網格技術在電力調度信息化中的應用價值研究

國網亳州供電公司 趙 輝 戴明明

國網蒙城縣供電公司 戴 鵬 劉宏偉

網格技術在電力調度信息化中的應用價值研究

國網亳州供電公司 趙 輝 戴明明

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隨著科學技術的進步和我國電力事業的發展，電網收集和處理、共享數據的能力需要進一步加強，網格技術具有強大的資源共享、協同工作的能力。鑒于網格技術對電力調度信息化中信息縱向與橫向傳導的巨大作用，筆者著重介紹網格技術在電力調度信息化中的應用價值。

網格技術；電力調度信息化；應用價值

近年來，互聯網信息技術蓬勃發展，電力調度系統采集積累了大量電網系統在運行、生產、市場運營、設備采購及檢修等方面的信息數據，這些數據能夠直觀反映出經營狀況，是電力公司寶貴的信息資源。但是電網信息化技術方面仍然存在很多問題，如各個系統間相對獨立，缺乏交互性，不利于電力調度信息化中心信息的綜合與傳遞。網格技術的應用突破了傳統信息孤島問題的瓶頸，解決了信息共享與協作的難題，整合電力調度的各個系統資源和數據，促進了電網調度信息化的發展。

1.電力調度信息化存在的問題

隨著互聯網的普及，國內電力調度機構和各級電網公司建立了相對完善的信息系統和應用系統，為調度運行的順利進行提供了有力的幫助，但是隨著電力業務的不斷增加，這些應用系統和信息系統已經滿足不了電力調度的需求，一些問題逐漸凸顯出來。

信息孤島。在電力調度綜合系統中，運行、生產、市場運營、設備采購及檢修等各個系統的信息數據不能完全整合，導致資源不能完全共享，造成冗余現象。

信息不能及時傳遞。從電力調度信息化整個系統的縱向來分析，調度系統、調度端、發電廠、變電站等幾個部門不能實現順利溝通，信息傳遞收到限制。

信息不能及時共享。從電力調度信息化整個系統的橫向來分析，調度系統、生產、規劃、氣象等部門之間的信息不能很好互聯，共享度差。

2.電力調度系統現階段信息共享的方式

信息共享需要的基本條件為：從信息傳遞橫向來看，電力調度信息化中心內部需要將各系統間數據和信息進行共享。從信息傳遞縱向來看，各個調度信息化中心之間也需要將各級電網的運行數據和基本模型進行共享。目前電力調度信息化中心大部分通過公共信息平臺來進行調度和大數據的整合，這種平臺功能較為落后，營銷、策劃、氣象等部門的信息數據不能完全共享。

3.網格技術概述

1998年有人提出：計算網格是一個提供可靠的、一致的、無所不在的、便宜的硬件和軟件基礎結構，用來進行高端計算。近年來相關人員將網格再次定義為：協作資源共享，在動態的多機構的虛擬結構中解決問題。由此可見，網格理念可以在龐大的數據系統中共享資源、協同工作。

網格計算技術支持虛擬組織，提供高層次的服務，主要基于網絡應用層，對數據中心網絡的五層沙漏結構重新進行了定義，由鏈接層、網絡層、傳輸層、應用層轉變構造層、連接層、資源層、匯聚層、應用層，以“協議”為中心，強調服務與API和SDK的重要性。網格計算技術主要應用于一些高精尖技術應用的數據中心里，更多面向的是科研應用，聚合數據中心分散的資源，支持大型集中式應用，即一個大的應用分到多處執行。

電力網需要有大量的變電站等設施對電網進行調控，相應的網格中也需要大量的管理站點來維護網格的正常運行。網格的結構及資源的調控將更復雜，需要解決的問題也更多。因為網格所關心的問題不再是文件交換，而是直接訪問計算機、軟件、數據和其他資源。這就要求網格具備解決資源與任務的分配和調度、安全傳輸與通信實時性保障、人與系統以及人與人之間的交互等能力。網格提供的資源是隨時間動態變化的，原來擁有的資源或者功能，在下一時刻可能就會出現故障或者拒絕被使用，而原來沒有的資源，可能隨著時間的進展會不斷加入進來。

4.網格技術在電力調度信息化中的應用價值探討

4.1 網格技術在電力調度信息化中的應用優勢

消除資源孤島，實現應用程序的互連互通。網格不需要電力調度數據中心部署高性能的服務器，而且對電力調度數據中心的服務器性能沒有過高要求，只要整體計算能力夠用即可。

網格計算標準化。和數據中心領域制定的各種詳細標準一樣，網格計算也有相應的國際開放技術標準，全球網格論壇（OGF）就是專門定義網格計算規范的，這就讓網格計算有了標準化的外衣，可以指導網格計算技術不斷發展與完善。

動態智能服務。網格計算可以提供動態的服務，隨著變化智能調節，適應變化，這對于電力調度數據中心有重要意義，因為電力調度數據中心里的應用很多，經常要做各種變更，還要頻繁擴容，更換故障設備等，但這些都不會影響到網格計算的效果。

可擴展性。網格計算具有高度的可擴展性，支持對分散計算的“節點”進行任意的增加或縮減。

由此可見，網格計算有兩個突出的優勢：一個是數據處理能力超強，二是能充分利用網絡的閑置處理能力，這正是電網數據中心所需要的。

4.2 網格技術在電力調度信息化的應用現狀

數據中心需要數據處理能力更強大的服務器，而超級計算機的價格顯然阻止了它進入所有的數據中心領域，并且單臺的超級計算機處理能力也有瓶頸，于是人們開始尋找一種造價低廉而數據處理能力超強的計算模式，最終網格技術被研發出來。目前網格技術已經在生物信息學、圖像處理、遠程教育、流體力學、海量信息處理等網格得到應用，在計算密集型數據、計算超級分布式、遠程沉浸等方面的技術已經逐漸完善。

在電網調度整體系統中，信息海量冗雜，網格憑借高效處理數據實現資源共享、協作工作的優勢，解決信息孤島、資源孤島、底層異構問題，實現各個系統資源整合、信息互通。利用網格技術來處理資源實現共享具有的最大優勢就是不需把所有系統的數據全部集中，而是按照數據原有的位置和格式根據數據自然特性直接進行整合與共享，這極大地減少了先把數據集中再進行處理的工作量。

但是，網格計算技術并沒有比其推出晚的云計算應用廣泛。

一定程度上忽略了利益的獲取。網格計算是將分散的計算資源整合起來來完成一件綜合系統的事情，具體分散的資源可以來自不同的城市、不同的數據中心、不同的部門。這樣必將使得這個技術更多地是從事一些公益的科研事業或者國家戰略項目，在一定程度上忽略了數據中心之間的利益獲取，這就讓網格技術一直沒有得到普及應用。

分布資源質量參差不齊。網格技術要將各個系統的資源很好地聚合起來同時工作，需要設計完善的軟件控制程序，確保各個分散的“節點”有條不紊地工作，設計這樣的軟件系統工程量也是浩大的?，F在已經出現了Globus、Legion、Net sol、Condo、Ninf等實際應用的網格計算系統，但是這些系統都有一個重要的特點，就是資金投入巨大，部署網格計算系統需要較大的成本和投入。但是隨著數據中心的普及，網格技術也有了用武之地，電力企業需要再全國各地都建立數據中心才能協同工作，這極大地促進了網格技術的發展和應用。

5.結語

雖然目前網格技術仍然處于初級起步階段，但是從其現有作用和成果來看，其在電力調度信息化系統中的使用已經發揮了一定的價值。隨著科技的進步和對網格技術的進一步研究，其最終會和互聯網一樣逐漸完善，為電力系統的安全運行、數據共享、系統仿真等提供更大的幫助。網格技術在整個國家電力系統中也將發揮越來越重要的作用，推進電力系統信息化和自動化的不斷前行。

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