云計(jì)算在智能電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)支持系統(tǒng)中的應(yīng)用研究

馬毅

【摘 要】智能電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)支持系統(tǒng)的構(gòu)建與實(shí)現(xiàn)在計(jì)算機(jī)技術(shù)的支持下完成，在電力領(lǐng)域的信息以及數(shù)據(jù)量不斷增加的今天，將云計(jì)算應(yīng)用到系統(tǒng)當(dāng)中能夠使系統(tǒng)對(duì)信息與數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)量得到進(jìn)一步增加，同時(shí)也能夠使其對(duì)于業(yè)務(wù)的處理效率得到提高，這對(duì)于電力領(lǐng)域整體實(shí)力的增強(qiáng)能夠起到重要的作用。本文闡述云計(jì)算的核心技術(shù)，深入分析云計(jì)算在智能電力調(diào)度領(lǐng)域中的綜合應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】云計(jì)算；智能電網(wǎng)；調(diào)度技術(shù)；支持系統(tǒng)；應(yīng)用

目前社會(huì)各界對(duì)電力的需求，智能電力調(diào)度系統(tǒng)需要更進(jìn)一步的發(fā)展。隨著經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展壯大，我國(guó)的電力技術(shù)在與其他科學(xué)技術(shù)的結(jié)合中不斷發(fā)展著自身。特別是在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)深入滲透到電力系統(tǒng)的當(dāng)下，人們對(duì)電力調(diào)度有了更高的需求，使得電力管理和應(yīng)用技術(shù)面臨更大的提升考驗(yàn)。

一、云計(jì)算的含義及其平臺(tái)特征

要想保證云計(jì)算在智能電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)支持系統(tǒng)中的順利應(yīng)用，首先就要明確什么是云計(jì)算及其他的平臺(tái)特征。云計(jì)算主要是指IT 設(shè)備、軟件或者其他網(wǎng)上服務(wù)獲取的方式是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)獲得的。它能夠擴(kuò)大IT 軟件和硬件的應(yīng)用環(huán)境，轉(zhuǎn)變產(chǎn)品的運(yùn)用辦法，實(shí)現(xiàn)資源的統(tǒng)一管理，并達(dá)到動(dòng)態(tài)分配效果。其平臺(tái)特征如下：第一，用戶看到的計(jì)算資源是公開(kāi)的，無(wú)需對(duì)信息資源進(jìn)行定位，也不需要了解其性能和故障，這主要是由于云計(jì)算能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)不同信息的統(tǒng)一管理，有利于用戶準(zhǔn)確掌握數(shù)據(jù)；第二，用戶不必關(guān)注運(yùn)算的具體步驟，云計(jì)算能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行智能整合，確保在動(dòng)態(tài)下獲得準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，保證優(yōu)化使用和彈性變化；第三，云計(jì)算為用戶提供了集成和便利的信息資源獲得辦法，設(shè)有人機(jī)交互接口，能夠?qū)崿F(xiàn)資源的共享和通用。

二、云計(jì)算的核心技術(shù)分析

1、分布式技術(shù)。云計(jì)算的分布式技術(shù)主要是實(shí)現(xiàn)計(jì)算的分布并行。運(yùn)用分布式技術(shù)，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)的鏈接，將多臺(tái)電腦上的數(shù)據(jù)整合成具有較強(qiáng)系統(tǒng)性的數(shù)據(jù)庫(kù)，讓計(jì)算機(jī)進(jìn)行計(jì)算時(shí)可以利用不同的計(jì)算資源。在分布式技術(shù)中有兩個(gè)主要的特征：一是整合大規(guī)模的各類計(jì)算資源，分布式技術(shù)可以把不同環(huán)境和不同組織下的計(jì)算資源進(jìn)行合理的整合，組合成一個(gè)系統(tǒng)性較強(qiáng)的計(jì)算和存儲(chǔ)平臺(tái)；二是分布式技術(shù)具有強(qiáng)動(dòng)態(tài)擴(kuò)展性，鑒于這一點(diǎn)特性云計(jì)算的計(jì)算能力和存儲(chǔ)能力能夠有更大的擴(kuò)展空間。通常來(lái)說(shuō)，在智能電網(wǎng)中還有很多未被利用起來(lái)的計(jì)算資源和存儲(chǔ)資源，通過(guò)分布式技術(shù)對(duì)這些資源進(jìn)行有效合理的利用，可以減少不必要的設(shè)備資源投入。

2、虛擬化技術(shù)。云計(jì)算的虛擬化技術(shù)主要作用于IT 各資源環(huán)節(jié)上，其中對(duì)存儲(chǔ)、主機(jī)、桌面化和網(wǎng)絡(luò)這四個(gè)環(huán)節(jié)的虛擬化為尤為重要。這些虛擬技術(shù)讓用戶體會(huì)到云計(jì)算平臺(tái)是一個(gè)獨(dú)立的實(shí)體，也是唯一一個(gè)能夠幫助用戶獲取計(jì)算服務(wù)的接口。運(yùn)用虛擬化技術(shù)，用戶可以結(jié)合自身需要，對(duì)計(jì)算機(jī)的計(jì)算或存儲(chǔ)資源進(jìn)行合理的調(diào)配。除了以上的主要功能，虛擬技術(shù)根據(jù)不同的計(jì)算資源類型，主要向用戶提供了三種差異性服務(wù)：基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)（IaaS）、平臺(tái)即服務(wù)（PaaS）和軟件即服務(wù)（SaaS）。基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)（IaaS）所提供的是計(jì)算和存儲(chǔ)能力都能夠有效擴(kuò)展的超級(jí)計(jì)算機(jī)。平臺(tái)即服務(wù)（PaaS）向用戶提供了用于開(kāi)發(fā)軟件和測(cè)試軟件的計(jì)算機(jī)平臺(tái)。用戶通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)可以很方便地在平臺(tái)上開(kāi)發(fā)軟件和發(fā)布軟件。軟件即服務(wù)（SaaS）讓用戶可以在線使用云計(jì)算平臺(tái)上的軟件。

三、云計(jì)算在智能電力調(diào)度中的綜合應(yīng)用分析

1、用戶需求側(cè)處理。智能電網(wǎng)有兩大特點(diǎn)：一是電網(wǎng)的電源，二是用戶通過(guò)電力和相關(guān)信息技術(shù)的結(jié)合。智能電網(wǎng)中最主要的任務(wù)是把電網(wǎng)調(diào)度的互動(dòng)化水平提上去，以此來(lái)完善電網(wǎng)調(diào)度的整體建設(shè)和運(yùn)行。智能電網(wǎng)互動(dòng)化技術(shù)最新的成果有負(fù)荷分布式控制技術(shù)和用戶側(cè)短期用電負(fù)荷預(yù)測(cè)技術(shù)。其中負(fù)荷分布式控制技術(shù)通過(guò)聚集分散在電力系統(tǒng)中的負(fù)荷，為電力系統(tǒng)提供備用容量，調(diào)整電網(wǎng)調(diào)度中的調(diào)峰。對(duì)可控負(fù)荷施行有效的管理控制，可以減小用戶用電的負(fù)面影響。用戶側(cè)短期用電負(fù)荷預(yù)測(cè)技術(shù)是一項(xiàng)利用云計(jì)算對(duì)大規(guī)模的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行快速計(jì)算及存儲(chǔ)的先進(jìn)技術(shù)，這一技術(shù)提高了目前計(jì)算平臺(tái)的信息處理能力，更能滿足大量的用電用戶。

2、在線安穩(wěn)分析及智能預(yù)警。隨著現(xiàn)有電力系統(tǒng)所要處理的數(shù)據(jù)量越來(lái)越多，要使電力調(diào)度系統(tǒng)正常運(yùn)行，在線安穩(wěn)分析變得尤為重要，這對(duì)電力調(diào)度系統(tǒng)的計(jì)算能力有很大的要求。就目前來(lái)說(shuō)，時(shí)域仿真只能用于離線分析。在能篩選出更多的預(yù)測(cè)事故，快速計(jì)算，廣域數(shù)據(jù)共享的支持下，利用云計(jì)算提高智能電網(wǎng)的安穩(wěn)性分析能力，讓電力調(diào)度大系統(tǒng)的在線安穩(wěn)分析得以實(shí)現(xiàn)。在線智能預(yù)警主要運(yùn)用在變電站和電力調(diào)度中心，包括有電壓預(yù)警、頻率預(yù)警、功角及潮流預(yù)警等等。運(yùn)用云計(jì)算相關(guān)技術(shù)研發(fā)出的的在線智能預(yù)警技術(shù)可以及時(shí)的追尋并定位電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)中的故障，查找出電網(wǎng)中的薄弱之處，實(shí)時(shí)的掌握電力調(diào)度系統(tǒng)的運(yùn)行情況，方便技術(shù)人員快速的斷決和采取控制措施。

3、云計(jì)算的其他擴(kuò)展應(yīng)用

目前大多數(shù)公有云和私有云會(huì)在設(shè)備、電源或者網(wǎng)絡(luò)中斷時(shí)自動(dòng)切換到不同的位置。未來(lái)電網(wǎng)調(diào)度云中心也不例外，數(shù)據(jù)傳至不同位置的數(shù)據(jù)中心，網(wǎng)絡(luò)延遲各不相同，增加的網(wǎng)絡(luò)延時(shí)對(duì)不同時(shí)間尺度的調(diào)度應(yīng)用影響如何，是否會(huì)妨礙調(diào)度控制應(yīng)用，需要進(jìn)行深入評(píng)估。目前的調(diào)度應(yīng)用均基于模型數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)，數(shù)據(jù)質(zhì)量影響到調(diào)度分析應(yīng)用，錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)模型直接影響到系統(tǒng)潮流計(jì)算收斂性能等網(wǎng)絡(luò)分析功能，因此數(shù)據(jù)上送至云端過(guò)程中除了要抵御網(wǎng)絡(luò)攻擊等人為破壞因素外，還要考慮在傳輸過(guò)程中的跳變等壞數(shù)據(jù)的診斷與識(shí)別。

1）對(duì)智能電網(wǎng)的狀態(tài)檢測(cè)。智能電網(wǎng)運(yùn)行時(shí)的狀態(tài)數(shù)據(jù)包括了一、二次系統(tǒng)設(shè)備基本數(shù)據(jù)，在線實(shí)時(shí)狀態(tài)數(shù)據(jù)、運(yùn)行數(shù)據(jù)、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、巡檢記錄等等。這些數(shù)據(jù)信息大多結(jié)構(gòu)復(fù)雜、分布不均，常規(guī)的數(shù)據(jù)信息處理方法是不能高效的處理它們的。而云計(jì)算能夠分布并行地處理這些數(shù)據(jù)，還能讓用戶按照自己的需要獲得相應(yīng)的資源。

2）智能電力調(diào)度系統(tǒng)中電能消耗分析。一般要獲取較為精準(zhǔn)的電能耗損數(shù)據(jù)都是采用離線分析的方式，但隨著電器原件數(shù)量和種類的增加，數(shù)據(jù)采集時(shí)的誤差情況出現(xiàn)次數(shù)增多，給電能耗損分析工作帶來(lái)了重重困難。如若在采集數(shù)據(jù)時(shí)能及時(shí)的建立模型，運(yùn)用云計(jì)算解決計(jì)算量大的問(wèn)題，就能實(shí)現(xiàn)在線實(shí)時(shí)的獲取電能耗損數(shù)據(jù)。

總之，云計(jì)算的核心技術(shù)充分融入到智能電力調(diào)度系統(tǒng)中，有效的解決電力調(diào)度中龐大的數(shù)據(jù)計(jì)算、存儲(chǔ)和處理問(wèn)題，還需要相關(guān)技術(shù)人員更深入的研究。要想智能電力調(diào)度有更好的發(fā)展，需要結(jié)合更多的先進(jìn)技術(shù)，這樣才能提高電力調(diào)度系統(tǒng)中計(jì)算數(shù)據(jù)的處理能力，保障電力調(diào)度系統(tǒng)能夠有效的運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

[1]蔣維勇，吳文傳，張伯明.在線安全預(yù)警系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)模型重建[J]. 電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2015，（21）.

[2]姚建國(guó)，楊勝春，單茂華.面向未來(lái)互聯(lián)電網(wǎng)的調(diào)度技術(shù)支持系統(tǒng)架構(gòu)思考[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2016，（21）.

[3]吳瑜暉，孫玉婷.陜西地區(qū)智能電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)支持系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方案的研究[J].陜西電力，2015，（04）.

[4]吳潮華.云計(jì)算在智能電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)支持系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[J].華東電力，2016.

（作者單位：國(guó)網(wǎng)太原供電公司）