电子技术的飞速发展及其在电力系统中的应用，例如2003年的纽约、伦敦和东京大停电事故。因此，对现代电力系统的运行提出了更高的要求，既保证安全、可靠和经济地发供电能，又要求保证合格的供电质量。有关电力系统的安全稳定性分析方面出现了许多亟待探讨的问题，主要体现在以下几个方面：
电力系统的数据包括数字仿真数据及系统中各种装置所采集的实测数据，例如管理信息系统、地理信息系统以及各种仿真软件仿真生成的数据。然而工程技术人员通过这些数据所获取的信息量仅仅是全体数据所包含信息量的极少一部分，隐藏在这些数据之后的极有价值的信息是电力系统各种失稳模式、发展规律及内在的联系，对电网调度人员来说，这些信息具有极其重要的参考价值。研究分析长距离重负荷线路的静态稳定裕度的计算，将电力系统的数学模型进行线性化处理，用频域法，计算电力系统参数矩阵的特征值和特征向量。出现静态稳定问题的情况，多属单机对主系统模式。
电力系统调控中心进行在线安全分析的目的是对电力系统在当前运行情况下的安全状况作出评价，从而预先采取合理的控制措施。当处于安全状态的电力系统受到某种扰动，可能进入告警状态，通过静态安全控制（即预防性控制），如调整发电机电压或出力，投入电容器等，使系统转为安全状态；电力系统在紧急状态下为了维持稳定运行和持续供电，必须采取紧急控制，通过动态安全控制，系统可以恢复到安全状态，也可能进入恢复状态；通过恢复控制，使系统进入安全状态。
为了解决上述问题，工程技术人员需要掌握系统可能运行空间所蕴含的规律，并使用不断积累的实测数据直接对系统的安全稳定性进行分析，在这种情况下单凭人力已无法完成这种数据分析任务，为此，研究新的智能数据分析方法，更多地用计算机代替人去完成繁琐的计算及推导工作，对提高系统运行的安全稳定性具有重要意义。
（1）面向主题：主题是在一个较高层次上将数据进行综合、归类并进行分析利用的抽象。面向主题数据组织方式，就是在较高层次上对分析对象的数据的完整、一致的描述，能统一地刻画各个分析对象所涉及的各项数据，以及数据之间的关系。
（2）集成的：由于各种原因，数据仓库的每个主题所对应的数据源在原有的分散数据库中通常有许多重复和不一致的地方，而且不同联机系统的数据都和不同的应用逻辑绑定，所以数据在进入数据仓库之前必须统一和综合，这一步是数据仓库建设中最关键、最复杂的一步。
（3）不可更新的：与面向应用的事务数据库需要对数据作频繁的插入、更新操作不同，数据仓库中的数据所涉及的操作主要是查询和新数据导入，一般不进行修改操作。
数据挖掘的功能和目标是从数据库中发现隐含的、有意义的知识，它主要具备以下五大功能：
（1）概念描述。概念描述就是对某类对象的内涵进行描述，并概括这类对象的有关特征。概念描述分为特征性描述和区别性描述，前者描述某类对象的共同特征，后者描述不同类对象之间的区别。
（2）关联分析。数据关联是数据库中存在的一类重要的可被发现的知识。若两个或多个变量的取值之间存在某种规律性，就称为关联。关联可分为简单关联、时序关联、因果关联。关联分析的目的是找出数据库中隐藏的关联网。有时并不知道数据库中数据的关联函数，即使知道也是不确定的，因此关联分析生成的规则带有可信度。
（3）聚类。数据库中的记录可被化分为一系列有意义的子集，即聚类。聚类增强了人们对客观现实的认识，是概念描述和偏差分析的先决条件。聚类技术的要点是，在划分对象时不仅考虑对象之间的距离，还要求划分出的类具有某种内涵描述，从而避免了传统技术的某些片面性。
（4）自动预测趋势和行为。数据挖掘技术能够自动在大型数据库中寻找预测性信息，以往需要进行大量手工分析的问题如今可以迅速直接地由数据本身得出结论。
（5）偏差检测。数据库中的数据常有一些异常记录，从数据库中检测这些偏差意义重大。偏差包括很多潜在的知识，如分类中的反常实例、不满足规则的特例、观测结果与模型预测值的偏差等。
[1]张建平、陈峰，《福建电力系统安全稳定性研究》，载《福建电力与电工》2001，4.
关键词：电力系统；信息网络；信息安全
引言
1对电力网络信息系统安全造成威胁的因素分析
1.1外界环境影响
电力系统信息网络的基础设施长期的在露天的环境下工作，很容易遭受周遭环境变化的影响，特别是电磁场干扰、暴风暴雨、雷电、地震等环境因素，或者是因为其他因素造成的物理损坏，致使网络出现故障，从而影响数据信息的准确实时传输。
1.2管理制度影响
当前针对电力系统信息网络，我国的部分电力企业已经初步建立了相应的管理规范，并制定了安全防范措施以及安全保护机制。但是由于起步较晚，而且信息网络一直在不断的更新发展，过去的管理制度已经逐渐无法与其相匹配，缺乏对店里信息网络更加详细的维护与指导。
1.3人为操作失误
电力系统信息网络的安全运行必须要基于正确的网络安全配置模式，有时因为人才操作的失误，使网络安全配置不当，从而降低电力系统的安全性，产生了一些漏洞，使系统无法识别正确的操作命令。这样有可能在用户进行账号口令登陆时，会增加泄露账号信息的概率，共享的信息资源会随之泄露。如果是使网络主机产生了安全漏洞，主机的运行情况和数据会受到直接的干扰，数据库也会处在安全性极低的环境下，无法再进行有效的数据保护。
1.4人为恶意攻击
网络黑客和病毒都是人为的恶意攻击，这种恶意攻击会带有一定的目的性，会对计算机网络系统进行有选择性的恶意破坏，如果是被动的攻击就会使病毒潜伏在网络当中，虽然不会影响到正常工作，但是会窃取、截获数据信息，特别是重要的机密信息，会使电力系统遭受更大的经济损失。
2保证信息网络系统性安全对策的多层面分析
2.1物理层面的信息网络系统安全对策分析
2.2网络层面的信息网络系统安全对策分析电力网络的组成和互联网不同，它是由若干局域网和广域网组成的，并且包含了互联网的部分因素和特性。电力网络系统结构复杂，功能多样。其中行政办公网络、业务网络并不能很好地进行物理隔离，这些网络在合理性分化、科学设置路由器等方面直接影响到整个系统的正常运行。为了保证各网络和系统的信息隔离，VPN、VLAN等技术被应用在阻断电力网络信息安全系统的网络隔离上。VPN技术包括加密系统、认证系统、限制访问等功能，它可以封装各个子系统的信息，并且通过虚拟通道进行传送，一次保证信息的安全性。VLAN是指根据网络用户的性质和需求，对其进行逻辑分组。每个逻辑组就是VLAN。各VLAN之间不能互相交互信息，只能通过路由器进行传输，以此来保证系统信息安全。局域网则可以安装特定的防火墙进行防护，并采用入侵检测技术进行补充，实现网络安全保障。
2.3系统层面的信息网络系统安全对策分析
保证系统安全的首要任务就是保证操作的安全性，操作系统的安全直接关系到整个系统的安全。WEB服务器、外部信息系统交互服务器、办公客户机等设备常见操作系统包括Win98、2000、xp等，这些系统都存在一定的漏洞。因此需要对这些系统进行安全防护，例如在系统中设置访问权限，并对用户管理进行健全。常见数据安全机制有：访问机制、日志审计、敏感数据标签等。在实际操作中，则需要采用性能稳定的数据库系统，并依据数据库的不同安全策略进行相应设置。诸如将用户权限分为不同的形式，这些形式的信息，包含了文档、图表、数据库等信息，对这些分组进行不同的读写权限，以此保证不同用户对数据的不同权限。在系统安全维护方面，则应对系统安全进行数据加密手段。另一方面，则可以依照相应的安全需求，对数据文档进行具体加密。对于重要的大数据块则需要采用快速加密的对称密匙算法，对于较少的签名数据则可以采用公开密匙算法进行加密保护。
2.4应用层面的信息网络系统安全对策分析
应用层是指电力网络系统的用户，对于应用层的网络系统安全保护主要体现在用户网页、邮件等基础应用中。这些应用涉及到内外部的信息传递、局域网跨应用方式等方面，这就要求在进行信息传递时，数据资源有安全的访问权限和编辑，另外还需要保证信息传递中的安全性。在这些应用编辑过程中，还可以对第三方进行加密和数字签名，并对敏感数据进行先期加密和数字签名，因为这些敏感数据的不可见性，进一步增加了系统的安全性。
3结语
综上所述，电力是当前国民经济中的支柱产业，其网络安全性也是信息化建设中的重要问题。由于电力系统的发展需求，电力网络系统需要和外部网络连接，与此同时，病毒、木马、黑客等不安全网络因素也越来越多，电力网络信息系统安全是电力系统安全运行的关键。只有透彻了解电力信息系统安全特点和威胁因素，并从物理层、网络层、系统层、应用层、安全管理层五个方面采取措施对电力网络信息系统进行安全防范，才能保障电力网络信息系统安全运行，促进整个电力系统的健康发展。
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[2]潘明惠，偏瑞琪，李志民.电力系统信息安全应用研究[J].中国电力,2010.
[3]朱腾，梁冬冬.基于电力系统网络安全的风险控制[A].第一届电力安全论坛优秀论文集[C].2013.
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