关于云计算技术及其在电网中应用的研究
2021-12-26
广东电网有限责任公司广州供电局 广东 广州 510620
前言
近些年来，我国电力系统发展迅速，电力系统监测数据增长迅猛，传统的应用程序计算已然无法满足现代电力监测系统数据储存和管理需求。云计算技术作为一种新兴的商业计算模式，可调度虚拟化资源，实现资源池的重新配置，进而达到最优化使用目的。全球各大软件公司分别开发设计了各自的云产品颠覆了传统的数据存储、计算模式，具有极大的商业价值。相比国外的云计算技术，我国的云计算技术产业起步晚，发展滞后，时至2013年，我国云计算产业迎来了爆炸式增长的黄金时期。随着云计算技术的不断发展，云计算技术在电力系统的影响力不断扩大，其无限的廉价储存和强大的计算能力，成为电力客户、合作伙伴安全可靠的服务模式，极大地提升了电力资源应用效率，提升了电力信息的处理能力，有效地降低了电力资源的运行成本。
1 云计算在电力系统中应用的关键技术
1.1 虚拟化技术
虚拟化技术实现了同一CPU模拟多个CPU运行，达到了一部电脑同时运行多个操作系统，消除多个操作系统资源争夺的同时，大大减少了IT硬件投资成本，在一定程度上也缩减了运维管理成本。虚拟技术在电网中的应用，一方面有助于电力系统资源的集中监控，提升了电力系统监测信息的精度，为整个电力资源的整体规划提供科学依据；其次，实现了IT基础设备共同管控，做到按需调配资源，进而达到运行环境的自动配置，极大地节约了运管成本；再次，自动化的服务器故障监测，实现快速自动迁移空闲服务器，实现了工作负载的无缝隙迁移；最后，动态的资源池，按需供应，大大提高了服务设备的利用效率[1]。
1.2 并行技术
并行处理技术是指在同一时间段内完成两个及以上的工作，实现了高效率信息处理。电力系统并行处理技术的应用，一方面实现了高性能处理资源的能力；另外，通过并行处理技术，能够有效简化并行编程难度，实现了高吞吐量、低延迟的计算；最后，应用PC服务器，实现了网络资源协同工作，灵活性强，可扩展性好。
1.3 分布式技术
分布式计算涵盖分布式存储、分布式文件系统、分布式数据库和分布式搜索。 其中分布式存储，可将大量的不同网络类型数据，借助相应软件集合起来实现协同工作，达到数据存储目的，电力系统分布式存储的应用，不仅实现了高性能的存储功能，而且存储服务可靠性高，还支持数据的还原与快速恢复，实现了数据的持续可用。作为存储系统的核心部分，分布式文件存储系统向不同的用户提供统一的、对象化的访问接口，分布式文件存储系统在电力系统的应用，一方面提升了工作的协作水平，另外提升了文件的服务能力，也提升了数据存储的安全性，降低文件被窃与破坏，为信息文件提供了可靠保障。电力系统分布式数据库的引进，一方面提升了电力系统的可用性，增强了应用的局部性，防止局部故障而引发的系统崩溃；另外，提升了处理高并发性，极大地提高了系统的响应速度；最后，有助于系统可扩展性的提升，模块化的设计，在充分保留局部自治性的基础上，有效提升了系统规模的扩展性能。在云计算设施的基础上，分布式搜索采用关键词搜索方式，提供与关系数据全面的非结构化数据，电力系统分布式搜索的引用，一方面实现了一体化搜索，通过多渠道搜索，实现跨业务系统搜索渠道，另外，通过屏蔽低级别信息，做到有效检索[2]。
2 云计算技术在电网企业的应用分析
2.1 电能质量在线监测
传统的监测系统已经无法满足不断增加的电能质量数据的监测之需，不仅计算能力有限，而且分析速度缓慢，而通过云计算技术，不仅有效提升了数据的实时监测效率，而且增强了电能数据的计算分析能力，极大地缩短了电能质量分析时间，及早了解电能质量情况，尽早提供相关决策依据。
2.2 智能变电站
智能变电站需要高度整合数据及硬件资源，需要高度灵活性和高效处理。借助虚拟资源，实现了资源的动态调配，进而提升了资源的使用效率，有效降低了运管成本的同时，降低了变电站硬件产品的耗损，在一定程度上也增强了智能变电站的计算分析水平，做到资源整合，提供处理效率。
2.3 电力仿真
传统的仿真分析方法单一，计算分析水平不高，建设相对分散，多地多人业务沟通联系不足，显然无法适应跨区域电网协同计算、分析及其分散维管的要求。云计算技术的应用，为提升跨地域电网分析计算能力，实现电力业务全过程监测，为不同部门、不同单位提供最佳的电力仿真分析服务。
2.4 电网GIS空间信息服务平台
随着电力系统的不断发展，面对海量的数据存取，云计算技术同样存在不适宜的地方，首先，对磁盘I/O性能要求较高场景，虚拟化计算技术暂不适用，另外，虚拟化技术需要多台虚拟机同时享用网络资源，为此，虚拟化技术对传递速度要求高、宽带传输快的场景暂不适用；而针对大型的事务性处理应用方面，云计算技术暂不适用；对于实时性要求高、一致性要求强的场景，分布式技术暂时不适用。除此之外，云安全是电力系统数据监测的基础，现有技术只能确保网内安全，对于网外安全尚不能保障[3]。
3 结束语
电力行业的不断发展，通过引入云计算技术，在硬件资源、软件服务等方面有了长足的进步，极大地提升服务质量、也提升了系统的可靠性及灵活性，有效提升了电力资源的使用效率，降低了运管成本，实现了电力系统的信息化管理及信息化水平。
