基于云平臺(tái)的農(nóng)村電網(wǎng)智能管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

馮雙林 程麗紅 謝海

摘 要：農(nóng)村智能電網(wǎng)建設(shè)是我國(guó)社會(huì)主義新農(nóng)村的建設(shè)重要內(nèi)容，現(xiàn)階段，我國(guó)經(jīng)濟(jì)相對(duì)發(fā)達(dá)農(nóng)村地區(qū)已構(gòu)建并安裝智能化用電系統(tǒng)，電力系統(tǒng)的控制與安全運(yùn)行及其穩(wěn)定性的實(shí)現(xiàn)都較以前提高了許多，這就要求農(nóng)村智能電網(wǎng)要具備強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力。伴隨著科技進(jìn)步，農(nóng)村地區(qū)用電需求大幅增加，搭建基于云平臺(tái)的農(nóng)村電網(wǎng)系統(tǒng)被認(rèn)為是解決我國(guó)農(nóng)村地區(qū)用電系統(tǒng)瓶頸的有效途徑。

關(guān)鍵詞：云計(jì)算;農(nóng)村電網(wǎng);智能管理

我國(guó)農(nóng)村地區(qū)供電在我國(guó)供電系統(tǒng)中占有相當(dāng)大的比例，農(nóng)村電網(wǎng)是我國(guó)社會(huì)主義新農(nóng)村建設(shè)的基礎(chǔ)設(shè)施和重要的公用事業(yè)，對(duì)我國(guó)全面建設(shè)小康社會(huì)至關(guān)重要。智能電網(wǎng)建設(shè)是我國(guó)電力改革的主要方向同時(shí)，如何解決農(nóng)村電網(wǎng)的負(fù)荷預(yù)測(cè)，有效的利用好電力資源是我們首當(dāng)其沖要解決的問(wèn)題。

一、我國(guó)農(nóng)村地區(qū)用電現(xiàn)狀

目前，我國(guó)農(nóng)村電網(wǎng)已基本建成，供電緊張問(wèn)題也已凸顯;在不少農(nóng)村地區(qū)，采用限時(shí)供電，定時(shí)供電等措施來(lái)確保用電高峰時(shí)供電不足的問(wèn)題;一些交通不便、偏遠(yuǎn)的老、少、邊、山、窮地區(qū)甚至才剛剛通電不久，供電問(wèn)題尤為突出。

農(nóng)村用電需求的增加，主要由如下幾個(gè)方面的因素構(gòu)成。首先，農(nóng)村地區(qū)耕作模式由粗放型向集約型發(fā)展，加之現(xiàn)代化養(yǎng)殖業(yè)知識(shí)在農(nóng)村地區(qū)的普及，這些都對(duì)農(nóng)村地區(qū)的供電提出更高的要求，一旦供電系統(tǒng)斷鏈，將造成不可估量的損失。其次，國(guó)家惠民政策的力度加大以及科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，越來(lái)越多的農(nóng)戶(hù)擁有了先進(jìn)的電器設(shè)備?！岸鞖鉁氐?，使用電暖氣、電熱毯、空調(diào)等保暖設(shè)備較多，夏天天氣炎熱，使用空調(diào)的農(nóng)村用戶(hù)劇增”，在電器設(shè)備用量激增的季節(jié)，用電需求的增加不言而喻。

二、農(nóng)村電網(wǎng)云計(jì)算平臺(tái)及應(yīng)用

云計(jì)算能夠?qū)崿F(xiàn)海量數(shù)據(jù)的處理，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)資源的合理配置，目前，已經(jīng)廣泛地運(yùn)用于醫(yī)藥、教育、電子商務(wù)等領(lǐng)域，構(gòu)建農(nóng)村地區(qū)用電系統(tǒng)云計(jì)算平臺(tái)，能夠根據(jù)農(nóng)村地區(qū)同期用電情況，比較準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)每個(gè)季節(jié)、每個(gè)時(shí)段的用電情況，為智能調(diào)度、智能配電、智能輸電、智能用電提供理論依據(jù)，構(gòu)建基于云計(jì)算平臺(tái)的農(nóng)村電網(wǎng)信息化系統(tǒng)，是解決我國(guó)農(nóng)村用電瓶頸的有效途徑。

結(jié)合我國(guó)農(nóng)村地區(qū)用電實(shí)際，基于云計(jì)算平臺(tái)的農(nóng)村智能電網(wǎng)管理系統(tǒng)應(yīng)有以下模塊：

（1）智能發(fā)電控制模塊。智能發(fā)電控制是農(nóng)村電網(wǎng)智能管理體系的重要組成部分，它的作用是用來(lái)調(diào)整發(fā)電調(diào)頻機(jī)組的出力，從而滿(mǎn)足農(nóng)村地區(qū)不同時(shí)段的用電需求，并使供電系統(tǒng)處于最佳、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行狀態(tài)。

它的主要功能如下：

①在正常穩(wěn)態(tài)運(yùn)行工況下，維持發(fā)電系統(tǒng)頻率為額定值，確保其允許頻率偏差在允許的相關(guān)規(guī)定范圍之間。

②確保本區(qū)域發(fā)電能夠按照相關(guān)協(xié)議規(guī)定的參數(shù)與其他區(qū)間互轉(zhuǎn)、互通。

③在保證發(fā)電機(jī)組安全的前提下，根據(jù)農(nóng)村地區(qū)用電需求，對(duì)發(fā)電電量進(jìn)行控制。

（2）數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)。以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的電力自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)，負(fù)責(zé)采集農(nóng)村各變電點(diǎn)用電需求，同時(shí)監(jiān)控各變電點(diǎn)各時(shí)段用電的狀態(tài)。

（3）電力運(yùn)行系統(tǒng)。根據(jù)智能管理系統(tǒng)采集到相關(guān)數(shù)據(jù)，對(duì)農(nóng)村電網(wǎng)智能管理系統(tǒng)的運(yùn)行情況進(jìn)行綜合分析，幫助電力工作人員掌握系統(tǒng)的即時(shí)運(yùn)行狀態(tài)，判斷系統(tǒng)的運(yùn)行趨勢(shì)，從而對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行中可能發(fā)生的問(wèn)題進(jìn)行預(yù)防，確保對(duì)發(fā)生的問(wèn)題能夠作出正確處理。

（4）云平臺(tái)的智能管理系統(tǒng)。系統(tǒng)建立在供電企業(yè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)用電地區(qū)用電量的預(yù)測(cè)、進(jìn)行動(dòng)態(tài)、靈活地調(diào)配，能夠完成智能調(diào)度、智能配電、智能變電、智能輸電等環(huán)節(jié)，同時(shí)將智能管理系統(tǒng)的相關(guān)信息通過(guò)供電企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行共享。

基于云計(jì)算平臺(tái)的農(nóng)村電網(wǎng)系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)：

（1）智能管理?；谠朴?jì)算平臺(tái)的農(nóng)村用電智能管理系統(tǒng)包括農(nóng)村地區(qū)用電的智能調(diào)度、智能配電、智能變電、智能輸電、智能用電等。借助用電信息采集系統(tǒng)，加強(qiáng)配電臺(tái)區(qū)電壓的預(yù)測(cè)分析和運(yùn)行監(jiān)測(cè)，及時(shí)搜集相關(guān)數(shù)據(jù)。當(dāng)監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)某區(qū)域供電出現(xiàn)“低電壓”異常信息時(shí)，立即對(duì)搜集的電臺(tái)區(qū)電壓數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，根據(jù)“低電壓”產(chǎn)生的不同原因，科學(xué)制定治理方案，調(diào)整實(shí)時(shí)供電方案，以增強(qiáng)電網(wǎng)供電能力，及時(shí)解決農(nóng)村低電壓?jiǎn)栴}。

（2）智能調(diào)度。農(nóng)村用電呈現(xiàn)不均衡性，基于云計(jì)算平臺(tái)的農(nóng)村電網(wǎng)系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)根據(jù)用戶(hù)用電需求，實(shí)現(xiàn)用電系統(tǒng)的智能調(diào)度。

農(nóng)村地區(qū)智能管理系統(tǒng)的智能調(diào)度必須嚴(yán)格按照國(guó)家電網(wǎng)公司及企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，利用穩(wěn)態(tài)、動(dòng)態(tài)的數(shù)據(jù)，對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行靜態(tài)、動(dòng)態(tài)、暫態(tài)分析評(píng)估，確保實(shí)時(shí)監(jiān)控與預(yù)警、調(diào)度計(jì)劃、調(diào)度管理等各應(yīng)用功能以及各類(lèi)運(yùn)行考核指標(biāo)能夠與智能電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)要求相適應(yīng)，從而確保農(nóng)村地區(qū)用電智能管理系統(tǒng)能夠安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行。

（3）智能配電、智能變電、智能輸電。根據(jù)農(nóng)村地區(qū)用電不均衡性，實(shí)現(xiàn)智能化的配電、變電、輸電等。智能配電、智能變電、智能輸電系統(tǒng)的建設(shè)，能夠提高我國(guó)農(nóng)村地區(qū)的配電網(wǎng)絡(luò)管理和利用水平，從而減少農(nóng)村地區(qū)的停電現(xiàn)象，有效防止有損供電企業(yè)形象的事情發(fā)生，保證農(nóng)村地區(qū)用電數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確可靠。

（4）智能用電。安裝智能電表后，用戶(hù)只需要通過(guò)智能電卡，將電卡里存入相應(yīng)金額的電數(shù)，然后把卡插進(jìn)插卡口，一般等待數(shù)秒左右就充進(jìn)去，同時(shí)，當(dāng)電卡電量不足時(shí)，可以及時(shí)提醒用戶(hù)及時(shí)充值，可以方便的實(shí)現(xiàn)我國(guó)農(nóng)村地區(qū)用電進(jìn)行高效、便捷的智能管理。

三、結(jié)語(yǔ)

在我國(guó)農(nóng)村地區(qū)、尤其是欠發(fā)達(dá)農(nóng)村地區(qū)，用電突出問(wèn)題是比較突出的低電壓的問(wèn)題，農(nóng)村中存在的用電問(wèn)題，直接關(guān)系到我國(guó)農(nóng)村地區(qū)的用電穩(wěn)定性、用電安全性。關(guān)系著農(nóng)民我國(guó)社會(huì)主義新農(nóng)村能否如期建成，我國(guó)農(nóng)村地區(qū)電力事業(yè)的發(fā)展，是我國(guó)農(nóng)村地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和建設(shè)重要保障。搭建基于云計(jì)算平臺(tái)的農(nóng)村電網(wǎng)智能管理系統(tǒng)，采取有效的措施與對(duì)策解決農(nóng)村用電的問(wèn)題，是今后我國(guó)農(nóng)村用電發(fā)展的方向，對(duì)于我國(guó)農(nóng)村電網(wǎng)智能管理系統(tǒng)能否建成并普及應(yīng)用至關(guān)重要。

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基金項(xiàng)目：廣西教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃2017年度立項(xiàng)課題“新形勢(shì)下高職課堂信息化教學(xué)面臨問(wèn)題與實(shí)踐探索”（項(xiàng)目編號(hào)：2017C502）

作者簡(jiǎn)介：馮雙林（1982-），男，碩士，副教授，研究方向：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、云計(jì)算。