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云計算技術在智慧電力網中的應用研究

來源:核心期刊咨詢網位置:電子信息論文時間:2019-06-17 10:0112

  摘要:本文探討了云計算技術,分析了智慧電力云計算網,研究了智慧電力云計算網的展望。

  關鍵詞:云計算技術;智慧電力網;應用

電力工程師論文

  0 引言

  在發電、電力傳送、使用以及配置等過程中,智慧電力網需要科學精準地管理這些海量交互式電力數據,通過智能電表等終端,智慧電力網可以實時高效、全雙工的采集用戶與用戶之間、用戶與電網之間的電力數據,以達到高效的垃圾減排、節約能源消耗等目的,從而進一步發揮智慧電力網的價值。在智慧電力網中,鑒于用戶、電力部門的需求愈來愈高,所以傳統的數據處理方式很難滿足。而對于云計算系統,其不僅易于擴展管理,而且具備分布式計算和分布式存儲的特質,因此在智慧電力網中是非常適用的。

  1 云計算技術的概述

  云計算技術的基本原理,是通過使計算分布在大量的分布式計算機上,而不是在本地計算機或遠程服務器中,企業數據中心的運行,與互聯網有著很大的共同點。有助于企業高效的進行資源配置,實現“物盡其用”,通過訪問計算機和存儲系統,然后結合實際需求,有效整合分布式計算機中的數據資源和海量處理器資源,從而實現協同工作。云計算能夠統一整合大量的系統資源,其相當于一種共享基礎架構,可以提供多元化的服務。因此,企業可以結合自身需求,將資源調整到需要的應用上,然后對資源進行存儲和處理。一般來說,云計算平臺中的服務器主要有兩種屬性,不僅可以是虛擬性的,也可以是物理性的。在高級的計算云中,還會包含網絡設備、防火墻等其他計算資源[1]。

  在電力系統的原有廣域網的基礎上,將智慧電力網建設成基于云計算技術的電力系統,使得電力網系統的數據在存儲、處理和交互等方面有著明顯的提高,對當前電力系統中的數據資源進行有效整合和處理。對于上述所言,以下簡稱為智慧電力云計算網。

  2 智慧電力云計算網

  2.1 智慧電力云計算網的服務對象

  一般來說,智慧電力云計算網的服務對象主要包含電力職能部門、電能用戶以及第三方服務提供商這三類[2]。

  (1)電力職能部門。作為智慧電力云計算網的核心,電力職能部門任重而道遠,需要對多種數據進行處理,其中包括:用戶智能設備數據;電力網傳感器所輸送的數據資源;通過數據挖掘技術采集的隱藏數據等。這些數據主要分為公開數據和保密數據兩種,其安全性有區別。之所以,在智慧電力云計算網數據平臺中,對于這些海量數據需要嚴格進行分類,然后進行相應的存儲管理;一旦保密數據被竊取,三大用戶的隱私消息將會面臨被泄露的極大風險,給黑客有機可趁,對系統攻擊造成云網系統的崩潰。(2)電能用戶。電能用戶一般主要劃分為三種:工業用電、家庭用電以及商業用電。通過對電能用戶設置參數進行采集,對電力智能部門需求進行有效分析,然后利用智能優化算法,智慧電力云計算網可以實現對電能的最優使用。同時其所提供的輸電信息,都能夠為電力智能部門和電能用戶所使用,更好地規劃電能分配使用解決方案。(3)第三方服務提供商。第三方服務提供商,可以為智慧電力云計算網差異化的應用服務,然而該服務脫離于電力職能系統之外,因此服務安全的可靠性和電能用戶的數據隱私都難以保障,存在一定的風險。

  2.2 智慧電力云計算網的結構層次模型設計

  在對電網數據的采集過程中,需要對數據進行大批次的解析、驗算、模擬和智能處理,面對當前海量數據的存儲、實時處理的需求,傳統電力網信息處理的能力難以滿足。云計算的數據處理技術,可以為多元化的數據處理提供高效的數據并行管理、并行編程、分布式處理和容災備份技術。為了實現對云計算存儲數據池的有效管理,智慧電力云計算網可以采取動態分配、重組、布局、虛擬計算和實時監控的方式,向用戶和電網系統提供高效的數據處理、存儲以及計算的云服務。簡單來說,智慧電力云計算網主要包括:物理存儲層、基礎管理層、應用接口層和高級訪問層這四層架構。

  總的來說,電云網通過對所有軟件以及網絡資源進行云資源數據協同整合、集群數據處理和分布式數據處理,為各省、市和縣等各級電力網、電力網終端提供基于云計算的數據計算處理和存儲業務,從而建設一套電力內網私有云服務。在處理數據資源方面,電網私有云為了達到實際需求,在建設主體云和子業務云的時候,必須要嚴格按照省、市和縣的管理層次權限,從而有利于電云網內部的數據資源分配效率的提高,同時有利于明確權責等。

  2.3 智慧電力云計算網的混合云模型設計

  現如今,用戶對電力網提供的服務需求逐步多元化,然而,電力系統私有云確無法滿足需求,其能提供的服務非常有限,特別是在挖掘、存儲和分析處理大量電網數據等方面,很難去找到有效的方法。為此,將混合云技術運用于電力網中,私有云模塊主要負責存儲和管理一些安全性要求較高的數據資源;而公有云模塊則相反,主要負責處理安全性要求低的數據資源,同時為了提高公有云的安全系數,其必須要結合實際權責來設置訪問權限。

  通常情況下,公有云充當著備份資源的角色,當電力網私有云發生故障,并無法及時處理數據時,此時公有云則可以協助私有云,幫助其解決問題,從而確保智慧電力網的穩定運行。通過輸入應用程序接口,租戶可以將各類數據信息傳送到智慧電力云計算網中,從而實現存儲、分析和管理的目的,同時還可以發送服務請求。對數據檢索的來源、存儲模式等特性進行分析,智慧電力網混合云相應設置了負載均衡算法,從而達到網絡負載的最小化。通過分析智慧電力云計算網的用戶對象不難得知,在解析、挖掘、驗算、模擬和智能處理電力網系統大量數據等方面,云計算技術可以提供可靠高效的解決方案。

  3 關于智慧電力云計算網的展望

  在智慧電力云計算網進行建立的過程中,不能盲目地效仿普通云計算,必須要從實際出發,與電力系統的基本特點相結合,在電力系統中所建立的電力智能云必須要與現有信息網絡架構相適應的。當前來看,根據中國電力系統的特點,比如其內網的完整性以及其數據的敏感性,因此其可以通過現有系統內網的物理網絡設備來建立電力系統私有云,這是可行的。在電力系統中應用云計算模式,可以實現對云計算方式的完全控制,通過對系統功能的利用,比如集群應用、分布式計算等,電力系統智能云能夠集合電力系統內網絡中的計算應用軟件以及網絡,以進行協同工作,從而實現對各級電網和計算機終端的數據服務。

  電力系統不僅結構龐大,而且分布廣,其總中心自然而然地要承擔很大壓力,因此計算機終端的計算要求或者任何一個小節點都提交到中心是不現實的,同時也不利于權限的判定。然而,電力系統可以采取分級管理的方式,以級別為標準,相應地建立主云和子云,以進行權限的合理限定以及資源的科學分配,從而提高權限管理和資源調配的效率,智能云的資源和權限趨于合理化。

  4 結語

  總而言之,應用云計算技術,對整個智慧電力網信息計算、儲存和交互而言影響非常重大。在保持現有系統內網和設備不變的情況下,通過云計算技術的應用,可以最大化的挖掘系統現有計算和儲存資源能力,使得智慧電力網系統的整體性能更加優化。此外,云計算技術很大程度地降低了智慧電力網擴建的投資,從而促進我國智慧電力網的建設與發展。

  參考文獻

  [1] 孫瑞豐.論云計算及其體系結構[J].企業家天地(中旬刊),2012(10):97-98.

  [2] 高玲.云計算技術在電力系統信息化中的應用[J].電子制作,2013(11):115.

  Application of Cloud Computing Technology in Intelligent Power Network

  LIU Hui-ling

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

  Abstract:In this paper cloud computing technology is discussed, intelligent power cloud computing network is analyzed, and the prospect of intelligent power cloud computing network is studied.

  Key words:cloud computing technology; smart power grid; application

  推薦閱讀:《壓縮機技術》(雙月刊)創刊于1963年,由沈陽氣體壓縮機研究所主辦。系全國壓縮機行業唯一的一本專業刊物。本刊現系中國機械儀表類核心期刊,學位與研究生教育中文重要期刊。

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