客户侧用电安全监测的云计算技术应用

2015-04-25李冬梅葛磊蛟

中国石油大学胜利学院学报 2015年2期

李冬梅，葛磊蛟

(1.中国石油大学胜利学院机械与控制工程学院，山东东营 257091;2.天津大学电气与自动化工程学院，天津 300072)

目前全国已有27个省级电力公司已经完成了省级用电信息采集系统主站的构建，通过安装智能电表累计实现约2亿户用电信息采集。中国用电安全检查已经在防窃电、大客户管理流程、送电管理、智能用电等方面取得了一些成绩［1-6］，但是用电安全生产事件仍时有发生，尤其是工商业用户的变压器失火、大型设备的用电故障等，居民用户的违规用电、窃电、线损明显过高、变压器经济运行状态差等。针对这些问题，笔者采用云计算技术搭建客户侧用电安全监测系统，不仅可有效防窃电，而且可提供灵活快捷的增值服务。从硬件架构、功能概述和云系统3方面对基于云计算技术的客户侧用电安全监测系统进行详细阐述，期望为客户侧用电安全监测的推广应用提供借鉴。

1 云计算技术

中国云计算网将“云”定义为:云计算是分布式计算、并行计算和网格计算的发展，或者说是这些科学概念的商业实现。

云计算技术与客户侧用电安全监测系统相结合，主要有如下几点优势:(1)云计算具有超强的数据处理能力，可以在电力系统广域网络硬件不变的情况下，最大限度地整合当前系统的数据资源和处理器资源，大大提高电网数据的处理和交互能力，为电力系统防窃电提供有效的技术支持。(2)将云计算技术运用到客户侧用电安全监测中，可以极大地提高客户侧用电安全相关的数据收集、分析、处理、计算能力，对提升电网的智能化、数字化，提高客户侧响应水平都有极大的促进意义。(3)在客户侧用电安全监测中心，云计算资源管理平台可以纳管管控区和验证区的所有设备，向各省网和运维系统提供统一的虚拟化数据验证环境和管理软件运行环境，从而提高客户侧用电安全监测的管理水平和工作效率。

2 客户侧用电安全监测系统

2.1 硬件架构及功能概况

客户侧用电安全监测系统的硬件架构主要包括数据感知层、网络层和主站应用层;其中数据感知层涉及与用电安全检查相关的基础数据采集工作的硬件和系统，主要包括电动汽车充电桩管理系统、微网GEMS等系统级平台，也包括智能终端、采集器/集中器等现场设备;网络层主要完成数据的上传和下发功能，主要有智能通讯机、交换机和路由器等;主站应用层是核心层，其硬件设备主要涉及用电检查业务相关的服务器，包括通信管理服务器、窃电管理服务器、安全认证管理服务器、用电进网管理服务器和大客户的检查管理服务器等，其系统框架如图1所示。

图1 客户侧用电安全监测系统硬件框架

系统主要是对用电安全检查工作进行通信管理、窃电管理、用电进网管理和大客户的检查管理等分模块的精细管理，并可通过IT设备将用电监测的过程和结论信息在电力企业与用户之间形成双向互动，以及与第三方机构之间的信息共享，满足用电安全的即时发现、及时处理。

2.2 客户侧用电安全监测云系统

客户侧用电安全监测云系统一方面为有效利用电网企业的闲置或者负载率较低的服务器、存储器和普通PC机等IT资源提供良好的渠道，另一方面可充分利用云平台的强大计算能力和灵活的构建能力，实现系统应用、开发环境、数据分析和辅助决策等。

2.2.1 系统架构

客户侧用电安全监测云系统是在利用原有硬件架构体系的前提下，充分利用现有的闲置硬件设备，通过系统级软件平台的重新搭建和逻辑划分，构成云计算平台。在原来的硬件架构下，在主站应用层和数据感知层两部分进行了不同系统架构设计。

(1)主站应用层的系统架构由基础设施层、平台层、应用层、用户层以及云安全组成，如图2所示。

基础设施层。基础设施层即云计算架构的IasS层，主要包括物理层和管理层;其中物理层利用虚拟机技术对服务器、磁盘阵列和普通PC机等进行虚拟化统一管理，采用虚拟网络技术对路由器、交换机和集线器等进行管理;管理层实现IT资源的动态调度管理，通过负载均衡进程实现计算资源动态分配，采用资源管理调度进程实现内部资源管控和外部需求响应，从而达到将监控范围的空闲计算资源硬件设备进行云级的统一管理。