王媛媛　常富紅

摘要：傳統(tǒng)電力系統(tǒng)采用分布式計(jì)算方法，難以實(shí)現(xiàn)信息的高效互動(dòng)和共享。隨著特高壓技術(shù)、智能電網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，分布式計(jì)算方式的弊端逐漸顯現(xiàn)。為更好、更快的實(shí)現(xiàn)智慧城市的愿景，云計(jì)算以其優(yōu)異的計(jì)算功能、可擴(kuò)展性、可共享性，逐漸在電力系統(tǒng)的計(jì)算中顯現(xiàn)出優(yōu)勢(shì)，并必將成為未來電力系統(tǒng)的計(jì)算核心。目前，云計(jì)算技術(shù)在我國(guó)電力系統(tǒng)中的應(yīng)用仍舊處于研究、探索階段，本文就電力系統(tǒng)中云計(jì)算技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行探究。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)；云計(jì)算技術(shù)；應(yīng)用研究

中圖分類號(hào)：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2015）07-0063-02

Abstract： The traditional power system using distributed computing method， and difficult to realize information sharing， interactive. With the continuous development of UHV technology， smart grid technology， distributed computing mode gradually shows disadvantages. In order to realize the vision of wisdom city better， faster， cloud computing， with its excellent computing functions， scalability， sharing， gradually revealing the advantages in calculation of power system， and will become the core of the future power system calculation. At present， the application of cloud computing technology in our country in the power system is still in research stage of exploration， in this paper， application of electric power system and probed into the cloud computing technology.

Key words： power system；cloud computing technology；application research

電力系統(tǒng)建設(shè)是我國(guó)的民生工程之一，對(duì)促進(jìn)我國(guó)民眾生活質(zhì)量的提高具有重要意義。電力系統(tǒng)遍布全國(guó)各地，因此在實(shí)際管理上具有一定難度。隨著電力系統(tǒng)在我國(guó)應(yīng)用范圍的不斷擴(kuò)大，傳統(tǒng)電力系統(tǒng)的計(jì)算方式已經(jīng)無(wú)法滿足實(shí)際需求，因此必須引進(jìn)新的計(jì)算技術(shù)。云計(jì)算技術(shù)具有快捷、方便、信息集成度高、數(shù)據(jù)分析科學(xué)有效等優(yōu)點(diǎn)，必將在電力系統(tǒng)計(jì)算中發(fā)揮重要作用。

1 云計(jì)算技術(shù)的分析

傳統(tǒng)電力系統(tǒng)的計(jì)算方式為分布式計(jì)算，該計(jì)算方式主要由若干個(gè)小的系統(tǒng)組成，所有的系統(tǒng)共同構(gòu)成了整個(gè)電力系統(tǒng)計(jì)算網(wǎng)絡(luò)。由于每個(gè)小的系統(tǒng)僅在自己控制的范圍內(nèi)發(fā)揮應(yīng)有的作用，且整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)難以實(shí)現(xiàn)有效互動(dòng)，因此在實(shí)際計(jì)算中難以實(shí)現(xiàn)信息共享以及傳輸。信息分享過程中極容易產(chǎn)生偏差。傳統(tǒng)計(jì)算方式在存儲(chǔ)方式上具有一定的弊端，對(duì)信息分類及提取等操作需要花費(fèi)較長(zhǎng)的時(shí)間，且其操作系統(tǒng)及開發(fā)平臺(tái)均落后于時(shí)代發(fā)展的需求。云計(jì)算技術(shù)在傳統(tǒng)電力系統(tǒng)計(jì)算方式的基礎(chǔ)上進(jìn)行了全面改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)了電力系統(tǒng)計(jì)算方式的跨越式發(fā)展。

1.1 有效整合大規(guī)模異構(gòu)資源

基于傳統(tǒng)電力系統(tǒng)分布式計(jì)算的局限性，云計(jì)算對(duì)電力系統(tǒng)計(jì)算方式進(jìn)行了全面擴(kuò)展。云計(jì)算能夠在電力系統(tǒng)中構(gòu)建一個(gè)具有廣闊空間且具有不同組織結(jié)構(gòu)的計(jì)算系統(tǒng)，該計(jì)算系統(tǒng)具有強(qiáng)大的即時(shí)計(jì)算功能，在信息的存儲(chǔ)上采用分類存儲(chǔ)方式，建立科學(xué)的索引方式，能夠有效進(jìn)行信息的存儲(chǔ)以及提取。難能可貴的是，云計(jì)算系統(tǒng)對(duì)計(jì)算設(shè)備的硬件以及軟件共性未做特殊要求，即在進(jìn)行傳統(tǒng)電力系統(tǒng)計(jì)算方式改造過程中不需要大動(dòng)干戈，大多數(shù)原始計(jì)算機(jī)設(shè)備都可以參與到云計(jì)算系統(tǒng)中。

1.2 易于進(jìn)行動(dòng)態(tài)擴(kuò)展

云計(jì)算系統(tǒng)另一個(gè)重要特點(diǎn)就是具有一定的可擴(kuò)展性。云計(jì)算系統(tǒng)是對(duì)各種設(shè)備及系統(tǒng)進(jìn)行有效整合，因此為方便云計(jì)算系統(tǒng)的后續(xù)發(fā)展，需要其具備良好的擴(kuò)展性。傳統(tǒng)計(jì)算平臺(tái)由于各分系統(tǒng)間缺乏必要的聯(lián)系，在進(jìn)行系統(tǒng)擴(kuò)展時(shí)無(wú)法同步進(jìn)行，導(dǎo)致擴(kuò)展周期被延長(zhǎng)。一般來說，傳統(tǒng)電力系統(tǒng)計(jì)算方式在進(jìn)行擴(kuò)展時(shí)往往需要幾天甚至幾個(gè)星期的時(shí)間，不僅造成電力系統(tǒng)難以正常運(yùn)行，還造成各種數(shù)據(jù)的混亂。云計(jì)算技術(shù)在電力系統(tǒng)中的擴(kuò)展由于其自身的特點(diǎn)，能夠?qū)⒄麄€(gè)電力系統(tǒng)聯(lián)系在一起，整個(gè)擴(kuò)展過程僅需要幾分鐘就能完成，最重要的是，云計(jì)算的擴(kuò)展能夠在不影響整個(gè)電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)平衡的基礎(chǔ)上完成。

傳統(tǒng)電力系統(tǒng)計(jì)算平臺(tái)在進(jìn)行升級(jí)時(shí)經(jīng)常需要更換許多不匹配的硬件設(shè)施，造成大量的成本浪費(fèi)。云計(jì)算平臺(tái)在進(jìn)行升級(jí)的時(shí)候具有較強(qiáng)的兼容性，只需要增添原先沒有的功能設(shè)備即可，其他設(shè)備均不需要更換，節(jié)省了大量更換設(shè)備造成的資金浪費(fèi)。

1.3 虛擬化服務(wù)

云計(jì)算包括眾多計(jì)算機(jī)系統(tǒng)以及各項(xiàng)電力系統(tǒng)設(shè)備，通過云計(jì)算平臺(tái)對(duì)該綜合系統(tǒng)進(jìn)行有效整合。其實(shí)無(wú)論系統(tǒng)多么復(fù)雜，從用戶的角度來看，整個(gè)云計(jì)算系統(tǒng)就是一個(gè)單一實(shí)體，即通過一個(gè)接口獲得服務(wù)即可。云計(jì)算技術(shù)是一種虛擬化技術(shù)，在該虛擬平臺(tái)中，可以將用戶的不同需求放在同一設(shè)備（只需該設(shè)備具有足夠的功能）中運(yùn)行，也可以將一些難以執(zhí)行的任務(wù)分解成若干個(gè)組成部分，分別指定在不同的計(jì)算設(shè)備中運(yùn)行，從而最大限度的利用電力系統(tǒng)中的閑置資源，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)平衡。另外通過對(duì)不同用戶的動(dòng)態(tài)需求分配計(jì)算機(jī)資源，在局部系統(tǒng)遇到故障的時(shí)候不會(huì)影響到設(shè)備整體運(yùn)行狀況，從而持續(xù)穩(wěn)定的向用戶輸出服務(wù)。

2 云計(jì)算技術(shù)在電力系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

云計(jì)算系統(tǒng)是通過互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行相互連接的用戶與電力系統(tǒng)內(nèi)部組成的實(shí)體。從結(jié)構(gòu)上來看，云計(jì)算系統(tǒng)主要分為云計(jì)算控制平臺(tái)和計(jì)算資源。云計(jì)算控制中心是將用戶的需求將其分為若干可執(zhí)行的組成部分，并通過動(dòng)態(tài)分配的方式將各個(gè)子任務(wù)分配至各計(jì)算設(shè)備，最后再由各設(shè)備進(jìn)行處理，完畢后將結(jié)果輸送至云計(jì)算控制中心，用戶通過Internet得到最終結(jié)果。除此之外，云計(jì)算平臺(tái)還能對(duì)各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行備份存儲(chǔ)，便于后期提取。從用戶的角度來看，自己都是云計(jì)算平臺(tái)的唯一用戶，且只需要通過計(jì)算機(jī)或各種移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備即可連接電力系統(tǒng)的云計(jì)算平臺(tái)，方便使用。

電力系統(tǒng)的云計(jì)算平臺(tái)通過互聯(lián)網(wǎng)以及傳感器進(jìn)行連接，將各種電力系統(tǒng)設(shè)備有效融入到平臺(tái)中。在電力系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集中，不僅包括傳統(tǒng)SCADA傳感器，還有PMU以及各終端電表。這些裝置共同構(gòu)成了整個(gè)云計(jì)算平臺(tái)的信息收集系統(tǒng)。通過這些裝置的配合能夠得到比較全面的信息。電力系統(tǒng)云計(jì)算系統(tǒng)的構(gòu)架圖如下：

通過圖1可以看出電力系統(tǒng)云計(jì)算平臺(tái)主要結(jié)構(gòu)。在該結(jié)構(gòu)中，Web層是用戶的接口，復(fù)合層處于中間位置，其作用也是整個(gè)云計(jì)算平臺(tái)中最重要的部分，是實(shí)現(xiàn)云計(jì)算平臺(tái)作用的核心部分。該部分的作用主要由四個(gè)部分組成：1）將用戶需求劃分為若干部分，并進(jìn)行任務(wù)分配。2）將需要存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分類，并將不同的部分儲(chǔ)存于制定存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)中。3）將計(jì)算完畢的數(shù)據(jù)進(jìn)行整合并反饋給用戶。4）根據(jù)用戶提取數(shù)據(jù)的需求將相應(yīng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行提取。該系統(tǒng)中的計(jì)算邏輯層主要是確定分配任務(wù)的具體形式，并控制相應(yīng)的計(jì)算設(shè)備進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算完畢后將結(jié)果反饋給控制平臺(tái)。數(shù)據(jù)管理層主要執(zhí)行數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)以及數(shù)據(jù)提取。通過各個(gè)子部分的不同功能，整個(gè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理的所有功能，另外該計(jì)算系統(tǒng)的局部變更并不會(huì)對(duì)其他功能造成影響，在進(jìn)行系統(tǒng)升級(jí)過程中，由于各部分間的緊密聯(lián)系性，在升級(jí)過程中能夠一次性完成，縮短了周期，保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

3 結(jié)束語(yǔ)

云計(jì)算平臺(tái)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用仍舊處于發(fā)展中階段，目前來看云計(jì)算平臺(tái)給電力系統(tǒng)帶來了革命性的改進(jìn)。從發(fā)展歷程來看，云計(jì)算平臺(tái)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用仍處于起步階段，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，云計(jì)算系統(tǒng)必將發(fā)揮其最佳性能，幫助電力系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)服務(wù)最優(yōu)，在未來電力系統(tǒng)中具有廣泛的應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)：

[1] 趙俊華.云計(jì)算：構(gòu)建未來電力系統(tǒng)的核心計(jì)算平臺(tái)[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2010（8）：1-5.

[2] 劉德飛.云計(jì)算平臺(tái)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].信息工程，2012（6）：113.