電力系統(tǒng)中云計算技術(shù)的應(yīng)用與分析

王媛媛　常富紅

摘要：傳統(tǒng)電力系統(tǒng)采用分布式計算方法，難以實現(xiàn)信息的高效互動和共享。隨著特高壓技術(shù)、智能電網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，分布式計算方式的弊端逐漸顯現(xiàn)。為更好、更快的實現(xiàn)智慧城市的愿景，云計算以其優(yōu)異的計算功能、可擴展性、可共享性，逐漸在電力系統(tǒng)的計算中顯現(xiàn)出優(yōu)勢，并必將成為未來電力系統(tǒng)的計算核心。目前，云計算技術(shù)在我國電力系統(tǒng)中的應(yīng)用仍舊處于研究、探索階段，本文就電力系統(tǒng)中云計算技術(shù)的應(yīng)用進行探究。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)；云計算技術(shù)；應(yīng)用研究

中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2015）07-0063-02

Abstract： The traditional power system using distributed computing method， and difficult to realize information sharing， interactive. With the continuous development of UHV technology， smart grid technology， distributed computing mode gradually shows disadvantages. In order to realize the vision of wisdom city better， faster， cloud computing， with its excellent computing functions， scalability， sharing， gradually revealing the advantages in calculation of power system， and will become the core of the future power system calculation. At present， the application of cloud computing technology in our country in the power system is still in research stage of exploration， in this paper， application of electric power system and probed into the cloud computing technology.

Key words： power system；cloud computing technology；application research

電力系統(tǒng)建設(shè)是我國的民生工程之一，對促進我國民眾生活質(zhì)量的提高具有重要意義。電力系統(tǒng)遍布全國各地，因此在實際管理上具有一定難度。隨著電力系統(tǒng)在我國應(yīng)用范圍的不斷擴大，傳統(tǒng)電力系統(tǒng)的計算方式已經(jīng)無法滿足實際需求，因此必須引進新的計算技術(shù)。云計算技術(shù)具有快捷、方便、信息集成度高、數(shù)據(jù)分析科學(xué)有效等優(yōu)點，必將在電力系統(tǒng)計算中發(fā)揮重要作用。

1 云計算技術(shù)的分析

傳統(tǒng)電力系統(tǒng)的計算方式為分布式計算，該計算方式主要由若干個小的系統(tǒng)組成，所有的系統(tǒng)共同構(gòu)成了整個電力系統(tǒng)計算網(wǎng)絡(luò)。由于每個小的系統(tǒng)僅在自己控制的范圍內(nèi)發(fā)揮應(yīng)有的作用，且整個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)難以實現(xiàn)有效互動，因此在實際計算中難以實現(xiàn)信息共享以及傳輸。信息分享過程中極容易產(chǎn)生偏差。傳統(tǒng)計算方式在存儲方式上具有一定的弊端，對信息分類及提取等操作需要花費較長的時間，且其操作系統(tǒng)及開發(fā)平臺均落后于時代發(fā)展的需求。云計算技術(shù)在傳統(tǒng)電力系統(tǒng)計算方式的基礎(chǔ)上進行了全面改進，實現(xiàn)了電力系統(tǒng)計算方式的跨越式發(fā)展。

1.1 有效整合大規(guī)模異構(gòu)資源

基于傳統(tǒng)電力系統(tǒng)分布式計算的局限性，云計算對電力系統(tǒng)計算方式進行了全面擴展。云計算能夠在電力系統(tǒng)中構(gòu)建一個具有廣闊空間且具有不同組織結(jié)構(gòu)的計算系統(tǒng)，該計算系統(tǒng)具有強大的即時計算功能，在信息的存儲上采用分類存儲方式，建立科學(xué)的索引方式，能夠有效進行信息的存儲以及提取。難能可貴的是，云計算系統(tǒng)對計算設(shè)備的硬件以及軟件共性未做特殊要求，即在進行傳統(tǒng)電力系統(tǒng)計算方式改造過程中不需要大動干戈，大多數(shù)原始計算機設(shè)備都可以參與到云計算系統(tǒng)中。

1.2 易于進行動態(tài)擴展

云計算系統(tǒng)另一個重要特點就是具有一定的可擴展性。云計算系統(tǒng)是對各種設(shè)備及系統(tǒng)進行有效整合，因此為方便云計算系統(tǒng)的后續(xù)發(fā)展，需要其具備良好的擴展性。傳統(tǒng)計算平臺由于各分系統(tǒng)間缺乏必要的聯(lián)系，在進行系統(tǒng)擴展時無法同步進行，導(dǎo)致擴展周期被延長。一般來說，傳統(tǒng)電力系統(tǒng)計算方式在進行擴展時往往需要幾天甚至幾個星期的時間，不僅造成電力系統(tǒng)難以正常運行，還造成各種數(shù)據(jù)的混亂。云計算技術(shù)在電力系統(tǒng)中的擴展由于其自身的特點，能夠?qū)⒄麄€電力系統(tǒng)聯(lián)系在一起，整個擴展過程僅需要幾分鐘就能完成，最重要的是，云計算的擴展能夠在不影響整個電力系統(tǒng)動態(tài)平衡的基礎(chǔ)上完成。

傳統(tǒng)電力系統(tǒng)計算平臺在進行升級時經(jīng)常需要更換許多不匹配的硬件設(shè)施，造成大量的成本浪費。云計算平臺在進行升級的時候具有較強的兼容性，只需要增添原先沒有的功能設(shè)備即可，其他設(shè)備均不需要更換，節(jié)省了大量更換設(shè)備造成的資金浪費。

1.3 虛擬化服務(wù)

云計算包括眾多計算機系統(tǒng)以及各項電力系統(tǒng)設(shè)備，通過云計算平臺對該綜合系統(tǒng)進行有效整合。其實無論系統(tǒng)多么復(fù)雜，從用戶的角度來看，整個云計算系統(tǒng)就是一個單一實體，即通過一個接口獲得服務(wù)即可。云計算技術(shù)是一種虛擬化技術(shù)，在該虛擬平臺中，可以將用戶的不同需求放在同一設(shè)備（只需該設(shè)備具有足夠的功能）中運行，也可以將一些難以執(zhí)行的任務(wù)分解成若干個組成部分，分別指定在不同的計算設(shè)備中運行，從而最大限度的利用電力系統(tǒng)中的閑置資源，實現(xiàn)系統(tǒng)的動態(tài)平衡。另外通過對不同用戶的動態(tài)需求分配計算機資源，在局部系統(tǒng)遇到故障的時候不會影響到設(shè)備整體運行狀況，從而持續(xù)穩(wěn)定的向用戶輸出服務(wù)。

2 云計算技術(shù)在電力系統(tǒng)的實現(xiàn)

云計算系統(tǒng)是通過互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進行相互連接的用戶與電力系統(tǒng)內(nèi)部組成的實體。從結(jié)構(gòu)上來看，云計算系統(tǒng)主要分為云計算控制平臺和計算資源。云計算控制中心是將用戶的需求將其分為若干可執(zhí)行的組成部分，并通過動態(tài)分配的方式將各個子任務(wù)分配至各計算設(shè)備，最后再由各設(shè)備進行處理，完畢后將結(jié)果輸送至云計算控制中心，用戶通過Internet得到最終結(jié)果。除此之外，云計算平臺還能對各項數(shù)據(jù)進行備份存儲，便于后期提取。從用戶的角度來看，自己都是云計算平臺的唯一用戶，且只需要通過計算機或各種移動網(wǎng)絡(luò)設(shè)備即可連接電力系統(tǒng)的云計算平臺，方便使用。

電力系統(tǒng)的云計算平臺通過互聯(lián)網(wǎng)以及傳感器進行連接，將各種電力系統(tǒng)設(shè)備有效融入到平臺中。在電力系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集中，不僅包括傳統(tǒng)SCADA傳感器，還有PMU以及各終端電表。這些裝置共同構(gòu)成了整個云計算平臺的信息收集系統(tǒng)。通過這些裝置的配合能夠得到比較全面的信息。電力系統(tǒng)云計算系統(tǒng)的構(gòu)架圖如下：

通過圖1可以看出電力系統(tǒng)云計算平臺主要結(jié)構(gòu)。在該結(jié)構(gòu)中，Web層是用戶的接口，復(fù)合層處于中間位置，其作用也是整個云計算平臺中最重要的部分，是實現(xiàn)云計算平臺作用的核心部分。該部分的作用主要由四個部分組成：1）將用戶需求劃分為若干部分，并進行任務(wù)分配。2）將需要存儲的數(shù)據(jù)進行分類，并將不同的部分儲存于制定存儲結(jié)構(gòu)中。3）將計算完畢的數(shù)據(jù)進行整合并反饋給用戶。4）根據(jù)用戶提取數(shù)據(jù)的需求將相應(yīng)的數(shù)據(jù)進行提取。該系統(tǒng)中的計算邏輯層主要是確定分配任務(wù)的具體形式，并控制相應(yīng)的計算設(shè)備進行計算，計算完畢后將結(jié)果反饋給控制平臺。數(shù)據(jù)管理層主要執(zhí)行數(shù)據(jù)的存儲以及數(shù)據(jù)提取。通過各個子部分的不同功能，整個系統(tǒng)實現(xiàn)了對電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理的所有功能，另外該計算系統(tǒng)的局部變更并不會對其他功能造成影響，在進行系統(tǒng)升級過程中，由于各部分間的緊密聯(lián)系性，在升級過程中能夠一次性完成，縮短了周期，保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

3 結(jié)束語

云計算平臺在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用仍舊處于發(fā)展中階段，目前來看云計算平臺給電力系統(tǒng)帶來了革命性的改進。從發(fā)展歷程來看，云計算平臺在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用仍處于起步階段，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，云計算系統(tǒng)必將發(fā)揮其最佳性能，幫助電力系統(tǒng)實現(xiàn)服務(wù)最優(yōu)，在未來電力系統(tǒng)中具有廣泛的應(yīng)用前景。

參考文獻：

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