數(shù)據(jù)流技術在電網(wǎng)自動化中的應用

馮麗，曹碩，蘭志超

國網(wǎng)遼寧省電力有限公司鐵嶺供電公司

數(shù)據(jù)流技術在電網(wǎng)自動化中的應用

馮麗，曹碩，蘭志超

國網(wǎng)遼寧省電力有限公司鐵嶺供電公司

信息技術的快速發(fā)展對數(shù)據(jù)的質(zhì)量及加工處理技術要求越來越高，為了進一步推動信息技術的發(fā)展，數(shù)據(jù)流技術應運而生。數(shù)據(jù)流技術能實現(xiàn)對巨大量數(shù)據(jù)的在線分析處理及在線決策。電網(wǎng)系統(tǒng)十分復雜，而且在控制與管理的過程中，稍有不慎就極易發(fā)生不安全事故，所以在電網(wǎng)中合理的應用數(shù)據(jù)流技術，實現(xiàn)電網(wǎng)的自動化控制與管理是本文研究的重點內(nèi)容。重要從三個方面入手：數(shù)據(jù)流技術簡介，現(xiàn)階段電網(wǎng)自動化的狀況，數(shù)據(jù)流技術在電網(wǎng)自動化中的應用實例及分析

數(shù)據(jù)流技術；電網(wǎng)自動化；應用

電網(wǎng)的自動化控制技術就是要實現(xiàn)在無人工操作時，電力系統(tǒng)能根據(jù)某一指令自動、智能的對電力網(wǎng)系統(tǒng)出現(xiàn)的一些狀況作出反應，及時自動處理或發(fā)出智能警報。電網(wǎng)自動化的實現(xiàn)主要有三個步驟：首先是傳感與測量技術獲取數(shù)據(jù)信息；其次是數(shù)據(jù)流技術對數(shù)據(jù)信息進行實時分析與處理并進行在線決策；最后就是由決策信息形成對電網(wǎng)的控制指令，對出現(xiàn)的異常狀況及時智能自動化處理。

1 數(shù)據(jù)流技術簡介

數(shù)據(jù)流技術是信息技術取得突破性進展的產(chǎn)物，它在數(shù)據(jù)信息處理及實現(xiàn)大型機械系統(tǒng)的智能化方面發(fā)揮著重要作用，研究數(shù)據(jù)流技術是合理利用它，使其價值翻倍的基礎。

1.1 數(shù)據(jù)流

通信領域中的數(shù)據(jù)流是指傳輸中所使用的信息的數(shù)字編碼信號序列，現(xiàn)在廣義的數(shù)據(jù)流是只能以事先規(guī)定好的順序被讀取一次的數(shù)據(jù)的一個序列。數(shù)據(jù)流的主要特征是：數(shù)據(jù)到達速率快，短時間內(nèi)會有大量的數(shù)據(jù)需要處理，此時對輸入輸出設備和處理器的負擔非常大，所以處理數(shù)據(jù)流時盡可能選擇比較簡單的辦法；數(shù)據(jù)有廣闊的范圍，即數(shù)據(jù)的取值范圍廣，數(shù)量大，如數(shù)據(jù)流可能來源于電話號碼，地域經(jīng)緯度，人的特征數(shù)量，網(wǎng)絡節(jié)點，銀行卡號等等。數(shù)據(jù)流的數(shù)據(jù)屬性容量大，維度高，常和時間聯(lián)系在一起，所以硬盤和內(nèi)存無法完整的保存這些數(shù)據(jù)信息，只能在數(shù)據(jù)到達時讀取一次；數(shù)據(jù)持續(xù)到達，就是說數(shù)據(jù)流的數(shù)據(jù)是每時每刻持續(xù)不斷的到達的，那么數(shù)據(jù)流的數(shù)據(jù)就是無窮的，所以處理和查詢的數(shù)據(jù)流結果都不是最終結果，它是隨著后續(xù)到達的數(shù)據(jù)而不斷更新的。

1.2 數(shù)據(jù)流技術

充分利用數(shù)據(jù)流的特性，使其向著人類需求的方向發(fā)展從而形成數(shù)據(jù)流技術，研究人員制作了數(shù)據(jù)流系統(tǒng)，用來規(guī)范管理數(shù)據(jù)流形式展現(xiàn)的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)流系統(tǒng)與普通的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)相比，其優(yōu)點是對實時數(shù)據(jù)的瞬時查詢后，不用人為操作，而是系統(tǒng)主動的持續(xù)執(zhí)行，查詢結果隨著數(shù)據(jù)流元素的變化而更新，同時根據(jù)不同的執(zhí)行輸出觸發(fā)指定的操作。數(shù)據(jù)流系統(tǒng)中的類似數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結構化查詢語言的查詢方法稱之為類結構化查詢語言，簡稱SQL，SQL可以準確分析系統(tǒng)提供的實時數(shù)據(jù)，而后根據(jù)分析處理結果觸發(fā)適當?shù)脑O定好的處理方案，以此來實現(xiàn)許多難以人為控制的系統(tǒng)的自動化。這就是數(shù)據(jù)流技術的一種展現(xiàn)形式。

2 現(xiàn)階段電網(wǎng)自動化的狀況

現(xiàn)階段電力系統(tǒng)主要采用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)對實時數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)進行分析處理，但由于數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)分析數(shù)據(jù)處于被動狀態(tài)，實現(xiàn)電網(wǎng)自動化的難度相當大。

2.1 數(shù)據(jù)庫模式下的電網(wǎng)智能化

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是目前電力企業(yè)智能化管理數(shù)據(jù)的主要途徑，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的電網(wǎng)智能化過程分為三個步驟，一，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)信息；二，數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，系統(tǒng)管理已生成的歷史數(shù)據(jù)和實時數(shù)據(jù)；三，將數(shù)據(jù)通過連接口輸出給訪問者，適當?shù)脑O置警報系統(tǒng)，與數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)產(chǎn)生聯(lián)系，來實現(xiàn)電網(wǎng)系統(tǒng)的智能化。這種方法在一定程度上優(yōu)化了電網(wǎng)的管控，但達不到電網(wǎng)自動化的要求，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)需要對可能出現(xiàn)的所有情況預設定處理程序，來驅(qū)動報警裝置，這在實際操作中難以實現(xiàn)。所以數(shù)據(jù)庫模式下的電網(wǎng)只能實現(xiàn)智能化，而不能進行自動化管理控制。

2.2 電網(wǎng)自動化

科學總是在人類無止境的追求中得以快速發(fā)展，電網(wǎng)智能化的研究與應用讓研究人員萌發(fā)電網(wǎng)自動化管控的想法，在電網(wǎng)智能化的基礎上，需要信息技術來支撐自動化系統(tǒng)的搭建與完善。電網(wǎng)自動化控制需要一種能實時分析在線數(shù)據(jù)，并在線決策驅(qū)動相應外部某一功能的執(zhí)行，于是數(shù)據(jù)流技術在人們迫切的期待中應運而生，逐步推動電網(wǎng)的自動化控制。數(shù)據(jù)流技術在電網(wǎng)中的應用降低了電網(wǎng)管理控制的成本，提高了電網(wǎng)控制的綜合效益。

3 數(shù)據(jù)流技術在電網(wǎng)自動化中的應用實例及分析

數(shù)據(jù)流技術有其自身優(yōu)于其他技術的特點，電力企業(yè)目前的管控難度大，急需要信息技術的支持來實現(xiàn)其自動化管控，這時將數(shù)據(jù)流技術引入電力系統(tǒng)的管控當中，不但是對數(shù)據(jù)流技術的進一步完善，而且強有力的推動了電網(wǎng)自動化的進程。

3.1 實現(xiàn)電網(wǎng)自動化的閉環(huán)過程

實現(xiàn)電網(wǎng)自動化首先要有傳感與測量技術搜集電網(wǎng)的實時狀態(tài)信息，然后將這些實時數(shù)據(jù)傳入數(shù)據(jù)流系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)流系統(tǒng)對數(shù)據(jù)信息進行在線分析處理并在線決策，最后輸出決策信息驅(qū)動控制指令，做出相應的反應動作，這就是電網(wǎng)自動化閉環(huán)系統(tǒng)實現(xiàn)自動化的整個過程，無需人工參與，簡單，且能準確監(jiān)控電網(wǎng)系統(tǒng)的實時狀態(tài)。

3.2 應用實例與分析

在數(shù)據(jù)流系統(tǒng)中注冊具體的SQL持續(xù)查詢語句就能實現(xiàn)電網(wǎng)系統(tǒng)某一具體方面的自動化管控，如在輸變電設備狀態(tài)監(jiān)控測試系統(tǒng)中，實現(xiàn)以下兩種功能：其一，當導電溫度高于180攝氏度時，系統(tǒng)發(fā)出警報，并輸出此時對應導線的信息，如高溫導線編號及導線的實際溫度等。其二，是在持續(xù)60秒時間內(nèi)，所有導線的溫度極差超過20攝氏度，則發(fā)出警報，并在顯示器上顯示最高溫度導線的編號和最低溫度的導線編號。具體的SQL持續(xù)查詢語句包含設備號，設備類型，測量量及測量類型等四個屬性。以上是數(shù)據(jù)流系統(tǒng)利用用戶提供的數(shù)據(jù)做實事數(shù)據(jù)的在線分析處理，然后及時觸發(fā)特設的制定操作，屬于查詢接口層面的實例。當查詢接口持續(xù)查詢無誤時，持續(xù)查詢會被映射為查詢網(wǎng)絡。查詢網(wǎng)絡與查詢接口相比可以處理更為復雜的持續(xù)查詢，查詢結果隨著輸入數(shù)據(jù)流的變化而變化，此時，數(shù)據(jù)流技術會以增量的方式實施更新查詢結果，并執(zhí)行指定的操作。至此，電網(wǎng)自動化得以實現(xiàn)。

4 總結

隨著信息技術的不斷發(fā)展，數(shù)據(jù)流技術在電網(wǎng)中的應用技術將更加成熟，國家電網(wǎng)有望向特高電壓網(wǎng)架結構的互動化、自動化、信息化的智能電網(wǎng)方向發(fā)展。要實現(xiàn)這一戰(zhàn)略性的目標，還需要數(shù)據(jù)信息工作者和電網(wǎng)管控工作者密切配合，共同努力，設計并搭建出架構更適合現(xiàn)代電網(wǎng)智能化要求的數(shù)據(jù)流技術支持下的電網(wǎng)。

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[3]高志.數(shù)據(jù)流技術在汽車維修中的應用[J].科技展望,2016,26（16）:65-65.