電力云計(jì)算研究
電力系統(tǒng)的計(jì)算任務(wù)繁重，實(shí)時(shí)性強(qiáng)，準(zhǔn)確性高，對(duì)中心計(jì)算平臺(tái)的承載能力要求極高�，F(xiàn)有的電力系統(tǒng)主要采用嵌入式測(cè)量工具，可拓展性差，信息集成分析能力弱，升級(jí)空間小，因而傳統(tǒng)落后的電力計(jì)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(jì)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(duì)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(jì)算作為嶄新電力計(jì)算平臺(tái)的計(jì)算模式，成為整合動(dòng)態(tài)虛擬抽象的電力資源的服務(wù)工具。云計(jì)算是以互聯(lián)網(wǎng)覆蓋技術(shù)為支撐，綜合運(yùn)用若干計(jì)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(jì)算的發(fā)展，或者說是這些計(jì)算機(jī)科學(xué)概念的商業(yè)實(shí)現(xiàn)，是基于網(wǎng)絡(luò)的超級(jí)計(jì)算模式。經(jīng)由遠(yuǎn)程操控有效地切換數(shù)據(jù)實(shí)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(jì)算
電力云計(jì)算是根據(jù)國(guó)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(duì)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(duì)相鄰電網(wǎng)的模型則在一定程度上進(jìn)行簡(jiǎn)化和等值，并在此系統(tǒng)模型的基礎(chǔ)上進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真，為電力系統(tǒng)調(diào)度、運(yùn)行、監(jiān)控、保護(hù)、營(yíng)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(shí)時(shí)性高、生產(chǎn)、輸送、配置、使用同時(shí)完成的特點(diǎn)，因而電力系統(tǒng)的管理與控制的本質(zhì)特征就是“分級(jí)管理、分層控制、分布處理”。根據(jù)電力系統(tǒng)的分布計(jì)算、集群應(yīng)用的特征，構(gòu)建云計(jì)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(jí)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(gè)節(jié)點(diǎn)資源分配，相互之間的數(shù)據(jù)切換是通過分級(jí)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(shí)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(tái)、應(yīng)用程序組成。云體系按照層次劃分為高級(jí)訪問層、應(yīng)用接口層、基礎(chǔ)管理層、物理儲(chǔ)存層，通過分層協(xié)同開發(fā)，能夠滿足各級(jí)電網(wǎng)的計(jì)算要求。
2 電力系統(tǒng)的云計(jì)算技術(shù)
針對(duì)傳統(tǒng)電網(wǎng)測(cè)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(cè)量發(fā)展顯得更加靈活使用，特別是針對(duì)跨區(qū)域、跨平臺(tái)的電力數(shù)據(jù)計(jì)算，云計(jì)算具有高精度低損耗的特點(diǎn)，保證各級(jí)電網(wǎng)部門之間工作的協(xié)調(diào)性。
2.1 云計(jì)算的資源整合
電力系統(tǒng)是多用戶多節(jié)點(diǎn)復(fù)雜電力資源的集合體，這就要求電力云計(jì)算具備較強(qiáng)的自我組織能力、動(dòng)態(tài)協(xié)同能力、資源共享能力，云計(jì)算可針對(duì)電力資源數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)，發(fā)出請(qǐng)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(jì)算的資源調(diào)度
電力云計(jì)算需要就動(dòng)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(jiǎn)化客戶需求 ，均衡云計(jì)算中可利用資源量。電力云需要針對(duì)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(duì)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(shí)際訪問中，采用云調(diào)度來實(shí)現(xiàn)對(duì)云資源的管理。系統(tǒng)根據(jù)動(dòng)態(tài)得到信息對(duì)系統(tǒng)中的資源進(jìn)行優(yōu)先排序，從而在得到計(jì)算請(qǐng)求后可以很快訪問到云中可用的資源。
2.3 云計(jì)算的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)
云計(jì)算具有安全性高、可靠性高、協(xié)作性高、通用性高、計(jì)算能力強(qiáng)、服務(wù)范圍廣等特點(diǎn)，配合電力系統(tǒng)的運(yùn)用要求。云計(jì)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(guó)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(jì)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(jì)算的展望
國(guó)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(gè)個(gè)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(kù)信息的浪費(fèi)與失效。因而在進(jìn)行云計(jì)算技術(shù)拓展的同時(shí)，需要就云計(jì)算本身存在的問題進(jìn)行有效地調(diào)節(jié)，對(duì)其未來發(fā)展進(jìn)行積極的展望。
3.1 安全穩(wěn)定
對(duì)于大規(guī)模電力系統(tǒng)而言，時(shí)域仿真的計(jì)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(jì)算控制協(xié)作效率，另一方面要保證云計(jì)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(duì)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(jì)算處理信息的能力實(shí)現(xiàn)大范圍的實(shí)時(shí)監(jiān)控與調(diào)度。通過云計(jì)算，增強(qiáng)信息協(xié)作共享效果。
3.3 評(píng)估運(yùn)行
相對(duì)于傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)評(píng)估運(yùn)行方式來說，存在評(píng)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(jì)算的計(jì)算速度、實(shí)時(shí)性等功能能有效地解決計(jì)算瓶頸，達(dá)到評(píng)估的標(biāo)準(zhǔn)要求。
3.4 發(fā)展展望
云計(jì)算適用于電網(wǎng)公司、發(fā)電公司、市場(chǎng)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(jì)云計(jì)算平臺(tái)時(shí)，考慮計(jì)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(jì)算分析與控制能力。
4 結(jié)論
云計(jì)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(jì)算研究是未來電力系統(tǒng)發(fā)展的主要方面。
