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電力云計算研究

2018-09-10 11:53:58 畢業(yè)論文網(wǎng)  點擊量: 評論 (0)
電力系統(tǒng)的計算任務(wù)繁重,實時性強(qiáng),準(zhǔn)確性高,對中心計算平臺的承載能力要求極高。現(xiàn)有的電力系統(tǒng)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(tǒng)落后的電力計算結(jié)構(gòu)、技術(shù)需要進(jìn)行創(chuàng)新研究。

電力系統(tǒng)的計算任務(wù)繁重,實時性強(qiáng),準(zhǔn)確性高,對中心計算平臺的承載能力要求極高。現(xiàn)有的電力系統(tǒng)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(tǒng)落后的電力計算結(jié)構(gòu)、技術(shù)需要進(jìn)行創(chuàng)新研究。

通過提高電力系統(tǒng)的互聯(lián)程度與智能化操控,加強(qiáng)電力系統(tǒng)分析數(shù)據(jù)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(fā)揮,針對電力可靠指標(biāo)的靈敏度、有效性等環(huán)節(jié)作出合理規(guī)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(tài)虛擬抽象的電力資源的服務(wù)工具。云計算是以互聯(lián)網(wǎng)覆蓋技術(shù)為支撐,綜合運(yùn)用若干計算技術(shù)的統(tǒng)稱。它是指分布式處理、并行處理和網(wǎng)絡(luò)計算的發(fā)展,或者說是這些計算機(jī)科學(xué)概念的商業(yè)實現(xiàn),是基于網(wǎng)絡(luò)的超級計算模式。經(jīng)由遠(yuǎn)程操控有效地切換數(shù)據(jù)實用,協(xié)同區(qū)域網(wǎng)絡(luò)的共享資源,為每位用戶提供配套服務(wù)。

1 電力系統(tǒng)的云計算

電力云計算是根據(jù)國內(nèi)電網(wǎng)管轄進(jìn)行的仿真模型構(gòu)制,各網(wǎng)絡(luò)都針對所轄區(qū)域內(nèi)的電網(wǎng)建立了較為詳細(xì)的電力系統(tǒng)模型,而對相鄰電網(wǎng)的模型則在一定程度上進(jìn)行簡化和等值,并在此系統(tǒng)模型的基礎(chǔ)上進(jìn)行計算機(jī)仿真,為電力系統(tǒng)調(diào)度、運(yùn)行、監(jiān)控、保護(hù)、營銷提供重要依據(jù)。

1.1 電力云組成

由于電力具有分布自然、可靠性強(qiáng)、實時性高、生產(chǎn)、輸送、配置、使用同時完成的特點,因而電力系統(tǒng)的管理與控制的本質(zhì)特征就是“分級管理、分層控制、分布處理”。根據(jù)電力系統(tǒng)的分布計算、集群應(yīng)用的特征,構(gòu)建云計算網(wǎng)絡(luò)的物理結(jié)構(gòu)。

為保證電力系統(tǒng)的層次清晰、布局合理科學(xué),以主云和子云的級別區(qū)分資源調(diào)度,優(yōu)化電力系統(tǒng)的數(shù)據(jù)運(yùn)行水平。如下圖所示,主云指電力系統(tǒng)終端整體結(jié)構(gòu),子云指各個節(jié)點資源分配,相互之間的數(shù)據(jù)切換是通過分級管理控制。

1.2 電力系統(tǒng)云體系結(jié)構(gòu)

電力系統(tǒng)的云體系實質(zhì)上是類似于金字塔結(jié)構(gòu)形式,由基礎(chǔ)設(shè)施、服務(wù)平臺、應(yīng)用程序組成。云體系按照層次劃分為高級訪問層、應(yīng)用接口層、基礎(chǔ)管理層、物理儲存層,通過分層協(xié)同開發(fā),能夠滿足各級電網(wǎng)的計算要求。

2 電力系統(tǒng)的云計算技術(shù)

針對傳統(tǒng)電網(wǎng)測量技術(shù)中存在的模糊、不完全覆蓋、損耗程度嚴(yán)重等問題,現(xiàn)行投入應(yīng)用的智能化電網(wǎng)測量發(fā)展顯得更加靈活使用,特別是針對跨區(qū)域、跨平臺的電力數(shù)據(jù)計算,云計算具有高精度低損耗的特點,保證各級電網(wǎng)部門之間工作的協(xié)調(diào)性。

2.1 云計算的資源整合

電力系統(tǒng)是多用戶多節(jié)點復(fù)雜電力資源的集合體,這就要求電力云計算具備較強(qiáng)的自我組織能力、動態(tài)協(xié)同能力、資源共享能力,云計算可針對電力資源數(shù)據(jù)庫中存儲的數(shù)據(jù),發(fā)出請求,進(jìn)而接收反饋信息,調(diào)配云機(jī)制中的資源,加以整合。

2.2 云計算的資源調(diào)度

電力云計算需要就動態(tài)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中任務(wù)需求進(jìn)行整理調(diào)度, 降低任務(wù)調(diào)配的重復(fù)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(jìn)行有效的調(diào)度管理。由于對云資源進(jìn)行了虛擬化,云內(nèi)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(diào)度來實現(xiàn)對云資源的管理。系統(tǒng)根據(jù)動態(tài)得到信息對系統(tǒng)中的資源進(jìn)行優(yōu)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(shù)標(biāo)準(zhǔn)

云計算具有安全性高、可靠性高、協(xié)作性高、通用性高、計算能力強(qiáng)、服務(wù)范圍廣等特點,配合電力系統(tǒng)的運(yùn)用要求。云計算技術(shù)還具備自身的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),首先采用規(guī)范化的數(shù)據(jù)模型,以IEC CIM國際標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù),穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)交換可采用E格式規(guī)范,暫態(tài)技術(shù)數(shù)據(jù)分析以綜合程序PSASP的數(shù)據(jù)格式為準(zhǔn)。電力云計算為電力系統(tǒng)規(guī)劃、調(diào)度、科研提供了強(qiáng)大的技術(shù)支撐與服務(wù)效率,節(jié)約電力系統(tǒng)的維護(hù)成本。

3 電力云計算的展望

國內(nèi)關(guān)于電力系統(tǒng)的信息化建設(shè)仍然處在起步階段,各應(yīng)用系統(tǒng)相互獨(dú)立運(yùn)行,在系統(tǒng)內(nèi)部形成了一個個信息孤島。重復(fù)處理交叉信息,容易造成系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫信息的浪費(fèi)與失效。因而在進(jìn)行云計算技術(shù)拓展的同時,需要就云計算本身存在的問題進(jìn)行有效地調(diào)節(jié),對其未來發(fā)展進(jìn)行積極的展望。

3.1 安全穩(wěn)定

對于大規(guī)模電力系統(tǒng)而言,時域仿真的計算量很大,因此目前尚只能應(yīng)用于離線分析。一方面在提高云計算控制協(xié)作效率,另一方面要保證云計算處理干擾問題的穩(wěn)定性要求,特別是基于網(wǎng)絡(luò)隨機(jī)性的分析處理因素,更需要對電力處理中的穩(wěn)定性和安全性進(jìn)行保障。

3.2 調(diào)度監(jiān)控

電力系統(tǒng)調(diào)度與監(jiān)控的力度隨著分布式電源的增加呈現(xiàn)正比增強(qiáng)的要求,逐漸改變電力系統(tǒng)監(jiān)理控制的集中式方式,通過云計算處理信息的能力實現(xiàn)大范圍的實時監(jiān)控與調(diào)度。通過云計算,增強(qiáng)信息協(xié)作共享效果。

3.3 評估運(yùn)行

相對于傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)評估運(yùn)行方式來說,存在評估效率低,運(yùn)行成本高,制約信息可靠性分析。而基于網(wǎng)絡(luò)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(dá)到評估的標(biāo)準(zhǔn)要求。

3.4 發(fā)展展望

云計算適用于電網(wǎng)公司、發(fā)電公司、市場投資監(jiān)管企業(yè)等不同類型,為了促進(jìn)信息共享與安全保障之間的協(xié)調(diào)性,必須在設(shè)計云計算平臺時,考慮計算數(shù)據(jù)吞吐量、負(fù)荷分配量、 廣闊度、精度等,統(tǒng)一規(guī)劃電力信息系統(tǒng),解決云計算分析與控制能力。

4 結(jié)論

云計算是近年來在電力系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛的技術(shù),能夠有效地解決各種復(fù)雜的電力問題,硬件投入設(shè)備少,可用性強(qiáng),因而加強(qiáng)云計算研究是未來電力系統(tǒng)發(fā)展的主要方面。

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責(zé)任編輯:電力交易小郭

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