關于云計算技術及其在電網中應用的研究

廣東電網有限責任公司廣州供電局 廣東 廣州 510620

前言

近些年來，我國電力系統發展迅速，電力系統監測數據增長迅猛，傳統的應用程序計算已然無法滿足現代電力監測系統數據儲存和管理需求。云計算技術作為一種新興的商業計算模式，可調度虛擬化資源，實現資源池的重新配置，進而達到最優化使用目的。全球各大軟件公司分別開發設計了各自的云產品顛覆了傳統的數據存儲、計算模式，具有極大的商業價值。相比國外的云計算技術，我國的云計算技術產業起步晚，發展滯后，時至2013年，我國云計算產業迎來了爆炸式增長的黃金時期。隨著云計算技術的不斷發展，云計算技術在電力系統的影響力不斷擴大，其無限的廉價儲存和強大的計算能力，成為電力客戶、合作伙伴安全可靠的服務模式，極大地提升了電力資源應用效率，提升了電力信息的處理能力，有效地降低了電力資源的運行成本。

1 云計算在電力系統中應用的關鍵技術

1.1 虛擬化技術

虛擬化技術實現了同一CPU模擬多個CPU運行，達到了一部電腦同時運行多個操作系統，消除多個操作系統資源爭奪的同時，大大減少了IT硬件投資成本，在一定程度上也縮減了運維管理成本。虛擬技術在電網中的應用，一方面有助于電力系統資源的集中監控，提升了電力系統監測信息的精度，為整個電力資源的整體規劃提供科學依據；其次，實現了IT基礎設備共同管控，做到按需調配資源，進而達到運行環境的自動配置，極大地節約了運管成本；再次，自動化的服務器故障監測，實現快速自動遷移空閑服務器，實現了工作負載的無縫隙遷移；最后，動態的資源池，按需供應，大大提高了服務設備的利用效率[1]。

1.2 并行技術

并行處理技術是指在同一時間段內完成兩個及以上的工作，實現了高效率信息處理。電力系統并行處理技術的應用，一方面實現了高性能處理資源的能力；另外，通過并行處理技術，能夠有效簡化并行編程難度，實現了高吞吐量、低延遲的計算；最后，應用PC服務器，實現了網絡資源協同工作，靈活性強，可擴展性好。

1.3 分布式技術

分布式計算涵蓋分布式存儲、分布式文件系統、分布式數據庫和分布式搜索。 其中分布式存儲，可將大量的不同網絡類型數據，借助相應軟件集合起來實現協同工作，達到數據存儲目的，電力系統分布式存儲的應用，不僅實現了高性能的存儲功能，而且存儲服務可靠性高，還支持數據的還原與快速恢復，實現了數據的持續可用。作為存儲系統的核心部分，分布式文件存儲系統向不同的用戶提供統一的、對象化的訪問接口，分布式文件存儲系統在電力系統的應用，一方面提升了工作的協作水平，另外提升了文件的服務能力，也提升了數據存儲的安全性，降低文件被竊與破壞，為信息文件提供了可靠保障。電力系統分布式數據庫的引進，一方面提升了電力系統的可用性，增強了應用的局部性，防止局部故障而引發的系統崩潰；另外，提升了處理高并發性，極大地提高了系統的響應速度；最后，有助于系統可擴展性的提升，模塊化的設計，在充分保留局部自治性的基礎上，有效提升了系統規模的擴展性能。在云計算設施的基礎上，分布式搜索采用關鍵詞搜索方式，提供與關系數據全面的非結構化數據，電力系統分布式搜索的引用，一方面實現了一體化搜索，通過多渠道搜索，實現跨業務系統搜索渠道，另外，通過屏蔽低級別信息，做到有效檢索[2]。

2 云計算技術在電網企業的應用分析

2.1 電能質量在線監測

傳統的監測系統已經無法滿足不斷增加的電能質量數據的監測之需，不僅計算能力有限，而且分析速度緩慢，而通過云計算技術，不僅有效提升了數據的實時監測效率，而且增強了電能數據的計算分析能力，極大地縮短了電能質量分析時間，及早了解電能質量情況，盡早提供相關決策依據。

2.2 智能變電站

智能變電站需要高度整合數據及硬件資源，需要高度靈活性和高效處理。借助虛擬資源，實現了資源的動態調配，進而提升了資源的使用效率，有效降低了運管成本的同時，降低了變電站硬件產品的耗損，在一定程度上也增強了智能變電站的計算分析水平，做到資源整合，提供處理效率。

2.3 電力仿真

傳統的仿真分析方法單一，計算分析水平不高，建設相對分散，多地多人業務溝通聯系不足，顯然無法適應跨區域電網協同計算、分析及其分散維管的要求。云計算技術的應用，為提升跨地域電網分析計算能力，實現電力業務全過程監測，為不同部門、不同單位提供最佳的電力仿真分析服務。

2.4 電網GIS空間信息服務平臺

隨著電力系統的不斷發展，面對海量的數據存取，云計算技術同樣存在不適宜的地方，首先，對磁盤I/O性能要求較高場景，虛擬化計算技術暫不適用，另外，虛擬化技術需要多臺虛擬機同時享用網絡資源，為此，虛擬化技術對傳遞速度要求高、寬帶傳輸快的場景暫不適用；而針對大型的事務性處理應用方面，云計算技術暫不適用；對于實時性要求高、一致性要求強的場景，分布式技術暫時不適用。除此之外，云安全是電力系統數據監測的基礎，現有技術只能確保網內安全，對于網外安全尚不能保障[3]。

3 結束語

電力行業的不斷發展，通過引入云計算技術，在硬件資源、軟件服務等方面有了長足的進步，極大地提升服務質量、也提升了系統的可靠性及靈活性，有效提升了電力資源的使用效率，降低了運管成本，實現了電力系統的信息化管理及信息化水平。