電力云計算研究
電力系統的計算任務繁重,實時性強,準確性高,對中心計算平臺的承載能力要求極高。現有的電力系統主要采用嵌入式測量工具,可拓展性差,信息集成分析能力弱,升級空間小,因而傳統落后的電力計算結構、技術需要進行創新研究。
通過提高電力系統的互聯程度與智能化操控,加強電力系統分析數據的可靠性,建立計算分析模型,保證電力信息的采集、合成、分析、抵御等功能發揮,針對電力可靠指標的靈敏度、有效性等環節作出合理規劃,以云計算作為嶄新電力計算平臺的計算模式,成為整合動態虛擬抽象的電力資源的服務工具。云計算是以互聯網覆蓋技術為支撐,綜合運用若干計算技術的統稱。它是指分布式處理、并行處理和網絡計算的發展,或者說是這些計算機科學概念的商業實現,是基于網絡的超級計算模式。經由遠程操控有效地切換數據實用,協同區域網絡的共享資源,為每位用戶提供配套服務。
1 電力系統的云計算
電力云計算是根據國內電網管轄進行的仿真模型構制,各網絡都針對所轄區域內的電網建立了較為詳細的電力系統模型,而對相鄰電網的模型則在一定程度上進行簡化和等值,并在此系統模型的基礎上進行計算機仿真,為電力系統調度、運行、監控、保護、營銷提供重要依據。
1.1 電力云組成
由于電力具有分布自然、可靠性強、實時性高、生產、輸送、配置、使用同時完成的特點,因而電力系統的管理與控制的本質特征就是“分級管理、分層控制、分布處理”。根據電力系統的分布計算、集群應用的特征,構建云計算網絡的物理結構。
為保證電力系統的層次清晰、布局合理科學,以主云和子云的級別區分資源調度,優化電力系統的數據運行水平。如下圖所示,主云指電力系統終端整體結構,子云指各個節點資源分配,相互之間的數據切換是通過分級管理控制。
1.2 電力系統云體系結構
電力系統的云體系實質上是類似于金字塔結構形式,由基礎設施、服務平臺、應用程序組成。云體系按照層次劃分為高級訪問層、應用接口層、基礎管理層、物理儲存層,通過分層協同開發,能夠滿足各級電網的計算要求。
2 電力系統的云計算技術
針對傳統電網測量技術中存在的模糊、不完全覆蓋、損耗程度嚴重等問題,現行投入應用的智能化電網測量發展顯得更加靈活使用,特別是針對跨區域、跨平臺的電力數據計算,云計算具有高精度低損耗的特點,保證各級電網部門之間工作的協調性。
2.1 云計算的資源整合
電力系統是多用戶多節點復雜電力資源的集合體,這就要求電力云計算具備較強的自我組織能力、動態協同能力、資源共享能力,云計算可針對電力資源數據庫中存儲的數據,發出請求,進而接收反饋信息,調配云機制中的資源,加以整合。
2.2 云計算的資源調度
電力云計算需要就動態網絡環境中任務需求進行整理調度, 降低任務調配的重復率,簡化客戶需求 ,均衡云計算中可利用資源量。電力云需要針對資源的分布形式及客戶的參考要求,進行有效的調度管理。由于對云資源進行了虛擬化,云內部任意終端可以像本地資源一樣訪問。在實際訪問中,采用云調度來實現對云資源的管理。系統根據動態得到信息對系統中的資源進行優先排序,從而在得到計算請求后可以很快訪問到云中可用的資源。
2.3 云計算的技術標準
云計算具有安全性高、可靠性高、協作性高、通用性高、計算能力強、服務范圍廣等特點,配合電力系統的運用要求。云計算技術還具備自身的技術標準,首先采用規范化的數據模型,以IEC CIM國際標準為依據,穩態數據交換可采用E格式規范,暫態技術數據分析以綜合程序PSASP的數據格式為準。電力云計算為電力系統規劃、調度、科研提供了強大的技術支撐與服務效率,節約電力系統的維護成本。
3 電力云計算的展望
國內關于電力系統的信息化建設仍然處在起步階段,各應用系統相互獨立運行,在系統內部形成了一個個信息孤島。重復處理交叉信息,容易造成系統數據庫信息的浪費與失效。因而在進行云計算技術拓展的同時,需要就云計算本身存在的問題進行有效地調節,對其未來發展進行積極的展望。
3.1 安全穩定
對于大規模電力系統而言,時域仿真的計算量很大,因此目前尚只能應用于離線分析。一方面在提高云計算控制協作效率,另一方面要保證云計算處理干擾問題的穩定性要求,特別是基于網絡隨機性的分析處理因素,更需要對電力處理中的穩定性和安全性進行保障。
3.2 調度監控
電力系統調度與監控的力度隨著分布式電源的增加呈現正比增強的要求,逐漸改變電力系統監理控制的集中式方式,通過云計算處理信息的能力實現大范圍的實時監控與調度。通過云計算,增強信息協作共享效果。
3.3 評估運行
相對于傳統的電力系統評估運行方式來說,存在評估效率低,運行成本高,制約信息可靠性分析。而基于網絡云計算的計算速度、實時性等功能能有效地解決計算瓶頸,達到評估的標準要求。
3.4 發展展望
云計算適用于電網公司、發電公司、市場投資監管企業等不同類型,為了促進信息共享與安全保障之間的協調性,必須在設計云計算平臺時,考慮計算數據吞吐量、負荷分配量、 廣闊度、精度等,統一規劃電力信息系統,解決云計算分析與控制能力。
4 結論
云計算是近年來在電力系統中應用廣泛的技術,能夠有效地解決各種復雜的電力問題,硬件投入設備少,可用性強,因而加強云計算研究是未來電力系統發展的主要方面。

責任編輯:電力交易小郭
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