摘要：随着电力建设步伐的不断加快，建设高参数、大容量、长距离的复杂智能电网已成为电力系统发展的主要趋势。电网结构变得越来越复杂，规模变得越来越大，其在运行时相应的数据信息也会随之急剧增加。准确可靠的实时数据信息是电网调度运行人员监控的直接依据，同时也是电网调度自动化系统应用分析的基础保障数据。尤其是最近几年，自动发电控制、电网调度潮流分析、电力系统运行风险评估等高效分析软件在电力系统中广泛推广使用，要获得科学调度策略，调度运行人员就需要依赖系统强有力的调度自动化系统，这就对系统运行数据的实时性、可靠性、精确性等提出了更高的要求。对于一个省网调自动化系统而言，在日常运行时要接受几百个厂站的运行数据，大约直采和转发共享遥测遥信量可达几万个。如此庞大的采集规模，如何对大量智能监测终端所产生的超大规模运行数据信息进行实时可靠、安全高效的采集、传输、存储和管理就显得十分必要。
关键词：云计算；智能电网调度系统；设计
前言：
基于智能电网云计算的智能预警针对数据资源和计算资源广域分布、计算量大、对计算能力的要求高等特点建立电力系统的一体化仿真，在仿真过程中没有系统的简化和等值。智能电网云计算的超级计算能力足以满足实时海量数据处理的要求。智能预警包括实时监测电压是否保持在规定范围之内、节点电压是否越限、无功功率分配的合理性；实时监测系统潮流，分析判断正常运行及在规定扰动条件下功角是否将失去稳定；实时监测系统频率，分析计算当发电机有功功率发生变化、启停发电机组以及电网结构发生变化时对系统频率的影响；实时监测系统中设备情况，分析计算在正常模式及N-1模式下由于电网结构改变、发电机功率改变、系统潮流变化时对设备产生的影响；同时，从各方面实时监测系统状态，对可能发生的事故进行快速预警。
一、云计算的概念和特点
云计算是指各种设备获取资源的途径是网络，在计算机高速发展的时代，这种基于网络服务的工作方式可有效增加设备的工作环境。云计算在SOA架构的基础上加以延伸，在数据分析处理方面的能力得到了很大提升，在此基础之上，数据的安全也得到进一步的保障，基于云计算的系统使用也更加方便。云计算在智能电网调度系统的应用可有效提高资源的利用率，为该领域带来更大的经济效益。云计算从被提出到现在的30多年时间里，已被广泛应用于各个领域，制造业也提出了“云制造”。
基于云计算平台的主要特点有三个：第一个特点是云计算的资源是公开透明的，在平台中的任一用户可在任意地点查询和使用平台上的资源，不受地理位置的限制，平台的用户也无需关心资源的性能和故障，这有助于对实现对信息资源的统一有效管理[1]；第二个特点是云计算的资源可以实现共享，资源共享是社会主流，每个领域都有这个要求，云计算的人机交互口使得资源共享得到了有效实现，这与时代发展趋势相吻合，为云计算带来很大的优势；第三个特点是云计算的资源可实现动态分配和有弹性的缩放，用户无需关心具体的过程，云计算为用户提供了智能化的分析处理，实现资源的动态分配，分配过程具有高度弹性，使得数据的有效性得到了很好的保障，用户使用过程更加快捷、方便。
二、智能电网调度系统云计算平台设计
我国现有电力系统是以省为单位，整个电网系统通过网络互相连接，相互协调，结构十分复杂。考虑到各种因素，电网系统可构建自己的“私有云”，充分利用现有设备，同时根据电网级别划分主云和子云，进行资源的合理分配，因此“电力智能云”的概念被提出，它能在短时间内最大限度地利用现有设备和软件资源实现资源整合。
在充分研究电网调度系统的运转方式之后，其计算量大、快速计算的要求很需要云计算来完成，因此提出了基于云计算的智能电网调度系统。这个系统以各个调度中心的数据信息服务总站，为总线的合理分析提供理论依据，以这种方式将分散的信息资源和电网自动化设备紧密地结合起来，形成智能电网调度云计算平台。此平台可靠性、实时性、准确度都很高。
智能电网调度系统云计算平台主要由四个部分组成，分别是分布式数据服务总线、动态负载均衡及资源调配系统、分布式海量数据存储系统和集成计算引擎。其中核心部分是分布式数据服务总线。这些部分以总线处为交换中心，在交换中心，两端的信息互相交换，实现信息共享，总线将这些信息进行整合，实现对底层物理设备的统一管理，这种信息交流机制为各个端口的调用提供了良好的保障，提高了其调用效率。为了方便实时监测和调整调度系统的运行情况，平台设置了一个统一的管理监控界面，管理员实时监控平台运行情况并及时进行相应调整。各个区域的调度中心都含有这三个功能，还增加了备用功能，各个调度中心通过总线互相获取资源，系统的可靠性得到了很大的提高。
分布式数据服务总线具有极大规模的分布式构架，它可提供多种连接方式，各个平台彼此之间可以进行多级动态调度，而交换中心负责对各个子平台信息进行合理处理，使得各个子平台的各种资源和信息可以实现共享。分布式数据服务总线可实现远程管理、修改配置参数、确保系统的自我维护，它还具有写日志的功能，为调度员调节系统参数提供强有力的依据。
动态负载均衡及资源调配系统解决了平台的管理问题，它可根据各个子平台的运算速度动态分配任务，并实时监测各个重要节点的负荷情况，使得系统可以动态进行调整。当某个调度中心发生故障时，附近的节点可以暂时帮助承担责任。当监测到某个节点工作不能正常进行时，优先找出整个系统工作量最小的调度中心，由这些节点承担失效节点不能完成的任务。
分布式海量数据存储系统的优点很多，如系统稳定性高、平台之间可实现共享、使用和维护简单以及可降低成本。它有效地解决了大量数据的存储问题，如在不增加新设备的前提下，利用分布式数据管理技术，使得电网在使用过程中的大量数据得以保存和管理以及一系列其他问题。
集成计算引擎可将多类型的计算资源集成到一起，将任务分配过程中的大量数据在各个底层分别计算并进行整合，实现快速分析和处理，有效提高了计算速度。其逻辑架构如图1所示。
图1智能电网调度系统云计算平台的逻辑构架
总结：
本设计基于云计算可高效计算大量复杂问题的能力，设计了基于云计算的智能电网调度系统，云计算的计算能力为系统的安全稳定运转提供了保障。该平台的计算效率高，资源之间可以共享，保证了系统的稳定运行。该平台的出现为电力系统管理者提供了很大便捷。
参考文献：
[1]孙宝贵，王欣红.云计算在智能电网调度系统中的应用研究[J].电子技术与软件工程，2016（20）：204.
[2]黄智鑫.基于云计算的智能电网调度系统的研究[D].天津：天津理工大学，2014.
[3]薛艳，孙婧妍，孙晓雨，等.关于云计算在智能电网调度技术支持系统中的应用研究[J].自动化应用，2017（2）：72-74.
论文作者:闫泽坤,林楠
论文发表刊物:《电力设备》2018年第28期
论文发表时间:2019/3/12
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