基于云計(jì)算的電力大數(shù)據(jù)分析技術(shù)與應(yīng)用

陳玉健

摘 要：電力系統(tǒng)中，計(jì)算機(jī)的運(yùn)用已十分普及，作為新時(shí)代電力數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析的必要途徑，電力大數(shù)據(jù)對(duì)于分析電力技術(shù)與各項(xiàng)應(yīng)用效果來(lái)說(shuō)非常重要，也是社會(huì)發(fā)展的必然要求，通過(guò)云計(jì)算提高電力數(shù)據(jù)源的準(zhǔn)確可靠性，進(jìn)而明確電力工程發(fā)展方向與電力設(shè)備等使用標(biāo)準(zhǔn)，這些都具有非常的意義。為了更好的了解云計(jì)算過(guò)程的電力大數(shù)據(jù)，本文進(jìn)行了分析，通過(guò)分析也旨在提高相關(guān)人們認(rèn)識(shí)，進(jìn)而通過(guò)云計(jì)算大力發(fā)展電力數(shù)據(jù)信息的統(tǒng)計(jì)效率，提升電力企業(yè)現(xiàn)代發(fā)展進(jìn)程。

關(guān)鍵詞：云計(jì)算;分析技術(shù);電力大數(shù)據(jù);應(yīng)用探索

前言

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)科技不斷發(fā)展，使得各個(gè)領(lǐng)域也逐漸開(kāi)始重視如何才能更高效的利用計(jì)算機(jī)技術(shù)，進(jìn)而促進(jìn)其快速發(fā)展。其中，電力企業(yè)通過(guò)利用云計(jì)算技術(shù)，有效的提高了對(duì)電力大數(shù)據(jù)進(jìn)行分析的效率，并通過(guò)利用其將以往煩瑣的分析模式加以取代，提升了大數(shù)據(jù)分析的質(zhì)量，有效推進(jìn)了電力領(lǐng)域的發(fā)展進(jìn)程。

1云計(jì)算與電力大數(shù)據(jù)

1.1云計(jì)算

云計(jì)算在新的網(wǎng)絡(luò)時(shí)代，具有更新穎式的計(jì)算模式，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模、分布式的計(jì)算方式，能夠滿足系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)的計(jì)算和存儲(chǔ)的時(shí)代要求。它聚合了大數(shù)據(jù)的相關(guān)資源。云計(jì)算通過(guò)虛擬化、動(dòng)態(tài)資源調(diào)配等技術(shù)向用戶提供按需服務(wù)，避免資源浪費(fèi)與競(jìng)爭(zhēng)，提高資源利用率以及應(yīng)用性能。云計(jì)算提供了橫向伸縮與動(dòng)態(tài)負(fù)載均衡能力，即云計(jì)算支持運(yùn)行時(shí)向數(shù)據(jù)中心增加新的節(jié)點(diǎn)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)將部分負(fù)載遷移至新增節(jié)點(diǎn)，并保持節(jié)點(diǎn)間負(fù)載的平衡，從而增強(qiáng)了整個(gè)系統(tǒng)的業(yè)務(wù)承載能力[1]。

1.2電力大數(shù)據(jù)

電力大數(shù)據(jù)指智能電網(wǎng)在發(fā)電、配電、輸電、營(yíng)銷及管理等各個(gè)環(huán)節(jié)產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)。由部署于各種設(shè)備上的大量傳感器、安裝在各用電戶家中的智能電表、營(yíng)銷系統(tǒng)收集的客戶反饋等數(shù)據(jù)源產(chǎn)生并匯聚到集中的數(shù)據(jù)中心統(tǒng)一存儲(chǔ)管理。電力大數(shù)據(jù)是建設(shè)穩(wěn)定、可靠、高效、節(jié)能的智能電網(wǎng)的支撐性元素之一。通過(guò)分析電力大數(shù)據(jù)，能夠提升智能電網(wǎng)的精益化管理水平，制定更科學(xué)的生產(chǎn)計(jì)劃，優(yōu)化能源輸送調(diào)度，建立更準(zhǔn)確的用戶用電行為模型等。

2基于云計(jì)算的電力大數(shù)據(jù)分析技術(shù)與應(yīng)用

2.1電力大數(shù)據(jù)的分析系統(tǒng)

電力大數(shù)據(jù)的分析系統(tǒng)是在分布式、并行式的計(jì)算框架基礎(chǔ)上構(gòu)建起來(lái)的，其數(shù)據(jù)的分析軟件是利用數(shù)據(jù)的倉(cāng)庫(kù)工具軟件建立。根據(jù)電力大數(shù)據(jù)在系統(tǒng)上具有的特性，進(jìn)而開(kāi)發(fā)出對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)具有查詢程序的技術(shù)軟件、以及具有查詢條件的軟件技術(shù)，間接性、全面性的增強(qiáng)數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)的整體性能。此項(xiàng)系統(tǒng)的成功研究已經(jīng)被我國(guó)智能電網(wǎng)所利用，并且在性能方面提升了很大的空間，也為系統(tǒng)在成本上減小了開(kāi)支。該項(xiàng)系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)性的采集、分析、計(jì)算等工作流程，都需要經(jīng)過(guò)許多的步驟與環(huán)節(jié)[2]。另外，系統(tǒng)的傳感器裝置、具有智能性能的電表等基礎(chǔ)設(shè)備都在利用固有的頻率對(duì)數(shù)據(jù)實(shí)行周期性的采集、處理，最終送達(dá)至數(shù)據(jù)的中心。數(shù)據(jù)在整個(gè)采集的過(guò)程中，很難避免錯(cuò)誤的采集和處理工作行為的出現(xiàn)，從而對(duì)電網(wǎng)的用電信息采取無(wú)周期性的采集進(jìn)行補(bǔ)償。為了有效解決云計(jì)算的存儲(chǔ)系統(tǒng)在訪問(wèn)數(shù)據(jù)方面的問(wèn)題，將以采集的數(shù)據(jù)信息通過(guò)緩沖裝置對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行一系列的預(yù)處理行為。工作人員利用系統(tǒng)對(duì)具有靜態(tài)性質(zhì)的數(shù)據(jù)信息構(gòu)建成具有檔案性質(zhì)的數(shù)據(jù)庫(kù)，再通過(guò)一定的方法將其數(shù)據(jù)復(fù)制至云計(jì)算的存儲(chǔ)系統(tǒng)內(nèi)，有效的緩沖訪問(wèn)數(shù)據(jù)的相關(guān)性問(wèn)題。該系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上有：分布式的文件系統(tǒng)、并行式的編程框架、數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)、監(jiān)控和運(yùn)行等工具、具有開(kāi)發(fā)性的工具集，這些結(jié)構(gòu)都是該系統(tǒng)的中心板塊，都是配合數(shù)據(jù)庫(kù)完成數(shù)據(jù)系統(tǒng)的整套工作。

電力大數(shù)據(jù)從采集到最終的分析計(jì)算，需經(jīng)過(guò)多個(gè)環(huán)節(jié)。大量傳感器和智能電表以固定頻率周期性的采集數(shù)據(jù)，經(jīng)通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至數(shù)據(jù)中心。對(duì)于數(shù)據(jù)采集過(guò)程中的錯(cuò)誤或遺漏，則不定期地進(jìn)行用電信息的補(bǔ)充采集（下簡(jiǎn)稱補(bǔ)采）。為緩解云存儲(chǔ)系統(tǒng)的訪問(wèn)壓力，采集到的數(shù)據(jù)首先進(jìn)入前置機(jī)緩沖池，進(jìn)行解碼與預(yù)處理。除數(shù)據(jù)源定期采集的數(shù)據(jù)外，設(shè)備、人員等相對(duì)靜態(tài)的信息構(gòu)成檔案數(shù)據(jù)庫(kù)，保存在關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中，被直接復(fù)制到云存儲(chǔ)系統(tǒng)中。當(dāng)檔案數(shù)據(jù)庫(kù)發(fā)生更新時(shí)，應(yīng)將更新同步到云存儲(chǔ)系統(tǒng)中，以保證計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性。并行計(jì)算環(huán)境訪問(wèn)云存儲(chǔ)系統(tǒng)，根據(jù)業(yè)務(wù)邏輯對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)雜的分析計(jì)算，并將計(jì)算結(jié)果寫(xiě)入云存儲(chǔ)系統(tǒng)。在線查詢系統(tǒng)從云存儲(chǔ)系統(tǒng)中取得滿足用戶請(qǐng)求的數(shù)據(jù)并返回用戶。某些針對(duì)檔案類數(shù)據(jù)的查詢需要計(jì)算結(jié)果數(shù)據(jù)，因此，云存儲(chǔ)系統(tǒng)還將計(jì)算結(jié)果同步到關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中，以便用戶通過(guò)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)查詢數(shù)據(jù)。

2.2基于云計(jì)算的電力大數(shù)據(jù)分析技術(shù)

電力大數(shù)據(jù)的從采集開(kāi)始經(jīng)過(guò)一系列的環(huán)節(jié)到最后的分析計(jì)算，需要耗費(fèi)較多的時(shí)間。智能電表和傳感器數(shù)據(jù)的采集是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)給中心數(shù)據(jù)發(fā)送的，其有固定的頻率，并且數(shù)據(jù)采集具有周期性。如果數(shù)據(jù)采集中出現(xiàn)遺漏或者錯(cuò)誤，那么將會(huì)不定期進(jìn)行補(bǔ)采。為了保證數(shù)據(jù)的有效性，環(huán)節(jié)相關(guān)系統(tǒng)的壓力，一般來(lái)說(shuō)，數(shù)據(jù)在采集完畢之后首先要將其置于前置機(jī)緩沖池，進(jìn)行相關(guān)處理。人員、和設(shè)備相關(guān)的靜態(tài)信息將會(huì)組成檔案數(shù)據(jù)庫(kù)。如果檔案信息庫(kù)中的信息需要更新，那么要保證更新好的數(shù)據(jù)庫(kù)信息能夠被保存在云儲(chǔ)存系統(tǒng)中，這樣才能保證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。在計(jì)算相關(guān)數(shù)據(jù)的時(shí)候，要依據(jù)業(yè)務(wù)邏輯進(jìn)行，同時(shí)將計(jì)算出來(lái)的數(shù)據(jù)填寫(xiě)在云存儲(chǔ)系統(tǒng)中，然后相關(guān)系統(tǒng)自動(dòng)會(huì)從云存儲(chǔ)系統(tǒng)中篩選出符合客戶需求的數(shù)據(jù)并使用于客戶。另外，有一些與檔案相關(guān)的數(shù)據(jù)需要進(jìn)行計(jì)算，所以，云存儲(chǔ)系統(tǒng)會(huì)將這些檔案數(shù)據(jù)的計(jì)算結(jié)果自動(dòng)同步在數(shù)據(jù)庫(kù)中，以滿足客戶的使用需求。

2.3基于云計(jì)算的電力大數(shù)據(jù)分析技術(shù)的應(yīng)用

目前，云計(jì)算電力大數(shù)據(jù)技術(shù)已經(jīng)在我國(guó)浙江得到運(yùn)用，并且使用效果不錯(cuò)。2013年國(guó)家電網(wǎng)公司通過(guò)電力大數(shù)據(jù)分析技術(shù)在浙江開(kāi)展項(xiàng)目建設(shè)，完成了用電數(shù)據(jù)分析和信息采集的云計(jì)算項(xiàng)目，促進(jìn)了智能電網(wǎng)的發(fā)展。在云計(jì)算的平臺(tái)下，浙江電力企業(yè)的電力數(shù)據(jù)通過(guò)負(fù)載均衡器由互聯(lián)網(wǎng)傳輸給前置群，然后前置群對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行一定程度的處理和緩沖并交給數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行處理，最終相關(guān)服務(wù)器依據(jù)用戶的需求從相關(guān)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)找出符合用戶需求的數(shù)據(jù)[3]。在云計(jì)算平臺(tái)中，檔案類數(shù)據(jù)一般都被保存在關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中，一般檔案如果有更新則由太網(wǎng)通過(guò)高速連接對(duì)其進(jìn)行同步，保證信息的準(zhǔn)確性。原來(lái)的方案中，云計(jì)算系統(tǒng)平臺(tái)是由兩臺(tái)小型HP機(jī)組成的，其數(shù)據(jù)一般是在共享存儲(chǔ)上保存的，相關(guān)存儲(chǔ)設(shè)備是通過(guò)高速網(wǎng)絡(luò)連接的。而新型的方案，則是由八臺(tái)刀片式服務(wù)連接的，其運(yùn)行速度顯然要高于兩臺(tái)小型機(jī)的速度，并且新型方案也有助于降低關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的費(fèi)用，因此被采用。

總結(jié)

電力大數(shù)據(jù)的分析技術(shù)在云計(jì)算環(huán)境下，將數(shù)據(jù)具有的信息內(nèi)容進(jìn)行采集、處理。該技術(shù)與云計(jì)算相結(jié)合，有針對(duì)性的提升了數(shù)據(jù)在分析系統(tǒng)運(yùn)行程序下的整體性能。通過(guò)構(gòu)建就具有大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、處理、分析性能的系統(tǒng)，并結(jié)合相關(guān)的技術(shù)將其應(yīng)用在智能電網(wǎng)中，有效的協(xié)助智能電網(wǎng)在社會(huì)建設(shè)中的使用，進(jìn)一步滿足廣大用戶對(duì)數(shù)據(jù)信息的需求。由于該項(xiàng)技術(shù)具有很多的性能與優(yōu)點(diǎn)，能夠以嶄新的優(yōu)勢(shì)應(yīng)對(duì)大數(shù)據(jù)時(shí)代的挑戰(zhàn)。

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