云计算在智能电网中的应用

● 国网河北省电力有限公司信息通信分公司 赵劭康

云计算概念最早由Google前CEO埃里克·施密特提出，其理念是将数据信息存放在互联网中，无论数据使用者在何时何地，都可以第一时间获得所取数据。云计算是基于互联网基础设施的交付和使用模式，通过网络技术以按需、易扩展方式来提供所需资源（硬件、软件、环境平台等）。提供资源服务网络称之为云。云计算是由分布式计算、并行计算、网络计算、虚拟化等传统技术相融合发展的技术产物。云计算在企业中运用，可以大大降低硬件、软件投资及管理成本。

1 智能电网建设目标及架构

1.1 智能电网建设目标

智能电网是以特高压电网为骨干网架，各级电网协调发展为基础，以通信信息平台为支撑，结合通信技术、自动控制技术、传感器技术、信息化技术，实现信息流、电力流和业务流“三流”融合的现代电网等，包含发电、输电、变电、配电、调度和用电等环节。

云计算和智能电网分别代表下一代数据网络计算的发展方向，智能电网以信息革命和技术手段推进电网体系的升级和改革，建立用户和电网管理者之间的联动，信息革命中云计算必然存在。

1.2 智能电网系统架构

相对于传统的电网系统结构，智能电网系统架构中，增加了电网、用户间的信息交互，形成了电厂、电网、调度中心之间的信息交互，增加了电网的智能疏导功能。

由于智能电网中加入了用户和电网之间的能量信息交互传递，这样在光伏发电、小型风力发电及太阳能发电可以方便合理进行并网。

2 智能电网计算模式和云计算

随着分布式及网格计算的发展，对整个互联电网系统运行进行实时、稳定的动态分析、模拟仿真和多任务并行处理成为现实。智能电网发展下，各个区域内电力调度及网络连接愈加显得紧密，智能电网计算不但要求高性能及稳定地完成计算，同时也要满足跨区域、跨电压等级的协作，组成各区域间数据信息互联共享，以此完成整个电网各类分析仿真任务。随着电网规模的日益扩大，电网设备数量和生产、营销数据不断增加，云计算较强的数据分析能力可满足智能电网新型计算模式。目前，云计算在智能电网发展中已得到部分应用，有些省级电网已建有大型的电力数据仿真中心，并且具有一定完善的分布计算能力。电网数据都存储在高速专用网络中，且网络系统实现了与互联网的强隔离，具备了较高的安全性。

3 智能电网中云计算设计模式

3.1 智能电网云计算架构

云计算是通过互联网或广域网相互通信的多种设备和用户组成的一个复杂拓扑结构，如图1所示。从图中可以看出，云计算结构大致可分为两大主体：云平台控制中心和云平台整合的各类计算资源。云平台控制中心主要是接收到用户的请求后，将用户的任务分为若干项子任务，动态均衡地把各项子任务分配给云平台中的各类计算资源进行处理。各子任务处理完成后，计算结果通过互联网或广域网重新汇聚至云平台控制中心，最后反馈给任务请求用户。云平台控制中心可以对用户数据进行存储时，把用户数据根据需要存储至不同设备中，当用户请求利用数据时，可以将数据从不同的存储设备中读取并进行整合。利用虚拟化和网络技术，上述数据计算和存储过程，从用户角度看，都是属于“黑盒”模式。云计算平台为每个用户创造了一个独立虚拟的系统环境，因此每个用户认为自己是整个云计算技术资源的唯一用户。用户通过不同的终端接入至云计算平台，如台式计算机、笔记本电脑、智能手机或平板电脑等。终端设备接入的多元化使得云计算平台在推广使用非常方便。

图1 云计算体系架构

云计算平台通过传感器、GPRS等设备构成的数据采集网完成数据的采集传输，在智能电网系统中，数据的采集既可以是SCADA传感器，也可以是智能电表等采集终端。智能电网所采集的数据量是巨大的，可以是采集终端所获取的时间、温度、风速等数据，这些数据在处理过程中，需要具有强大计算存储能力的云计算平台才可以完成其实时性、稳定性的要求。在智能电网中划分的集团广域专线网，为云计算提供可靠的数据传输网络。

3.2 智能电网云计算实例

以国家电网有限公司桌面终端管理系统为实例，介绍云计算平台在智能电网中的应用。桌面终端管理系统对网络计算机终端的控制实现了可控、能控、在控的监测，同时能够同其他网络安全设备进行安全集成，为办公网络提供了安全稳定的系统环境。

桌面终端管理系统通过云计算体系，对所有办公终端的设备状态进行全生命周期的检测控制，利用云平台实现对其所有终端网络运维、移动存储、主机安全审计等行为集中管理。物理终端为云计算模式框图中的物理层，电力广域网络构成模式中的接口层。应用层部署硬件构成虚拟网络及桌面管理系统提供终端状态数据，这些数据构成智能电网数据基础，也是“云”服务的核心。如图2所示。

图2 桌面终端管理云体系

4 结束语

基于“云”的智能电网，除为电力系统分析提供存储能力和分布计算支持外，还具有硬件投资低、可扩展性强、便于软件升级维护等优势。这随着云计算的大规模应用，运检、营销、调度等各专业应用系统也将通过建立安全稳定的云计算系统，给不同权限的业务部门使用，实现服务的智能接入，既可提高电力企业的经济效益和社会效益，又能加快实现电网智能化的进程。

云计算技术还在不断发展中，在电力系统中应用也处于起步阶段。云计算在电力系统潮流优化、监控调控、信息融合等方面都有极大的发展空间。