电力云计算研究

电力系统的计算任务繁重，实时性强，准确性高，对中心计算平台的承载能力要求极高。现有的电力系统主要采用嵌入式测量工具，可拓展性差，信息集成分析能力弱，升级空间小，因而传统落后的电力计算结构、技术需要进行创新研究。

通过提高电力系统的互联程度与智能化操控，加强电力系统分析数据的可靠性，建立计算分析模型，保证电力信息的采集、合成、分析、抵御等功能发挥，针对电力可靠指标的灵敏度、有效性等环节作出合理规划，以云计算作为崭新电力计算平台的计算模式，成为整合动态虚拟抽象的电力资源的服务工具。云计算是以互联网覆盖技术为支撑，综合运用若干计算技术的统称。它是指分布式处理、并行处理和网络计算的发展，或者说是这些计算机科学概念的商业实现，是基于网络的超级计算模式。经由远程操控有效地切换数据实用，协同区域网络的共享资源，为每位用户提供配套服务。

1　电力系统的云计算

电力云计算是根据国内电网管辖进行的仿真模型构制，各网络都针对所辖区域内的电网建立了较为详细的电力系统模型，而对相邻电网的模型则在一定程度上进行简化和等值，并在此系统模型的基础上进行计算机仿真，为电力系统调度、运行、监控、保护、营销提供重要依据。

1.1　电力云组成

由于电力具有分布自然、可靠性强、实时性高、生产、输送、配置、使用同时完成的特点，因而电力系统的管理与控制的本质特征就是“分级管理、分层控制、分布处理”。根据电力系统的分布计算、集群应用的特征，构建云计算网络的物理结构。

为保证电力系统的层次清晰、布局合理科学，以主云和子云的级别区分资源调度，优化电力系统的数据运行水平。如下图所示，主云指电力系统终端整体结构，子云指各个节点资源分配，相互之间的数据切换是通过分级管理控制。

1.2　电力系统云体系结构

电力系统的云体系实质上是类似于金字塔结构形式，由基础设施、服务平台、应用程序组成。云体系按照层次划分为高级访问层、应用接口层、基础管理层、物理储存层，通过分层协同开发，能够满足各级电网的计算要求。

2　电力系统的云计算技术

针对传统电网测量技术中存在的模糊、不完全覆盖、损耗程度严重等问题，现行投入应用的智能化电网测量发展显得更加灵活使用，特别是针对跨区域、跨平台的电力数据计算，云计算具有高精度低损耗的特点，保证各级电网部门之间工作的协调性。

2.1　云计算的资源整合

电力系统是多用户多节点复杂电力资源的集合体，这就要求电力云计算具备较强的自我组织能力、动态协同能力、资源共享能力，云计算可针对电力资源数据库中存储的数据，发出请求，进而接收反馈信息，调配云机制中的资源，加以整合。

2.2　云计算的资源调度

电力云计算需要就动态网络环境中任务需求进行整理调度，　降低任务调配的重复率，简化客户需求　，均衡云计算中可利用资源量。电力云需要针对资源的分布形式及客户的参考要求，进行有效的调度管理。由于对云资源进行了虚拟化，云内部任意终端可以像本地资源一样访问。在实际访问中，采用云调度来实现对云资源的管理。系统根据动态得到信息对系统中的资源进行优先排序，从而在得到计算请求后可以很快访问到云中可用的资源。

2.3　云计算的技术标准

云计算具有安全性高、可靠性高、协作性高、通用性高、计算能力强、服务范围广等特点，配合电力系统的运用要求。云计算技术还具备自身的技术标准，首先采用规范化的数据模型，以IEC　CIM国际标准为依据，稳态数据交换可采用E格式规范，暂态技术数据分析以综合程序PSASP的数据格式为准。电力云计算为电力系统规划、调度、科研提供了强大的技术支撑与服务效率，节约电力系统的维护成本。

3　电力云计算的展望

国内关于电力系统的信息化建设仍然处在起步阶段，各应用系统相互独立运行，在系统内部形成了一个个信息孤岛。重复处理交叉信息，容易造成系统数据库信息的浪费与失效。因而在进行云计算技术拓展的同时，需要就云计算本身存在的问题进行有效地调节，对其未来发展进行积极的展望。

3.1　安全稳定

对于大规模电力系统而言，时域仿真的计算量很大，因此目前尚只能应用于离线分析。一方面在提高云计算控制协作效率，另一方面要保证云计算处理干扰问题的稳定性要求，特别是基于网络随机性的分析处理因素，更需要对电力处理中的稳定性和安全性进行保障。

3.2　调度监控

电力系统调度与监控的力度随着分布式电源的增加呈现正比增强的要求，逐渐改变电力系统监理控制的集中式方式，通过云计算处理信息的能力实现大范围的实时监控与调度。通过云计算，增强信息协作共享效果。

3.3　评估运行

相对于传统的电力系统评估运行方式来说，存在评估效率低，运行成本高，制约信息可靠性分析。而基于网络云计算的计算速度、实时性等功能能有效地解决计算瓶颈，达到评估的标准要求。

3.4　发展展望

云计算适用于电网公司、发电公司、市场投资监管企业等不同类型，为了促进信息共享与安全保障之间的协调性，必须在设计云计算平台时，考虑计算数据吞吐量、负荷分配量、　广阔度、精度等，统一规划电力信息系统，解决云计算分析与控制能力。

4　结论

云计算是近年来在电力系统中应用广泛的技术，能够有效地解决各种复杂的电力问题，硬件投入设备少，可用性强，因而加强云计算研究是未来电力系统发展的主要方面。