基于智能電網調度控制系統(tǒng)的云技術研究

崔惠++趙迎亞++汪波

摘 要：文章從電網發(fā)展及調度業(yè)務需求著手，對智能電網調度控制系統(tǒng)運行現(xiàn)狀進行分析，闡述了云計算系統(tǒng)模型，研究了基于智能電網調度控制系統(tǒng)的云技術，并提出了調度控制系統(tǒng)云技術邏輯架構、系統(tǒng)架構和數(shù)據網架構，按照“分布維護，統(tǒng)一管理，按需共享”的原則，建立全省模型中心，為電網各類功能應用和系統(tǒng)分析提供強大的模型數(shù)據支撐。

關鍵詞：智能電網；調度控制；云技術

中圖分類號：TM76 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）20-0044-02

引言

近年來，電網規(guī)模不斷發(fā)展壯大，智能電網、特高壓等新技術不斷發(fā)展，電網調度的可靠性和連續(xù)性要求日益提高，調度業(yè)務內容不斷擴充、管理職能明顯增加，承擔安全、優(yōu)質供電服務的安全責任顯著增強。按照國家電網公司智能電網調度控制系統(tǒng)建設框架及總體設計要求，結合江蘇電網的特點及各地區(qū)實際需求，以全面提升駕馭電網調控能力、提高優(yōu)化資源配置能力、適應智能電網發(fā)展要求為目標，開展全省區(qū)域互備智能電網調度控制系統(tǒng)專項建設工程。

1 智能電網調度控制系統(tǒng)

調度智能化對電網進行主動式和智能化的監(jiān)視、分析、預警、輔助決策和自愈控制，逐步實現(xiàn)運行信息全景化、數(shù)據傳輸網絡化、安全評估在線化、調度決策精細化、運行控制自動化、網廠協(xié)調最優(yōu)化。電網調度運行信息全景化，可以實現(xiàn)對電網運行信息、氣象信息、社會安保、公共傳媒、環(huán)保監(jiān)測、風力預測、地理信息、工業(yè)視頻等信息的采集和監(jiān)測[1]。

江蘇智能電網調度控制系統(tǒng)通過支撐平臺實現(xiàn)地調、縣調一體化運行模式，模型、數(shù)據、畫面的源端維護與系統(tǒng)共享，具備電網運行穩(wěn)態(tài)監(jiān)視、網絡分析與狀態(tài)估計、綜合智能分析與告警、二次設備在線監(jiān)測等功能。通過云計算的電力數(shù)據中心基礎架構及其關鍵技術研究[2]，在原智能電網調度控制系統(tǒng)的基礎上增加了“模型中心”這個新的功能特性，使整個江蘇地區(qū)系統(tǒng)模型統(tǒng)一。

2 云計算系統(tǒng)

云計算是一種能夠方便、按需從網絡訪問共享的可配置計算資源（如網絡、服務器、存儲、應用程序和服務）池的模型，且只需最少的管理或服務提供方交互即可快速供應和發(fā)布該模型[3]。

云計算根據提供服務的對象，分為三類：

（1）公有云，為公眾提供云服務，安全性較低。

（2）私有云，為企業(yè)內部提供云服務，三種模式中安全性最高。

（3）混合云，考慮到公有云安全性較低，把公有云和私有云兩種模式結合到一起，在公有云中部署非關鍵性業(yè)務應用，對公眾開放，而將安全性較高，關鍵性的業(yè)務應用部署在完全私密的私有云環(huán)境中。

云計算根據提供服務的層次，自底向上可以分為三類：

（1）基礎設施即服務（Infrastructure as a Service，IaaS），將計算機基礎設施作為服務提供給用戶，如虛擬的服務器、存儲和網絡。

（2）平臺即服務（Platform as a Service， PaaS），將一個應用的開發(fā)和部署環(huán)境作為服務提供給用戶，如數(shù)據庫服務，web應用容器服務，消息隊列服務。

（3）軟件即服務（Software as a Service，SaaS），將應用以基于Web的方式提供給用戶，如百度，新浪門戶。

3 調度控制系統(tǒng)云技術總體架構

3.1 邏輯架構

智能電網調度控制系統(tǒng)模型中心公有云采用一主一備形式。模型云服務是公有云服務中心的一部分，主要完成對全省范圍內電網模型的存儲和管理，并向省內各級調度技術支持系統(tǒng)提供定制的模型服務。

地調區(qū)域調度控制系統(tǒng)為區(qū)域私有云，按照地理位置和專業(yè)管理相對均衡進行劃分，實現(xiàn)兩兩互備，區(qū)域互備地區(qū)構建一個私有云。省級調度控制系統(tǒng)架構定位類似一個區(qū)域私有云。

起初，區(qū)域私有云保留各地區(qū)調度控制系統(tǒng)所具備的各應用功能模塊，全省模型、數(shù)據統(tǒng)一同步至模型中心。然后，基于公有云建設集中統(tǒng)一的高級應用計算，對各類計算服務進行整合，在公有云上形成全網統(tǒng)一計算服務。另外，在此架構基礎上，后續(xù)可開展部分基于大數(shù)據的應用業(yè)務，架構靈活，且可支持各區(qū)域調控的電網范圍調整。

3.2 系統(tǒng)架構

整個系統(tǒng)架構體系包括模型中心（及備模型中心）、省級調度系統(tǒng)、各區(qū)域調度系統(tǒng)，在系統(tǒng)中省級調度系統(tǒng)與區(qū)域調度系統(tǒng)的地位類似。

區(qū)域調度系統(tǒng)的系統(tǒng)結構，根據維護方式不同，可分為兩種，一種是通過模型中心數(shù)據終端方式維護，第二種是通過本地系統(tǒng)終端維護，與模型中心通過代理服務器轉發(fā)模型維護請求。省調和各區(qū)域調度依照調度管轄范圍在各自系統(tǒng)上進行模型維護，D5000系統(tǒng)通過模型云服務機制，自動將地區(qū)模型同步至全省模型云服務中心進行統(tǒng)一存儲，各區(qū)域的系統(tǒng)模型在模型云服務中心進行匯總、合并，進而形成全省統(tǒng)一的大模型。

省調和各區(qū)域互備系統(tǒng)的私有云除了存儲本區(qū)域內的電網模型外，也可從模型云服務中心按需下裝相鄰區(qū)域的電網模型，以滿足本地各功能應用對區(qū)域模型的差異化需求，主要分為以下兩類：

（1）圖模與維護：各地調系統(tǒng)利用云平臺通過模型維護中心維護所屬的電網模型和公共圖形，按需下裝區(qū)域內相關的公共圖模信息；私有模型與數(shù)據采用單側維護后同步至對方系統(tǒng)；操作類數(shù)據采用誰操作誰負責，后同步至對方系統(tǒng)方式；雙方歷史數(shù)據與告警采用本系統(tǒng)各自處理方式。

（2）采集：區(qū)域調控范圍內各廠站利用調度數(shù)據網采用一發(fā)多收方式通過云數(shù)據采集與云數(shù)據處理進行信息分布采集和高效處理。

3.3 數(shù)據網架構

模型云中心（主/備）與各區(qū)域系統(tǒng)間采用調度數(shù)據網專用VPN連接，區(qū)域互備系統(tǒng)間采取GRE隧道相通，且各地、縣調變電站均通過調度數(shù)據網接入各區(qū)域互備系統(tǒng)，并通過云數(shù)據采集和云數(shù)據處理來實現(xiàn)信息的分布采集和高效處理。

4 結束語

基于智能電網調度控制系統(tǒng)，全省建立模型中心，并按照“分布維護，統(tǒng)一管理，按需共享”的原則，各自對本區(qū)域調度管轄內的公共電網模型進行維護與下裝。江蘇智能電網模型中心可存儲全省電網模型和計算數(shù)據，支持模型、數(shù)據的分布式維護與按需共享，并為電網各類功能應用和系統(tǒng)分析提供強大的模型數(shù)據支撐。

參考文獻：

[1]姚建國，楊勝春，高宗和，等.電網調度自動化系統(tǒng)發(fā)展趨勢展望[J].電力系統(tǒng)自動化，2007（07）.

[2]王德文.基于云計算的電力數(shù)據中心基礎架構及其關鍵技術[J].電力系統(tǒng)自動化，2012（11）.

[3]羅軍舟，金嘉暉，宋愛波，等.云計算：體系架構與關鍵技術[J].通信學報，2011（07）.