智慧型電網是當今世界能源產業發展變革的最新動向，體現了社會的進步，代表著電網未來發展的方向。本書系統地闡釋了智慧型電網知識處理模型以及知識可視化展示的基本理論和方法，提出了電網數據不同模式下知識發現的模型方法、電網知識的表現方法、電網知識推理機構建方法和知識三維可視化方法。在內容上涵蓋了智慧型電網知識處理模型和可視化方法的最新研究成果，包含了豐富的電網數據處理實例，力爭做到理論聯繫實際。 本書適用於高等院校電力系統信息化相關專業的高年級本科生和研究生閱讀，也可以供從事智慧型電網、機器學習、數據挖掘等領域的科技工作人員閱讀參考。
基本介紹
- 中文名：智慧型電網知識處理模型與可視化方法
- 出版社：科學出版社
- 頁數：265頁
- 開本：16
- 作者：曲朝陽 王蕾
- 出版日期：2013年11月1日
- 語種：簡體中文
- ISBN：9787030371836, 7030371836
內容簡介,圖書目錄,序言,
內容簡介
《智慧型電網知識處理模型與可視化方法》適用於高等院校電力系統信息化相關專業的高年級本科生和研究生閱讀，也可以供從事智慧型電網、機器學習、數據挖掘等領域的科技工作人員閱讀參考。
圖書目錄
1緒論
1.1知識
1.2知識處理
1.3知識可視化
1.3.1知識可視化的定義
1.3.2知識可視化的產生
1.3.3國內外研究現狀及發展動態
1.4知識處理與可視化在智慧型電網建設中的意義
1.4.1大數據時代下智慧型電網建設的技術障礙
1.4.2知識處理與可視化在智慧型電網建設中的作用
主要參考文獻
2智慧型電網知識
2.1智慧型電網數據來源
2.1.1智慧型電網集約化管理方式下業務系統概述
2.1.2智慧型電網生產數據
2.1.3智慧型電網運營數據
2.1.4智慧型電網管理數據
2.2智慧型電網信息分類
2.2.1輸電網信息描述
2.2.2變電網信息描述
2.2.3配電網信息描述
2.2.4用電信息描述
2.3智慧型電網知識套用
2.3.1分類知識套用
2.3.2關聯知識套用
2.3.3聚類知識套用
2.3.4預測知識套用
2.3.5異常知識套用
主要參考文獻
3知識發現概述及實務案例
3.1知識發現概述
3.1.1知識發現與數據挖掘
3.1.2知識發現的過程
3.1.3知識發現的目標
3.1.4知識發現技術方法
3.1.5知識發現工具
3.2實務案例——電網運行狀態知識發現
3.2.1CRISPDM標準
3.2.2電網運行狀態分類常用算法
3.2.3在Clementine中實現電網運行狀態分類
主要參考文獻
4智慧型電網知識發現算法
4.1分類模式發現
4.1.1分類歸納概述
4.1.2分類歸納基本概念
4.1.3分類歸納基本技術
4.1.4決策樹方法構建原理
4.1.5電壓穩定性判據的決策樹實例
4.2關聯模式知識發現
4.2.1關聯規則概述
4.2.2關聯規則基本概念
4.2.3關聯規則挖掘算法
4.2.4Apriori算法
4.2.5電網廣域測量系統（WAMS）數據關聯規則實例
4.3聚類模式知識發現
4.3.1聚類分析概述
4.3.2相似性度量
4.3.3KMeans算法
4.3.4聚類方法的並行化與評價
4.3.5電力負荷聚類分析實例
4.4預測模式知識發現
4.4.1預測方法概述
4.4.2預測方法的一般步驟
4.4.3預測的傳統方法原理
4.4.4預測的新方法原理
4.4.5電力負荷預測回歸分析實例
4.5異常模式知識發現
4.5.1異常模式知識發現概述
4.5.2異常數據的定義
4.5.3異常挖掘方法
4.5.4異常檢測算法
4.5.5離群數據挖掘及其在電力負荷預測中的套用
主要參考文獻
5智慧型電網知識表示
5.1智慧型電網知識表示方法的選取
5.1.1選擇電網知識表示方法的標準
5.1.2當前幾種流行的知識表示方法比較
5.2基於本體的智慧型電網知識表示與建模
5.2.1智慧型電網領域本體的描述語言
5.2.2智慧型電網領域知識本體的構建
5.2.3智慧型電網領域知識本體的基本構建過程
5.2.4基於本體的電力企業知識表示模型
5.2.5智慧型電網知識表示工具及實例
5.3智慧型電網領域本體的映射
5.3.1本體映射問題的描述
5.3.2本體映射概述
5.3.3基於語義的本體映射
5.4智慧型電網知識庫的構建
5.4.1電網知識庫設計
5.4.2知識節點和知識單元的定義
5.4.3知識庫的邏輯存儲結構
5.4.4知識庫的物理存儲結構
5.4.5電網知識庫中的本體鏈
主要參考文獻
6智慧型電網知識推理機構建
6.1推理機概述
6.1.1本體推理機內涵
6.1.2本體推理機系統
6.1.3本體推理機套用
6.2智慧型電網本體推理機構建方法
6.2.1本體解析器構建
6.2.2本體查詢引擎構建
6.2.3本體推理引擎構建
6.2.4API接口
6.3智慧型變電站工作票本體推理機構建實例
6.3.1智慧型變電站任務需求知識適配推理模型及工具
6.3.2基於Jena的工作票任務本體構建方法
6.3.3執行結果及評價
主要參考文獻
7智慧型電網知識三維可視化方法
7.1智慧型電網知識三維可視化
7.1.1虛擬現實技術概述
7.1.2可視化實現基礎
7.1.3電網知識可視化載體
7.2電網知識可視化技術
7.2.1知識類型的轉換
7.2.2知識可視化方法
7.3虛擬電力設備一體化建模
7.3.1一體化模型的特點
7.3.2一體化模型建立過程
7.3.3一體化建模實例
7.4虛擬電力場景的三維構建方法
7.4.1電力虛擬場景的組織策略
7.4.2網路負載平衡算法
7.4.3碰撞檢測算法
7.5三維虛擬場景的渲染及最佳化方法
7.5.1互動式協同渲染方法
7.5.2虛擬場景繪製速度的提升
7.5.3虛擬設備及場景真實感的提升
7.6智慧型電網知識三維可視化方法的套用
主要參考文獻
1.1知識
1.2知識處理
1.3知識可視化
1.3.1知識可視化的定義
1.3.2知識可視化的產生
1.3.3國內外研究現狀及發展動態
1.4知識處理與可視化在智慧型電網建設中的意義
1.4.1大數據時代下智慧型電網建設的技術障礙
1.4.2知識處理與可視化在智慧型電網建設中的作用
主要參考文獻
2智慧型電網知識
2.1智慧型電網數據來源
2.1.1智慧型電網集約化管理方式下業務系統概述
2.1.2智慧型電網生產數據
2.1.3智慧型電網運營數據
2.1.4智慧型電網管理數據
2.2智慧型電網信息分類
2.2.1輸電網信息描述
2.2.2變電網信息描述
2.2.3配電網信息描述
2.2.4用電信息描述
2.3智慧型電網知識套用
2.3.1分類知識套用
2.3.2關聯知識套用
2.3.3聚類知識套用
2.3.4預測知識套用
2.3.5異常知識套用
主要參考文獻
3知識發現概述及實務案例
3.1知識發現概述
3.1.1知識發現與數據挖掘
3.1.2知識發現的過程
3.1.3知識發現的目標
3.1.4知識發現技術方法
3.1.5知識發現工具
3.2實務案例——電網運行狀態知識發現
3.2.1CRISPDM標準
3.2.2電網運行狀態分類常用算法
3.2.3在Clementine中實現電網運行狀態分類
主要參考文獻
4智慧型電網知識發現算法
4.1分類模式發現
4.1.1分類歸納概述
4.1.2分類歸納基本概念
4.1.3分類歸納基本技術
4.1.4決策樹方法構建原理
4.1.5電壓穩定性判據的決策樹實例
4.2關聯模式知識發現
4.2.1關聯規則概述
4.2.2關聯規則基本概念
4.2.3關聯規則挖掘算法
4.2.4Apriori算法
4.2.5電網廣域測量系統（WAMS）數據關聯規則實例
4.3聚類模式知識發現
4.3.1聚類分析概述
4.3.2相似性度量
4.3.3KMeans算法
4.3.4聚類方法的並行化與評價
4.3.5電力負荷聚類分析實例
4.4預測模式知識發現
4.4.1預測方法概述
4.4.2預測方法的一般步驟
4.4.3預測的傳統方法原理
4.4.4預測的新方法原理
4.4.5電力負荷預測回歸分析實例
4.5異常模式知識發現
4.5.1異常模式知識發現概述
4.5.2異常數據的定義
4.5.3異常挖掘方法
4.5.4異常檢測算法
4.5.5離群數據挖掘及其在電力負荷預測中的套用
主要參考文獻
5智慧型電網知識表示
5.1智慧型電網知識表示方法的選取
5.1.1選擇電網知識表示方法的標準
5.1.2當前幾種流行的知識表示方法比較
5.2基於本體的智慧型電網知識表示與建模
5.2.1智慧型電網領域本體的描述語言
5.2.2智慧型電網領域知識本體的構建
5.2.3智慧型電網領域知識本體的基本構建過程
5.2.4基於本體的電力企業知識表示模型
5.2.5智慧型電網知識表示工具及實例
5.3智慧型電網領域本體的映射
5.3.1本體映射問題的描述
5.3.2本體映射概述
5.3.3基於語義的本體映射
5.4智慧型電網知識庫的構建
5.4.1電網知識庫設計
5.4.2知識節點和知識單元的定義
5.4.3知識庫的邏輯存儲結構
5.4.4知識庫的物理存儲結構
5.4.5電網知識庫中的本體鏈
主要參考文獻
6智慧型電網知識推理機構建
6.1推理機概述
6.1.1本體推理機內涵
6.1.2本體推理機系統
6.1.3本體推理機套用
6.2智慧型電網本體推理機構建方法
6.2.1本體解析器構建
6.2.2本體查詢引擎構建
6.2.3本體推理引擎構建
6.2.4API接口
6.3智慧型變電站工作票本體推理機構建實例
6.3.1智慧型變電站任務需求知識適配推理模型及工具
6.3.2基於Jena的工作票任務本體構建方法
6.3.3執行結果及評價
主要參考文獻
7智慧型電網知識三維可視化方法
7.1智慧型電網知識三維可視化
7.1.1虛擬現實技術概述
7.1.2可視化實現基礎
7.1.3電網知識可視化載體
7.2電網知識可視化技術
7.2.1知識類型的轉換
7.2.2知識可視化方法
7.3虛擬電力設備一體化建模
7.3.1一體化模型的特點
7.3.2一體化模型建立過程
7.3.3一體化建模實例
7.4虛擬電力場景的三維構建方法
7.4.1電力虛擬場景的組織策略
7.4.2網路負載平衡算法
7.4.3碰撞檢測算法
7.5三維虛擬場景的渲染及最佳化方法
7.5.1互動式協同渲染方法
7.5.2虛擬場景繪製速度的提升
7.5.3虛擬設備及場景真實感的提升
7.6智慧型電網知識三維可視化方法的套用
主要參考文獻
序言
智慧型電網是未來電網的一個主要發展方向，被認為是21世紀電力系統的重大科技創新和發展趨勢。其作為一個新興事物，面臨著許多問題：隨著電網數據採集能力不斷提高，數據量呈現幾何增長，如何利用這些數據進行科學研究還缺乏有力的處理方法；同時，傳統的二維、靜態顯示的電網仿真研究也需加以改進，以加深研究者對仿真結果的理解，方便對數學模型的調整並觀察其效果，從而揭示電網運行的內在規律。知識可視化研究的是從海量數據中發現知識以及用來構建和傳達複雜知識的圖解方法。因此，對於智慧型電網知識可視化模型、方法的研究是增強電力系統研究能力的一種有力手段，也將是智慧型電網穩定運行與建設的根本保證。
模型方法作為人們認識、理解和描述事物的基本方法，已成為人們提取關鍵科學問題的基本途徑。模型是通過過濾非本質的細節信息，抽象描述複雜問題或結構的本質。在本書中，對智慧型電網知識可視化的研究劃分為知識處理模型與可視化方法兩大部分：將知識處理、可視化技術與現實想法相結合，通過提出的模型與方法形成解決電網智慧型信息處理問題的新思路。
本書面向智慧型電網的實際套用，系統地闡述了知識可視化模型的理論方法和實現技術。通過相應的實例分析與套用系統開發說明已闡述的理論方法和實現技術是正確的、可行的。在研究實踐和撰稿過程中，力求做到理論探索和實驗驗證相結合，並進行圖文並茂地展示。全書共分為7章，劃分為三部分即引論(1~2章)、知識處理模型(3~6章)、可視化方法(7章)：
第1章是緒論，回顧知識處理三要素(知識發現、表示、推理)與知識可視化的產生、發展與套用現狀，分析了當前智慧型電網建設中的技術障礙，討論了該課題在解決這些障礙中的意義。
第2章系統論述從智慧型電網的基礎數據來源，到抽象出信息分類，再到具有最高抽象層次的知識套用，並對每一模組進行了具體分析。
第3章重點論述通用知識發現模型，包括知識發現的過程、任務、方法和常用工具，並通過利用Clementine構建電網運行狀態知識發現案例進行說明。
第4章專題討論不同模式下智慧型電網知識的發現算法。通過對分類、關聯、聚類、預測、異常模式下重要概念、經典算法的剖析，總結出不同模式下知識發現的一般方法並重點給出了其在解決智慧型電網運維中實際問題的套用實例。
第5章專門討論基於本體的智慧型電網知識的表示方法。首先通過對常見知識的表示方法特點分析並結合智慧型電網知識表示方法的選擇標準，選取本體作為建模方法；然後給出了構建電網領域本體的基本過程和基於protégé工具的電網知識表示套用建模實例；最後討論通過本體映射解決建模後存在的異構等問題的方法，完成電網本體知識庫構建。
第6章詳細討論智慧型電網知識推理機的構建方法。先給出了電網本體推理機構建的一般方法，然後重點以智慧型變電站工作票本體推理機的構建為例對該方法的有效性進行分析評價。
第7章為智慧型電網知識三維可視化建模方法，提出一種電網知識三維可視化方法：以虛擬現實技術為基礎，通過在電網知識和虛擬電力設備模型之間建立映射規則，並利用合理的組織來搭建電網知識展示場景，設計快速生成及顯示算法，並通過電力企業《基於虛擬現實的電力安全規程培訓及演練平台》生產三維可視化平台的開發驗證該方法的有效性。
本書是項目組集體成果。體系結構與內容由曲朝陽、王蕾設計，項目組成員曲楠、朱莉、范旭東參加了初稿的撰寫工作，研究生於華濤、楊帆、陳帥參加了實例仿真和排版工作，全書由曲朝陽統稿。
本書的出版得到東北電力大學各級領導的大力支持。在撰稿過程中，作者得到了很多相關領域專家的支持、指導和幫助，書中參考了國內外許多專家、學者的論著，案例分析中的數據來源於與項目組有產學研合作關係的電力公司、熱電廠、變電站的支持，在此一併致以感謝。
本書的研究工作得到國家自然科學基金面上項目“智慧型電網知識可視化模型及知識發現策略研究”(項目編號：51077010)、吉林省自然科學基金項目“智慧型電網的知識動態聚合及協同決策機理研究”(項目編號：20101517)等項目的支持。
由於作者水平有限加之該課題內容新，一些理論方法和技術還在發展之中，我們雖然做了艱苦努力，書中不足之處難免，懇請各位專家和讀者批評指正。
模型方法作為人們認識、理解和描述事物的基本方法，已成為人們提取關鍵科學問題的基本途徑。模型是通過過濾非本質的細節信息，抽象描述複雜問題或結構的本質。在本書中，對智慧型電網知識可視化的研究劃分為知識處理模型與可視化方法兩大部分：將知識處理、可視化技術與現實想法相結合，通過提出的模型與方法形成解決電網智慧型信息處理問題的新思路。
本書面向智慧型電網的實際套用，系統地闡述了知識可視化模型的理論方法和實現技術。通過相應的實例分析與套用系統開發說明已闡述的理論方法和實現技術是正確的、可行的。在研究實踐和撰稿過程中，力求做到理論探索和實驗驗證相結合，並進行圖文並茂地展示。全書共分為7章，劃分為三部分即引論(1~2章)、知識處理模型(3~6章)、可視化方法(7章)：
第1章是緒論，回顧知識處理三要素(知識發現、表示、推理)與知識可視化的產生、發展與套用現狀，分析了當前智慧型電網建設中的技術障礙，討論了該課題在解決這些障礙中的意義。
第2章系統論述從智慧型電網的基礎數據來源，到抽象出信息分類，再到具有最高抽象層次的知識套用，並對每一模組進行了具體分析。
第3章重點論述通用知識發現模型，包括知識發現的過程、任務、方法和常用工具，並通過利用Clementine構建電網運行狀態知識發現案例進行說明。
第4章專題討論不同模式下智慧型電網知識的發現算法。通過對分類、關聯、聚類、預測、異常模式下重要概念、經典算法的剖析，總結出不同模式下知識發現的一般方法並重點給出了其在解決智慧型電網運維中實際問題的套用實例。
第5章專門討論基於本體的智慧型電網知識的表示方法。首先通過對常見知識的表示方法特點分析並結合智慧型電網知識表示方法的選擇標準，選取本體作為建模方法；然後給出了構建電網領域本體的基本過程和基於protégé工具的電網知識表示套用建模實例；最後討論通過本體映射解決建模後存在的異構等問題的方法，完成電網本體知識庫構建。
第6章詳細討論智慧型電網知識推理機的構建方法。先給出了電網本體推理機構建的一般方法，然後重點以智慧型變電站工作票本體推理機的構建為例對該方法的有效性進行分析評價。
第7章為智慧型電網知識三維可視化建模方法，提出一種電網知識三維可視化方法：以虛擬現實技術為基礎，通過在電網知識和虛擬電力設備模型之間建立映射規則，並利用合理的組織來搭建電網知識展示場景，設計快速生成及顯示算法，並通過電力企業《基於虛擬現實的電力安全規程培訓及演練平台》生產三維可視化平台的開發驗證該方法的有效性。
本書是項目組集體成果。體系結構與內容由曲朝陽、王蕾設計，項目組成員曲楠、朱莉、范旭東參加了初稿的撰寫工作，研究生於華濤、楊帆、陳帥參加了實例仿真和排版工作，全書由曲朝陽統稿。
本書的出版得到東北電力大學各級領導的大力支持。在撰稿過程中，作者得到了很多相關領域專家的支持、指導和幫助，書中參考了國內外許多專家、學者的論著，案例分析中的數據來源於與項目組有產學研合作關係的電力公司、熱電廠、變電站的支持，在此一併致以感謝。
本書的研究工作得到國家自然科學基金面上項目“智慧型電網知識可視化模型及知識發現策略研究”(項目編號：51077010)、吉林省自然科學基金項目“智慧型電網的知識動態聚合及協同決策機理研究”(項目編號：20101517)等項目的支持。
由於作者水平有限加之該課題內容新，一些理論方法和技術還在發展之中，我們雖然做了艱苦努力，書中不足之處難免，懇請各位專家和讀者批評指正。
