電力系統(tǒng)云計算初探

陳兆鵬

摘要：本文探討了云計算，及云計算技術(shù)的特點，分析了云計算在電力系統(tǒng)構(gòu)建中的關(guān)鍵技術(shù)，研究了云計算在電力系統(tǒng)中的具體應(yīng)用，為電力系統(tǒng)的優(yōu)化發(fā)展提供參考。

關(guān)鍵詞：云計算;電力系統(tǒng);應(yīng)用

中圖分類號：TP311.13 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9416（2019）03-0218-02

0 引言

隨著計算機信息技術(shù)的不斷發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)在各行各業(yè)中的應(yīng)用非常廣泛。正是因為有了網(wǎng)絡(luò)計算與存儲等服務(wù)，人們的生活發(fā)生了翻天覆地的變化。在一定程度上，云計算技術(shù)是一種新興資源使用模式，促進網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，并逐漸成為網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中的核心技術(shù)，改變數(shù)據(jù)訪問、應(yīng)用模式，并可實現(xiàn)高效、安全的應(yīng)用交付。在電力系統(tǒng)中融入云計算技術(shù)，使得電力系統(tǒng)的運行迎來了質(zhì)的改變，保障電力企業(yè)高效工作，有利于電力行業(yè)實現(xiàn)新的突破。

1 云計算的概述

云計算是一種基于互聯(lián)網(wǎng)的計算方式，通過云計算，可以有效實現(xiàn)硬件資源和信息共享，方便用戶使用。基于當(dāng)前使用軟件包部署和發(fā)布的情況下，云計算以其維護成本低、部署方式簡單、更有利于構(gòu)建基于多租戶模型的服務(wù)系統(tǒng)，引起了社會各界的高度關(guān)注?，F(xiàn)階段，云計算主要提供3種服務(wù)模式，即：基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)（Iaas）、平臺即服務(wù)（Paas）和軟件即服務(wù)（Saas）。在這3種模式下，計算工作由位于互聯(lián)網(wǎng)中的計算資源（Iaas）來完成，用戶只需實現(xiàn)與互聯(lián)網(wǎng)的連接，借助諸如手機、瀏覽器等輕量級客戶端，即可完成各種不同的計算任務(wù)，包括程序開發(fā)、軟件使用、科學(xué)計算乃至應(yīng)用的托管等。

2 云計算技術(shù)的特點

2.1 具有虛擬化共享性質(zhì)

云計算實質(zhì)上是一種虛擬化的存在，是看不見、摸不著的?？紤]到其虛擬化的特點，因此云計算在進行各種操作的過程自然而然會帶有虛擬化特性。對于計算機內(nèi)的資源，在云計算模式下，所有的都是不加密的，用戶可以無限使用其所有的資源，因此整個互聯(lián)網(wǎng)上所有資源，都具有共享的性質(zhì)。

2.2 提高工作效率

一般而言，云計算具有非常高的智能化和自動化水平。通過虛擬化云平臺，可以集中用戶，并且實現(xiàn)信息的維護，其不僅能夠提高信息發(fā)布的速度，同時還能保障信息安全。此外，云計算可以提高設(shè)備的使用性能，有效延長設(shè)備的生命周期，這是傳統(tǒng)的信息系統(tǒng)無法實現(xiàn)的，該技術(shù)在降低客戶端升級頻率的同時，還極大縮短了升級時間，很大程度上保證了信息系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，提高了整個信息系統(tǒng)信息發(fā)布和管理工作的效率。

2.3 提高規(guī)模效益

由于具有計算和整合資源的特質(zhì)，在電力系統(tǒng)中應(yīng)用云計算，可以最大程度上整合電力公司中大量重復(fù)現(xiàn)象的或者閑置不用的資源，在避免資源浪費的同時，還能極大地減輕了計算平臺的壓力，與此同時，電力公司在信息系統(tǒng)方面的人力物力投資可以得到有效控制，從而減少電力企業(yè)建設(shè)運行投資成本，提高規(guī)模效益。

3 云計算在電力系統(tǒng)構(gòu)建中的關(guān)鍵技術(shù)

3.1 海量數(shù)據(jù)管理技術(shù)

在電力系統(tǒng)中，云計算平臺主要為大量用戶提供支持，因此系統(tǒng)內(nèi)會產(chǎn)生海量數(shù)據(jù)，每個用戶都有自己的數(shù)據(jù)。另外，在應(yīng)用仿真電網(wǎng)空間和時間時，也會出現(xiàn)大量的附加數(shù)據(jù)。因此可以采用數(shù)據(jù)庫優(yōu)化技術(shù)，提升海量數(shù)據(jù)管理效率。采取控制策略，同時結(jié)合電力系統(tǒng)特點，將數(shù)據(jù)庫中未使用的數(shù)據(jù)存儲到磁盤文件中，以縮減數(shù)據(jù)庫記錄數(shù)，從而進一步提高數(shù)據(jù)庫的訪問性能。

3.2 動態(tài)任務(wù)調(diào)度技術(shù)

在電力系統(tǒng)中，其計算任務(wù)具備暫態(tài)、穩(wěn)態(tài)等多樣性，而且考慮到計算時間的不確定性，并且在計算過程依附性很明顯，從而導(dǎo)致在調(diào)度計算任務(wù)方面的難度加大。之所以，應(yīng)結(jié)合本地文件和分布式文件，并且采取動態(tài)分配與任務(wù)預(yù)分配相結(jié)合的方式，達到電力系統(tǒng)運行效率提升的目的，這不僅降低了調(diào)度管理、數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r間損耗，同時還極大地提高了資源利用率。

3.3 數(shù)據(jù)安全技術(shù)

在電力系統(tǒng)中運用云計算技術(shù)，由于數(shù)據(jù)需要進行分布式存儲，因此會不可避免地面臨系統(tǒng)內(nèi)安全問題和數(shù)據(jù)安全問題。因此，對于數(shù)據(jù)管理、資源認(rèn)證、權(quán)限管理、用戶管理等技術(shù)的研究，這是極其必要的。通過運用數(shù)據(jù)加密技術(shù)，可以有效提高數(shù)據(jù)安全性和完整性，并加強云計算對數(shù)據(jù)的保密。比如：為了解決數(shù)據(jù)安全問題，可以使用來自華為的IaaS層資源管理軟件。此外，數(shù)據(jù)安全技術(shù)的應(yīng)用，不僅是提高系統(tǒng)中用戶數(shù)據(jù)安全的重要保障，并且可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的有效調(diào)取和安全共享。

3.4 一體化數(shù)據(jù)管理技術(shù)

將一體化數(shù)據(jù)管理技術(shù)與模型運用到系統(tǒng)多級調(diào)度中是非常重要的。為了實現(xiàn)數(shù)據(jù)模型的統(tǒng)一，通常是采用一體化數(shù)據(jù)管理技術(shù)，其可以控制和降低不同模型轉(zhuǎn)化而造成的數(shù)據(jù)錯誤與損失，采用統(tǒng)一的計算數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)與電網(wǎng)模型標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)前數(shù)據(jù)模型中，EICCIM國際標(biāo)準(zhǔn)是常采用的標(biāo)準(zhǔn);在規(guī)范數(shù)據(jù)交換方面，主要使用國網(wǎng)E格式;在計算輸入數(shù)據(jù)方面，一般是以PSASP和BPA兼容的模式為主。

4 云計算在電力系統(tǒng)中的具體應(yīng)用

4.1 信息和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)深化應(yīng)用

隨著信息技術(shù)的升級創(chuàng)新，造成了企業(yè)終端與日俱增，應(yīng)用系統(tǒng)分布也越來越復(fù)雜化。面對這種情況，只有為每個業(yè)務(wù)配備相應(yīng)的軟硬件設(shè)備和存儲設(shè)備，系統(tǒng)才能夠正常運行，然而這卻不利于軟件的后期維護，同時導(dǎo)致資源的浪費。針對以上問題，云計算技術(shù)的出現(xiàn)和應(yīng)用，使得這些問題迎刃而解。在電力系統(tǒng)中運用云計算技術(shù)，通過智能云將電力系統(tǒng)內(nèi)網(wǎng)中海量的計算進行拆分，從而瓦解成較小的計算塊，并利用多臺服務(wù)器進行處理，然后將處理后的結(jié)果及時反饋給客戶。該種方式工作效率極高，使得智能云在短時間內(nèi)可以處理龐大的信息[1]。

4.2 電力系統(tǒng)安全分析與協(xié)調(diào)控制

現(xiàn)階段，在電力系統(tǒng)中，最經(jīng)常使用的是采用時域仿真分析對暫態(tài)穩(wěn)定問題進行分析。然而針對特殊問題，比如大電網(wǎng)由于數(shù)據(jù)量龐大，時域仿真計算量自然也會過大，所以此時最好采用離線分析。此外，為了提高仿真速度，可以在電力暫態(tài)仿真計算中利用云計算，以實現(xiàn)在線分析。

4.3 電力系統(tǒng)潮流計算平臺

通過云計算的應(yīng)用，可提高電力系統(tǒng)潮流計算速度，優(yōu)化潮流計算方法。利用最優(yōu)潮流并行算法，在對預(yù)想事故進行運算時，可通過分組的方式，將其分配到不同的處理器進行分析。并運用牛頓法的并行潮流解法進行分解、協(xié)調(diào)等，有效解決分類系統(tǒng)中出現(xiàn)的各種問題，利用多個處理器來計算求解，對需要處理的預(yù)想事故數(shù)目進行準(zhǔn)確計算[2]。

4.4 調(diào)度與監(jiān)控系統(tǒng)平臺

電力市場進入深化改革階段，同時隨著分布式電源的出現(xiàn)，系統(tǒng)逐漸向分布式控制轉(zhuǎn)變。利用云計算平臺，實現(xiàn)分布式控制中心信息協(xié)作和共享。在將來的電力系統(tǒng)中，分布式電源將會逐步普及，系統(tǒng)運行控制、調(diào)度計算量將逐步增加，在電力系統(tǒng)中，利用云計算可實現(xiàn)信息采集與實時監(jiān)控。

5 結(jié)語

綜上所述，云計算的發(fā)展目前還處于初步階段，其在電力系統(tǒng)中還有很大的應(yīng)用空間。云計算可以促進電力系統(tǒng)的高效運轉(zhuǎn)和安全穩(wěn)定。而云計算平臺的構(gòu)建，不僅可以提升電力系統(tǒng)的信息儲存、處理以及互聯(lián)等帶，與此同時實現(xiàn)對電力系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制的優(yōu)化，其重要性不言而喻。電力系統(tǒng)的整體性將會優(yōu)化，尤其是在線分析與協(xié)調(diào)控制方面，推動電力系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻

[1] 高玲.云計算技術(shù)在電力系統(tǒng)信息化中的應(yīng)用[J].電子制作，2013（11）：115.

[2] 涂佳明.淺析云計算在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].科技與創(chuàng)新，2017（17）：147，150-151.

Preliminary Study on Power System Cloud Computing

CHEN Zhao-peng

（Heyuan Power Supply Bureau of Guangdong Power Grid Co.， Ltd. ， Heyuan Guangdong 517000）

Abstract：This paper discusses the characteristics of cloud computing and cloud computing technology， analyses the key technologies of cloud computing in power system construction， studies the specific application of cloud computing in power system， and provides reference for the optimization and development of power system.

Key words：cloud computing; power system; application