云视角下智能配电网数据存储模式研究

陈炜骏，徐红艳，崔金栋，于婷婷

（1.国网浙江省杭州市余杭区供电公司，浙江杭州，311100；2.东北电力大学，吉林吉林，132012）

0 引言

随着智能电网建设进程的加快，配电网自动化、信息化水平的提高，导致电力系统中积攒了大量的数据，除了运行调度数据、用电数据，还有输电线路监测数据，海量数据的堆积，使得管理成本增加，数据存取灵活性不足，让传统的配电网数据存储管理难以应付。另外，随着数字化、信息化进程的加快，配电网数据中蕴藏的价值也大大提高，配电网数据的存储安全成为重中之重，而原来的配电网存储模式很难满足数据安全性的需求，也不能达到稳定性、可靠性存储的目的[1]。为解决上述配电网数据存储上的难题，笔者提出引用云存储技术，在保证数据安全性的同时实现配电网数据资源的集成与管理，进一步优化智能配电网的资源配置，进而提升电网的服务水平。

1 云视角下智能配电网数据存储模式

云存储由云计算扩展来的一个概念，是云计算的一个重要组成部分，也是云平台、云服务的基础，是指将数据资源存储在数据中心而非本地，用户可以随时随地使用各种终端通过网络来访问、使用这些数据资源[2]。云存储的发展为智能配电网的高度信息化、智能化带来了机会。云存储的优势在于能够对海量配电网数据进行低成本、高安全的存储和管理，符合配电网运行的要求，对进一步开展智能配电网的持续建设工作具有重大意义。

1.1 智能配电网数据云存储模式

在实际的电力系统运作情形中，配电网相应的监测技术并没有达到理想状态，三相不平衡现象任频繁出现，重载负荷的问题更是时常发生，其根本问题在于配电网大量数据存储和数据分析对比的能力不足。对此，笔者提出云视角下的智能配电网数据存储模式，该存储模式将在IEC61970中CIM标准的基础之上进行构建，并以CIM的继承层次结构为依据，完成输配电网信息建模。另外，建立以CIM模型为基准的对象模型以及对象模型接口，以达到客户端与服务器间数据交互的目的。在分布式存储的基础上定义CIM/RDF规范，使得各个应用系统在进行数据存储、访问、交换的过程中不依赖数据存储形式和表示方式，实现配电系统与输电系统、配电系统与用户之间的双向互通，达到配电网信息高度整合。这种云模式下的存储方案和存储方法，更能够提高数据管理效率，且满足智能配电网数据可靠性以及实时性要求。

1.2 智能配电网分布式云存储与管理

智能配电网系统中的数据类型多种多样，例如状态监测数据、设备运维人员信息、决策分析信息等，数据量每天都在扩充，面对如此庞大且复杂的数据信息，常规的配电网数据存储和管理方式不能达到海量信息可靠存储和有效管理的要求。为了进一步提高配电网数据存储质量和管理水平，采用分布式冗余云存储达到海量信息可靠存储和有效管理的目的。

1.2.1 智能配电网数据的海量存储

配电网数据云存储模式利用分布式冗余云存储方式达到海量数据存储目的，存储数据类型例如母线和线路节点电压和电流等同步相量数据、授时和对时单元同步采集数据等，针对测量数据实时存储的基础上，为数据信息预留冗余空间，以适应智能配电网运行对数据可靠性的需求。此外，分布式存储通过将各个节点划分成不一样的角色来降低服务器负载，从而满足大容量存储、高速数据查询等功能，并且满足海量数据安全性和可扩展性等方面的存储要求。

1.2.2 智能配电网数据的高效管理

智能配电网中的数据量庞大，且数据类型种类繁多，广泛的分布在不同子系统当中，当电网发生故障时，为了能够及时的为故障识别和报警功能提供数据支持，配电网数据云存储模式将配电网每个节点的电压、电流等运行变量测量数据的实时云端存储，同时利用虚拟化技术对母线和线路节点电压和电流同步相量数据进行同步处理，并将结果送往监测中心，实现了智能配电网运行状况的实时监测，以此来保证全电网运行的可靠性，从而提高数据存储管理过程的效率。

1.2.3 智能配电网数据计算分析

当今时代，配电网数据的价值远远高于其基础设施的价值，为了确保智能配电网安全、稳定、精准的运行，智能配电网数据云存储模式在提供精准的数据信息之外，还要实现海量配电网数据信息模拟、离线数据分析和暂态数据记录等，并且能够结合阻抗法、行波法、神经网络法、和贝叶斯算法，利用配电网线路本身的数据进行分析，快速判断故障点发生发确切位置，智能配电网云存储模式的建立将大大提高故障判断的精准度和故障排除的效率。

2 云视角下智能配电网数据存储模式的实现

云视角下的智能配电网数据存储模式彻底摒弃传统的单机数据存储模式，致力于构建云存储下的配电网数据集成模型，在此基础上为智能配电网运行状态监测和故障诊断提供稳定、准确的数据支持，以较低的管理成本实现数据高效管理，确保了智能配电网系统能运行状态的稳定性。云视角下智能配电网数据存储模式如图1所示。

2.1 基于云存储的智能配电网实时监测

图1 基于云存储的智能配电网数据存储模式

智能配电网的线路实时监测功能实现的基础在于配电母线、线路电压、电流和三相基本分量数据、历史数据、动静态模型等数据的实时、稳定存储以及相应数据的精准快速获取，利用云存储模式，结合同步相量测量技术，实现相量信息实时上传和每个节点采样数据接收，使配电网控制中心随时对电力潮流或状态进行评估，进一步提升智能配电网监测技术精准性和数据存储安全稳定性。

2.2 基于云存储的智能配电网故障识别

运用云存储模式的另外一个优势在于其能够为配电网故障识别提供强大的数据分析支撑。在海量配电网数据稳定存储的基础上运用数据同步处理技术，建立故障诊断模型，半段短路故障和短路故障的同时，区分三相短路、两相短路、单相短路和两相接地短路等故障，并且利用优化算法进行故障设备的求解，确定故障设备，迅速判断故障位置，充分挖掘海量配电网信息的价值，进而提高智能配电网的高信息化、高智能化水平，为修复线路和保证可靠供电提供保障，保证整个电力系统的安全稳定和经济运行。

3 结束语

在智能电网时代，提高配电网海量数据安全、可靠存储以及合理、高效管理更能充分体现出配电网系统和海量数据本身的价值，在传统电网存储平台不能满足使用要求是，创新型的融入云存储技术，优化智能配电网数据存储结构，构建云视角下的智能配电网数据存储管理模式，充分利用云存储费用低、安全性高、可靠性强特点，实现智能配电网线路实时监测、故障识别和警报信息推送，满足智能配电网建设的需求，实现智能配电网的可持续发展。