云計(jì)算在智能電網(wǎng)中的典型應(yīng)用

王媛媛+++常富紅

摘要：本文針對(duì)虛擬化、并行計(jì)算、分布式等云計(jì)算相關(guān)技術(shù)，總結(jié)了當(dāng)前技術(shù)的研究概況，分析了未來技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合智能電網(wǎng)、“三集五大”等業(yè)務(wù)的發(fā)展，對(duì)電力企業(yè)云計(jì)算的應(yīng)用需求進(jìn)行了全面梳理與展望，為電力企業(yè)云計(jì)算的發(fā)展與應(yīng)用提供指導(dǎo)和參考。

關(guān)鍵詞：智能電網(wǎng)；云計(jì)算；虛擬化技術(shù)；并行計(jì)算；分布式技術(shù)

一、云計(jì)算概述

國外主流云廠商將云計(jì)算作為未來重要的發(fā)展方向，中國云計(jì)算發(fā)展起步較晚，但發(fā)展勢(shì)頭迅猛，取得了初步進(jìn)展。政策方面，云計(jì)算技術(shù)已被列為國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。標(biāo)準(zhǔn)方面，全球范圍內(nèi)已有50多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)組織宣布進(jìn)行云計(jì)算開放標(biāo)準(zhǔn)的制訂并取得了一定的成果。技術(shù)方面，眾多企業(yè)推出種類繁多的云計(jì)算應(yīng)用，在相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域取得了豐碩的成果。應(yīng)用方面，中國移動(dòng)、中國電信、中國聯(lián)通分別推出了“大云”、“星云”和“互聯(lián)云”，中國石油、中國石化等大型企業(yè)在企業(yè)規(guī)劃中提出企業(yè)信息化建設(shè)將重點(diǎn)圍繞“云計(jì)算”展開。目前，國家電網(wǎng)公司全面組織開展了云計(jì)算總體框架、基礎(chǔ)技術(shù)、IT支撐、業(yè)務(wù)應(yīng)用與標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范研究，完成了公司自主產(chǎn)權(quán)的云資源管理系統(tǒng)、云終端系統(tǒng)的研發(fā)，并在公司總部、?。ㄊ校┕镜葐挝辉圏c(diǎn)建設(shè)。

二、云計(jì)算關(guān)鍵技術(shù)

（一）虛擬化技術(shù)

虛擬化是指資源的抽象化、資源的邏輯表示不受物理限制的約束，分為服務(wù)器虛擬化、存儲(chǔ)虛擬化、網(wǎng)絡(luò)虛擬化等，虛擬化是資源池化的基礎(chǔ)，能夠有效地提高資源管理水平。目前，普遍使用的虛擬機(jī)技術(shù)有VMware Infrastructure（VMware基礎(chǔ)架構(gòu)）、Xen和基于內(nèi)核的虛擬機(jī)（kernel—based viltual machine，KVM）。

（二）并行計(jì)算

并行計(jì)算是指同時(shí)使用多種計(jì)算資源解決計(jì)算問題的過程，它是實(shí)現(xiàn)高性能、高可用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的主要途徑。當(dāng)前流行的并行編程模型有MapReduce和Dryad等。

（三）分布式技術(shù)

針對(duì)海量的結(jié)構(gòu)化/非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，采用分布式技術(shù)來解決數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)問題，保證數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的可靠性、可用性與經(jīng)濟(jì)性。Google的GFS Google文件系統(tǒng)（Google filesystem，GFS）和Hadoop的Hadoop分布式文件系統(tǒng)（Hadoop distributed file system，HDFS）是目前最具代表性的分布式數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)。

（四）云計(jì)算安全

主要通過采用身份認(rèn)證、安全審查、數(shù)據(jù)加密、系統(tǒng)冗余等技術(shù)及管理手段來提高云計(jì)算業(yè)務(wù)平臺(tái)的可靠性、服務(wù)連續(xù)性和用戶數(shù)據(jù)的安全性。然而，云計(jì)算安全問題的研究仍處于初級(jí)階段，許多問題仍待探索.

三、云計(jì)算在智能電網(wǎng)中的典型應(yīng)用

（一）電網(wǎng)監(jiān)測(cè)類系統(tǒng)。隨著電網(wǎng)發(fā)展，輸變電設(shè)備狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)、電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)等監(jiān)測(cè)類業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)呈幾何級(jí)增長，現(xiàn)有系統(tǒng)無法滿足海量設(shè)備狀態(tài)、電能質(zhì)量等數(shù)據(jù)的采集和存儲(chǔ)要求，計(jì)算分析能力不足。通過引入并行計(jì)算，增強(qiáng)輸變電設(shè)備狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)、電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)等系統(tǒng)的計(jì)算分析能力，從而縮短計(jì)算時(shí)間，及時(shí)為決策提供依據(jù)。

（二）智能變電站類系統(tǒng)。構(gòu)造智能變電站需要高度整合數(shù)據(jù)與硬件資源，提供對(duì)各項(xiàng)資源的靈活擴(kuò)展、統(tǒng)一管理與高效處理。通過引入虛擬化技術(shù)，提高系統(tǒng)資源的可用性和使用率，降低硬件購置和系統(tǒng)運(yùn)維成本。通過引入并行計(jì)算，增強(qiáng)智能變電站類系統(tǒng)的海量數(shù)據(jù)計(jì)算分析能力，最大限度地利用系統(tǒng)的計(jì)算資源，從而縮短業(yè)務(wù)場(chǎng)景統(tǒng)計(jì)分析所用的時(shí)間。

（三）電網(wǎng)服務(wù)類平臺(tái)。現(xiàn)有仿真計(jì)算業(yè)務(wù)支撐系統(tǒng)分散建設(shè)、應(yīng)用功能定制開發(fā)，仿真計(jì)算數(shù)據(jù)的共享，應(yīng)用功能的協(xié)同存在困難，不能完全適應(yīng)未來電網(wǎng)仿真計(jì)算多層次高效協(xié)同需求。通過引入并行計(jì)算，實(shí)現(xiàn)計(jì)算數(shù)據(jù)集中管理和分散維護(hù)、多人異地云中協(xié)同計(jì)算以及快速的大規(guī)模電網(wǎng)仿真計(jì)算，促進(jìn)方式計(jì)算部門工作轉(zhuǎn)型，增強(qiáng)仿真應(yīng)用創(chuàng)新能力，顯著提高電網(wǎng)計(jì)算分析和電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行水平。

（四）輔助決策類系統(tǒng)?，F(xiàn)有系統(tǒng)在進(jìn)行海量、實(shí)時(shí)、復(fù)雜數(shù)據(jù)處理時(shí)，面臨著較大的性能瓶頸問題，而輔助決策時(shí)效性較強(qiáng)，對(duì)數(shù)據(jù)分析處理的性能要求極高。通過引入并行計(jì)算，增強(qiáng)海量、實(shí)時(shí)、復(fù)雜數(shù)據(jù)計(jì)算分析的能力，最大限度地利用整體計(jì)算資源，縮短分析時(shí)間，提高執(zhí)行效率，及時(shí)提供輔助決策信息。

（五）客戶服務(wù)中心95598平臺(tái)及核心系統(tǒng)?？蛻舴?wù)中心實(shí)現(xiàn)集中化管理，面臨著用戶訪問量急劇增加、海量用戶信息的存儲(chǔ)及檢索等問題，利用分布式技術(shù)，可以加快95598平臺(tái)和智能互動(dòng)網(wǎng)站并發(fā)用戶訪問的響應(yīng)速度，提升對(duì)海量用戶信息的存儲(chǔ)及檢索效率，有效地支撐業(yè)務(wù)開展。運(yùn)用虛擬化技術(shù)，將增強(qiáng)客戶服務(wù)中心桌面集中化管理，實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)桌面的安全接入，提升桌面系統(tǒng)的安全。

四、結(jié)束語

云計(jì)算是IT技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展的推動(dòng)力，標(biāo)志著信息技術(shù)從產(chǎn)品化向服務(wù)化的重要轉(zhuǎn)變，是企業(yè)信息化、一體化、集約化的必然發(fā)展方向。國家電網(wǎng)公司按照公司分區(qū)分域、等級(jí)保護(hù)的安全策略，遵從SG-ERP信息化架構(gòu)，結(jié)合業(yè)務(wù)應(yīng)用一級(jí)部署、一體化平臺(tái)的集中化改造和資源池建設(shè)，全面整合內(nèi)部信息資源，在生產(chǎn)控制大區(qū)建成生產(chǎn)控制云，在管理信息大區(qū)信息內(nèi)網(wǎng)建成企業(yè)管理云，形成公司內(nèi)網(wǎng)云。根據(jù)業(yè)務(wù)需要及內(nèi)網(wǎng)云建設(shè)成果，在管理信息大區(qū)信息外網(wǎng)建成電網(wǎng)服務(wù)云。初步打造擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的國家電網(wǎng)電力云，有效促進(jìn)智能電網(wǎng)智能化發(fā)展。

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