基于云计算的电网调度控制培训仿真系统设计

陈建

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、發电机功率改变、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、调度自动化系统应用云计算的可行性分析

（一）云计算可以为调度自动化系统提供足够的底层技术支持

对于云计算技术来说，其主要描述了一种基于互联网技术之上的交付模式，这种技术在实际应用的过程中经常会涉及到通过互联网来进行资源的虚拟化操作，其在本质上是采用互联网的思维方式来进行计算的服务，这样可以起到较为理想的效果。现阶段，可以提供的服务类型主要有以下几种，即基础设施服务、软件服务、平台服务等等几种类型，在实际工作展开的时候，可以随时随地并且快捷的对所需要的位置信息进行共享，从而使资源得到快速的释放，使得资源的管理工作变得有条不紊[2]。

目前，我国对于云计算技术的应用已经越来越广泛了，尤其是在互联网方面的应用，例如微软、亚马逊、百度以及阿里巴巴等等，其技术已经较为成熟。其中使用最多的是云计算当中的分布式计算功能，一开始此项环节技术只适用于非结构化的数据分析，随着技术的不断发展，其应用的范围也开始变得越来越广泛，便开始在数据集分布式计算变成中进行应用，经过长时间的技术探索，取得了较为理想的效果，但是随着后来数据需求量的不断增加，流式数据的处理技术诞生，为调度自动化系统的底平层操作提供了基础。

（二）实时性

在对电力自动化系统进行调度的时候，其对于实时性的要求非常高，通常情况下，数据的采集以及处理达到100万点以上的时候，数据处理的性能就会有显著的提高，通常会达到10万/s，这对于系统的整体运行有很大的考验。现阶段的调度自动化系统的构架普遍采用集中式的构架或者是分布式构架，不管是前者还是后者，都对单独的服务器容量有较强的依赖性。云计算属于分布式的集群结构，因此提供了强大的内存处理能力，满足了云计算技术调度自动化系统的需求。

（三）调度自动化系统的可靠性

电网的整体运行质量与调度自动化系统的可靠性有很大的关系，因此对调度自动化的系统提出了较高的要求。传统的技术与云计算技术进行比较，不难发现，传统的技术大多所采用的是“双机热备”的架构，在功能的部署上主要提出两个节点，通常是一主一副的展开工作。除此之外，也有一部分的功能部署在多个节点上，从而在一定程度上实现了“一主多备”的功能，随着我国科学技术的不断发展，云计算技术所涉及到的数据库越来越广泛[3]。也就是说，采用什么样的构架以及自动化系统是非常关键的，会直接关系到调度自动化整体运行的质量，分布式的云计算构架提供了一个较好的解决方案，分布式的文件系统在实际运行的过程中经常是一个文件分成三份，并且每个文件又会有许多的节点，如果这些节点当中的一部分出现故障，整个运行系统就会受到严重的影响，在很多时候这都是不可避免的。在成千上万个节点当中进行计算，这就需要云计算具有较为理想的繁殖能力，可以根据节点的实际个数来进行扩张，从而满足实际运行的需要。

二、基于云计算构架的新一代调度自动化系统方案

（一）硬件的构架

对于云计算系统来说，硬件的构架是非常重要的，新一代的调度自动化系统的硬件主要是采用集群技术，即一个集群通常会由数十个、数百个甚至是数千个服务器通过局域网络连接而成，并且共同提供一项服务。在进行计算的时候，通常会采用弹性计算的方式来进行，这样所涉及到的范围更加宽广，在进行数据的储蓄以及分析的时候应该注意对实际情况进行了解，为其提供分布式的文件系统以及实时的数据库等等，使云桌面的集群用户服务终端的工作展开变得更加顺畅[4]。

云集群的储蓄方式与传统的储蓄方式有很大的区别，云集群的储蓄由分布式的文件系统来决定。云计算软件可以利用集群服务的方式来为硬件的管理以及连接来提供储存的空间。对于集群中的资源来说，在进行自动资源部署的时候所有节点以及其应用的状态都是可以进行监控的，在监控的过程中经常会将文件文成三份，并且其中的任何一个节点都是较为独立的，一旦其出现故障，不会影响到其它节点的正常运行。

（二）平台的构架

对于新一代的调度自动化设备来说，其平台构架也有了一定程度的改观，现阶段的云计算平台构架开始全面的采用分布式计算构架，在对数据进行处理的时候，会涉及到成千上万的数据点，在对数据点进行计算的时候效率可以达到秒级以内。其主要的数据处理类型包括非结构化的处理以及流式数据的处理等等，这两种处理方式都有较为理想的效果。该平台的模块主要包括非结构化数据分布式架构、实际数据分布架构、分布式文件架构以及分布式实时数据库等等。而对于新一代的调度云计算平台来说，在很大程度上会改变原有的系统运行模式，不用进行单独的硬件采购以及操作系统，而是将云计算平台提供的虚拟资源所搭建的子系统或者是传统的构架迁移到云平台当中。

（三）电网运行数据池以及大数据的分析应用

通常情况下，电网运行的数据池所储存的数据主要内包括主网110KV以上的模型、历史数据以及图形数据等等，全网PMU数据、火电机组以及脱硫算数据。在对大数据进行储存的时候，首先应该对业务的实际需求进行精准的把握，这是非常关键的，在对数据进行储存的时候，要按照统一的规范来进行，要打通各个业务单位。按照这样的思路来对电网实际的运行前情况进行把握，电网的运行数据池应该按照场景的规划来进行应用区的划分。从而使数据整合区存在储存量的历史记录，然后对同步库体积统一库可进行分析以及应用。在对其数据进行整理以及分析的时候，需要考虑到调度任务的策略以及质量控制等等，还要对数据的血缘进行分析。

结束语

经过本文的分析，不难看出，新一代的调度自动化系统应该采用分布式的多数据中心模式来进行建设，这对于我国行业内今后的发展会有很大的帮助，对于行业整体社会效益的提升也会有很大的帮助。

参考文献

[1]梁寿愚，胡荣，周华锋，何超林，方文崇，赵化时，唐羿轩，黄振.基于云计算架构的新一代调度自动化系统[J].南方电网技术，2016，10（06）：8-14.

[2]席禹.电网调度自动化系统性能评价与提升策略研究[D].华南理工大学，2017.

[3]伍洲.电网调度自动化技术的应用与发展探讨[J].现代工业经济和信息化，2017，7（23）：62-63.