云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)在智能電網(wǎng)的應(yīng)用

國網(wǎng)菏澤供電公司 胡同普 張志偉

0.引言

在過去兩年中，中國政府的報告工作給出了制定物聯(lián)網(wǎng)行動計劃的要求，這些工作要推動云計算、物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)與現(xiàn)代智電網(wǎng)相結(jié)合，使其可以促進電子商務(wù)的發(fā)展，也可以使工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)金融方面達到共贏的效果。從本質(zhì)上來說，物聯(lián)網(wǎng)的概念就是將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與傳統(tǒng)的各個行業(yè)進行結(jié)合，從而創(chuàng)造出創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展的新理念。面對過去形成的能源枯竭和環(huán)境污染等問題，可再生能源已得到了廣大的發(fā)展，在各個方面也運用了許多，所以這就給傳統(tǒng)的電網(wǎng)使用帶來了挑戰(zhàn)，在這樣一個發(fā)展背景下，智能電網(wǎng)的概念逐漸形成，它也成為了各個行業(yè)發(fā)展的趨勢。雖然一些國外的智能電網(wǎng)在各方面發(fā)展不同，但他們都建立了用戶雙方之間的溝通關(guān)系。通過一些先進的技術(shù)和控制手段來實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)智能化和信息化管理，從而智能電網(wǎng)在使用時能達到安全可靠的效果。所以要是能將電網(wǎng)都融入到強大的計算系統(tǒng)中，就能取得很好的效果。只要在智能電網(wǎng)基礎(chǔ)建設(shè)方面下功夫，與此同時對過去的傳統(tǒng)電網(wǎng)進行轉(zhuǎn)型，那么傳統(tǒng)電網(wǎng)下新的能源方式就能不斷發(fā)展轉(zhuǎn)變。

國內(nèi)外的學(xué)者對云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)和智能物聯(lián)網(wǎng)方面相關(guān)技術(shù)進行了大量研究，比如一些利用云計算平臺對一些居住小區(qū)的用電行為進行觀測與分析；一些研究基于建立在結(jié)合調(diào)度系統(tǒng)上來對資源的存儲與分配進行追蹤觀察，并且對云計算模式在電腦系統(tǒng)中的使用進行了深入探討；還有一些將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用到各種現(xiàn)場急救等情形下，這就相當于建立了一個全新的理念，這些方法也有效的解決了電力應(yīng)急傳輸過程中出現(xiàn)的麻煩問題，也為電力應(yīng)急救援和管理提高了更強的技術(shù)參考依據(jù)。許多學(xué)者還提出了基于智能電網(wǎng)的電能電表檢測，它不僅具有傳統(tǒng)電力的功能，也可以使用戶與用戶之間的信息進行交流，還可以讓智能電表的用戶與電力管理部門進行實時溝通，這方便了電力的使用。大數(shù)據(jù)智能電網(wǎng)應(yīng)用所涉及到的問題是存儲與處理等數(shù)據(jù)解析，并從用電預(yù)測與規(guī)劃方面進行優(yōu)化。從智能電網(wǎng)發(fā)展趨勢方向以及智能電網(wǎng)與網(wǎng)絡(luò)降損方面中的數(shù)據(jù)分析，基于過去已經(jīng)取得的研究之上，通過與大數(shù)據(jù)、云計算和其他等相關(guān)方面的技術(shù)研究，進一步對一些物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在電力行業(yè)中尚未應(yīng)用的區(qū)域進行了探討，最后還提出了相關(guān)待解決的問題，為新技術(shù)在電力系統(tǒng)中的使用提供了參考依據(jù)。

1.信息通信技術(shù)

1.1 云計算

對于云計算的概念有廣泛的定義，實際上它是一種利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可以隨時隨地按需求共享資源等計算模式來實現(xiàn)功能，這其中包括了三個階層的服務(wù)，分別是：基礎(chǔ)、平臺和軟件。通過一些技術(shù)手段與云計算系統(tǒng)中所存在的計算設(shè)備進行整形，讓其成為一個整體用戶，然后可以根據(jù)實際的需求分成各個單體計算，通過計算軟件發(fā)出的命令讓其進行實時求解擴展。在這過程中為用戶提供了一個新的軟件使用平臺，然后將得出的結(jié)果傳遞給各個用戶，用戶在這個平臺上進行軟件開發(fā)，能夠很方便與各個用戶實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)共享。這其中涉及到直接與云計算工作平臺上的軟件，這種軟件不在電腦上安裝也可以讓用戶直接通過接入口和云計算平臺上的數(shù)據(jù)連接，可以保證最大化的數(shù)據(jù)使用。在這一過程既改善了用戶硬件質(zhì)量也節(jié)約了成本投入。云計算的另外一個優(yōu)點是節(jié)約了用戶端硬件的投入和維護升級，所以云計算的使用也降低了用戶端對計算設(shè)備的功能性要求，只要一個設(shè)備就能夠接入網(wǎng)絡(luò)，之后就可以隨時隨地的運用云計算上面的軟件。其中云計算上的數(shù)據(jù)軟件使用不需要掌握其基本的功能原理，也就是相關(guān)人員不用學(xué)習(xí)云計算的具體使用規(guī)則，只需要一些基礎(chǔ)的手段和設(shè)施就能在云計算上面工作。云計算的技術(shù)使用還可以體現(xiàn)到現(xiàn)代電力企業(yè)中的閑置運算和儲備信息等方面，這減少了設(shè)備在各個方面的購置投入，也就提高了電力企業(yè)的整體經(jīng)濟效益。通過采用上述所說的各種云計算優(yōu)勢，相關(guān)的工作人員只需一臺能夠連接互聯(lián)網(wǎng)的設(shè)備就可以隨時隨地的完成電力系統(tǒng)分析工作，自然地就可以維持整個電網(wǎng)系統(tǒng)的運行狀態(tài)。

1.2 大數(shù)據(jù)

大數(shù)據(jù)概念指的是在一定時間內(nèi)無法通過現(xiàn)有的手段對數(shù)據(jù)內(nèi)容進行捕捉、管理等處理，這其中的工作關(guān)系到數(shù)據(jù)整型、數(shù)據(jù)復(fù)雜和數(shù)據(jù)龐大的問題，大數(shù)據(jù)的研究對象是針對大數(shù)據(jù)的集成分析和處理。電網(wǎng)數(shù)據(jù)的信息集成管理是合并了多個應(yīng)用數(shù)據(jù)，然后創(chuàng)建一個有更多功能的企業(yè)電網(wǎng)管理過程，通俗來講就是把電源信息和其他都不相同的數(shù)據(jù)整合到一起，從而以一定形式形成新的集成共享數(shù)據(jù)，這為系統(tǒng)各方面數(shù)據(jù)使用提供了方便。電網(wǎng)大數(shù)據(jù)的分析主要集中在電力系統(tǒng)的數(shù)據(jù)挖掘以及數(shù)據(jù)規(guī)律分析方面，從而為相關(guān)的管理人員提供了參考與支持工作。電力數(shù)據(jù)的處理包括了三個類型，分別是分布式計算、內(nèi)存是計算、和后處理計算，這三種計算方式有它們對應(yīng)的適用場合。分布式計算指的是如何將一個龐大的計算量化整為零，方法是將其分解為多個的小區(qū)域，然后再將這些小區(qū)分別匹配到各個計算機當中進行計算，這在一定方面提高了整體的計算效率，最后把各個子系統(tǒng)結(jié)果整形的一個大系統(tǒng)當中，形成一個最終的答案。對于解析內(nèi)存計算，顧名思義就是將所有的計算放在內(nèi)存中進行分析，由于內(nèi)存的讀寫速度遠遠要比其他設(shè)備的讀寫速度要高，在這其中就避免了大量的磁盤讀寫速度，從而也就解決了大數(shù)據(jù)實際分析的相關(guān)難題。對于流處理技術(shù)而言，它不需要對數(shù)據(jù)進行不斷地累積，當系統(tǒng)接收到數(shù)據(jù)之后，將直接返回到基地進行處理。另外，電力大數(shù)據(jù)呈現(xiàn)的技術(shù)包括了可視化空間信息流展示和歷史流展示等方面，可視化技術(shù)指的是通過異性的復(fù)雜匹配，可以實時對其數(shù)據(jù)自行處理，可以直觀的對數(shù)據(jù)進行觀察與跟蹤分析。可視化地理技術(shù)主要是與地理信息系統(tǒng)匹配，這方便了工作人員的直觀了解，還有一個好處就是為決策提供了最新的地理位置。信息展示技術(shù)指的是以技術(shù)為基礎(chǔ)把系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)結(jié)合起來，通過計算方法將其匯成相關(guān)的數(shù)據(jù)運行趨勢，通過這些趨勢能預(yù)測未來的數(shù)據(jù)走勢，這在很大方面提供了對地理事件挖掘的支持。

1.3 物聯(lián)網(wǎng)

物聯(lián)網(wǎng)的定義是將各種信息設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)不斷結(jié)合，形成一個巨大的網(wǎng)絡(luò)體系。物聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)將物聯(lián)網(wǎng)測試與it行業(yè)整形到了一個總的設(shè)施系統(tǒng)中，所有的信息物品都能實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)共享，做到系統(tǒng)可以自動的識別與處理定位操作。過去的一些學(xué)者通過無線自動識別技術(shù)，在目前的智能電網(wǎng)發(fā)展下提出了新的智能電網(wǎng)系統(tǒng)。通過對物聯(lián)網(wǎng)的了解，利用各種信息傳感設(shè)備實現(xiàn)了電力系統(tǒng)中各個物體之間的信息交流，讓用戶與用戶在電網(wǎng)之間能形成信息交互。把數(shù)據(jù)信息進行整合分析時能實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時高速傳輸，對網(wǎng)站運行和管理整體效果能達到最優(yōu)化，也對互聯(lián)網(wǎng)的工程建設(shè)方面提供了很多支持。

1.4 移動互聯(lián)網(wǎng)

移動互聯(lián)網(wǎng)在目前的建設(shè)發(fā)展中成為了熱點話題之一。它把無處不在的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)充分的體現(xiàn)出，它的廣泛運用已經(jīng)讓人們得到許多便利，通過各種通訊設(shè)備都能獲取互聯(lián)網(wǎng)的服務(wù)，從而改變了人們的休閑生活方式。移動互聯(lián)網(wǎng)的使用與云計算、大數(shù)據(jù)和物聯(lián)網(wǎng)等信息的充分結(jié)合，在電力系統(tǒng)中已經(jīng)展開了相關(guān)的深刻研究。

2.智能網(wǎng)技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

通過對云計算、大數(shù)據(jù)與物聯(lián)網(wǎng)和移動物聯(lián)網(wǎng)等相關(guān)通信設(shè)備技術(shù)進行整合，并且結(jié)合傳統(tǒng)的電網(wǎng)企業(yè)，再與新能源綜合服務(wù)的轉(zhuǎn)型需求結(jié)合，對電力系統(tǒng)中的技術(shù)運用展望是很有必要的。

2.1 在社會的使用

電網(wǎng)需求的變化速度真實反應(yīng)了國家經(jīng)濟的發(fā)展能力。電網(wǎng)企業(yè)通過智能電表和其他的電能采集系統(tǒng)將用戶的信息實時獲取，并且對得到的數(shù)據(jù)分析整合，從而提出了相關(guān)的數(shù)據(jù)指標，這些數(shù)據(jù)指標，為一些企業(yè)單位提供了新的經(jīng)濟指標措施，也為經(jīng)濟的實時調(diào)控提出了合理的解決依據(jù)。但是這些數(shù)據(jù)都是基于用戶信息，也就是所謂的大數(shù)據(jù)，所以可以采用大數(shù)據(jù)分析方法。對用戶電量數(shù)據(jù)而言，一切形式都是統(tǒng)計分析。與歷史的電量數(shù)據(jù)對比，以經(jīng)濟數(shù)據(jù)綜合分析等分析工作為基礎(chǔ)，一些相關(guān)單位通過大數(shù)據(jù)分析方法從各行各業(yè)中的典型例子中提取了復(fù)合曲線，在這些典型的復(fù)合曲線當中提出了有效的信息，為政府以及一些政府輔助單位提供了電網(wǎng)管理建議。因為一些國家通過對大數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)分析，為用戶電網(wǎng)提供了新的使用手段，將各個功能進行關(guān)聯(lián)，以此來平等評估用戶對電器的敏感度。通過對大量的生活電力使用曲線數(shù)據(jù)采集，采用相關(guān)的相關(guān)技術(shù)，從而得到復(fù)合曲線對比各個用戶之間的實際符合曲線的特點。由于用戶的供電使用技術(shù)評價和系統(tǒng)的數(shù)據(jù)規(guī)模不斷的壯大，通過對云計算的擴展性和資源性整合，隨時隨地可以對云計算平臺上的數(shù)據(jù)進行擴展，這既可以管理電力系統(tǒng)的信息，又可以大范圍使用。

2.2 各個設(shè)施建設(shè)

隨著現(xiàn)代汽車的不斷發(fā)展，電動汽車也處于一個比較先進的水平，對于未來的大量充電設(shè)備而言，它們將遍布于各個街頭。對于如何實現(xiàn)大量充電設(shè)施的監(jiān)控管理工作是十分困難的。通過對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的特點分析，可以把設(shè)備安裝在電動汽車上，從而在充電設(shè)施當中可以實時地將電動汽車使用情況數(shù)據(jù)反映出來，電池的容量以及充電測試運行狀態(tài)也可以體現(xiàn)出，可以實現(xiàn)對電動汽車的綜合管理與建設(shè)。

2.3 智能電網(wǎng)的運營與發(fā)展

隨著未來電力改革市場不斷深入，新概念的電能使用已經(jīng)大規(guī)模的進入市場，這可能會使過去的電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型，要求這些設(shè)備可以保證現(xiàn)代實用的要求，要更加的穩(wěn)定、安全。同時對于大量的分布式電源和監(jiān)控管理而言也得改變，要變得更加嚴峻。分布式數(shù)據(jù)的管理增加了系統(tǒng)調(diào)度和運行的計算，對于傳統(tǒng)的計算軟件根本滿足不了這種要求。通過對云計算的計算特點考慮，并且建立在云計算的使用平臺之上，在一定范圍內(nèi)更好地解決了計算能力不足這一問題，也采用云計算的計算擴展和資源性來改善這些狀況。隨著現(xiàn)代智能電網(wǎng)的不斷改革，加速傳統(tǒng)電力系統(tǒng)的轉(zhuǎn)變已經(jīng)刻不容緩，它在電力地位上面的提高也是不可小視的。移動互聯(lián)網(wǎng)用戶的不斷增多，可以實現(xiàn)業(yè)務(wù)辦理更加快捷和規(guī)范，同時在未來更加大型的電力股市競爭下，這些公司在運營過程中將與傳統(tǒng)的電網(wǎng)企業(yè)進行對比，采用可以利用的自身資源，借助云計算建設(shè)方式來服務(wù)，可以支持其主要的業(yè)務(wù)推行，也增強了自己本身在市場中的競爭力。

3.互聯(lián)網(wǎng)在電動車系統(tǒng)中面臨的挑戰(zhàn)

目前該篇文章所說的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)仍處于發(fā)展之中，所以還有一些問題沒有解決。為了讓這些技術(shù)在新的智能電網(wǎng)中能夠成功運用，給出了一些新的建議，這些建議只能在規(guī)定的使用條件下運行，而且現(xiàn)實要考慮一下涉及到利益的重要問題。智能電力系統(tǒng)是保證國家能夠安全運行的重要基礎(chǔ)，所以保證電力信息的安全就變得更加重要。一定的計算系統(tǒng)比如云計算平臺，包括了許多不同類型的使用數(shù)據(jù)，這種使用數(shù)據(jù)將變得更加危險，誰也不能保證電力系統(tǒng)的整體運行狀態(tài)，通過考慮一個實際問題為數(shù)據(jù)的安全提供更加的安全保障。電力系統(tǒng)的優(yōu)質(zhì)服務(wù)水平保證了電力人員和設(shè)備的工作效率。要想把現(xiàn)實的移動互聯(lián)網(wǎng)用到老系統(tǒng)中去，就要對使用水平提出更高的要求，也要在移動互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中提出更高的設(shè)計要求，為最新的移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)帶來新的改善，也就在很大程度上提高了更多的參考。

4.結(jié)束語

該篇文章主要介紹了云計算、大數(shù)據(jù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用。根據(jù)這些技術(shù)的各個使用情況的特點分析，智能電網(wǎng)系統(tǒng)中的運用情況基本已經(jīng)總結(jié)完善。最后在文章中對于自己所在實驗操作中所存在的一些問題進行了簡要介紹，為后面的研究提供了一個新的思路。由于目前國內(nèi)的系統(tǒng)應(yīng)用還處在起步的發(fā)展階段，為了我國在這方面的發(fā)展不斷取得成果，還需要各界人士更加努力，繼續(xù)對該篇文章所提出的一些問題進行深入研究。

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