云计算在电力用户用电信息采集系统中的应用研究.pdf
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1、第 5 3 卷第 1 期 2 0 1 6年1月 1 0日 电测与仪表 El e c t r i c a l M e a s ur e me nt I n s t r u m e nt a t i o n VO I S 3 No 1 J a n 1 0。 2 0 1 6 云计算在 电力用户用 电信息采集 系统 中的应用研究 水 何恒靖 , 赵伟 , 黄松岭 , 王勋 ( 1 清华大学电机系, 电力系统国家重点实验室 北京 1 0 0 0 8 4 ; 2 英国杜伦大学 工程 与计算机科学系, 杜伦 D H 1 3 L E ) 摘要 : 随着国家 电网公 司确立的电力用户用 电信息采集系统“ 全覆盖
2、、 全采集 、 全费控”目标的逐 步实现 , 电力 系统中运行的采集终端数量大幅激增, 从而使采集的电力系统数据信息量呈几何级数增长。面对海量的用电 数据, 当前用电信息采集系统在多个方面出现瓶颈。文中通过分析当前作为解决大数据存储、 分析、 计算、 管理 有效手段的云计算技术, 结合当前用电信息采集系统所遇问题, 研究了云计算在电力用户用电信息采集系统中 的应用前景及面对的挑战, 对未来电力用户用电信息采集系统的建设和发展有指导意义。 关键词: 电力系统; 电力用户用电信息采集系统; 云计算; 大数据; 分布式并行处理 中图分类号 : T M 9 3 3 文献标识码 : B 文章编号 : 1
3、 0 0 11 3 9 0 ( 2 0 1 6 ) 0 1 0 0 0 1 0 7 Re s e a r c h o n t h e a p p l i c a t i o n o f c l o u d c o mp u t i n g i n p o we r u s e r e l e c t r i c e ne r g y da t a a c q ui s i t i o n s y s t e m H e H e n i n g , Z h a o We i , Hu a n g S o n g l i n g ,Wa n g Q i n g ( f S t a t e K e
4、y L a b o fP o w e r S y s t e m, D e p t ofE l e c t r i c a l E n g i n e e r i n g,T s i n g h u a U n i v e r s i t y , B e j i n g 1 0 0 0 8 4 ,C h i n a 2 S c h o o l o f E n g i n e e r i n g a n d C o m p u t i n g S c i e n c e s , D u r h a m U n i v e r s i t y , D u r h a m D H 1 3 L E,
5、E n g l a n d ) Ab s t r a c t :As t h e S t a t e G r i d C o r p o r a t i o n o f C h i n a i s i mp r o v i n g t h e p o we r u s e r e l e c t r i c e n e r g y d a t a a c q u i s i t i o n s y s t e m S O t h a t i t c a n c o l l e c t a l l n e c e s s a r y e l e c t ric e n e r gy i n f
6、o r ma t i o n f r o m all p o w e r c o n s u me r s , a n d t h e n u mb e r o f a c q u i s i t i o n d e v i c e s i s i n c r e a s i n g s h a r p l y w i t h l a r g e a mo u n t s o f d a t a fl o o d i n g i n t o t h e s y s t e mC u r r e n t p o w e r u s e r e l e c t ri c e n e r gy d
7、a t a a c q u i s i t i o n s y s t e ms h a v e me t ma n y b o t d e n e c k s T o fi n d e ff e c t i v e s o l u t i o n s f o r t h e s e p r o b l e ms ,t h i s p a p e r fi r s t l y e x a mi n e s t h e a r c h i t e c t u r e a n d d e ma n d o f p o we r u s e r e l e c t ri c e n e r g y
8、d a t a a c q u i s i t i o n s y s t e ms An d,the n,b y f u r t h e r a n a l y z i n g a d v a n c e d t e c h n o l o g i e s i n c l o u d c o mp u t i n g ,w h i c h i s a h i g h l y e f f e c t i v e a p p r o a c h f o r p r o c e s s i n g b i g d a t a,r e s e a r c h a b o u t t h e u t
9、i l i z a t i o n o f c l o u d c o mp u t i n g t e c h n o l o gy for i mp r o v i n g p o we r u s e r e l e c t ri c e n e r gy d a t a a c q u i s i t i o n s y s t e ms ,a n d r e l a t e d c h all e n g e s ,a r e c a r r i e d o u t T h e wo r k o f t h i s p a p e r c a n p r o v i d e g u
10、i d a n c e for c o n s t r u c t i o n o f f u t u r e p o we r u s e r e l e c t ri c e n e r g y d a t a a c q u i s i t i o n s y s t e ms Ke y wo r d s : p o w e r s y s t e m,p o we r u s e r e l e c t ric e n e r gy d a t a a c q u i s i t i o n s y s t e m,c l o u d c o mp u t i n g,b i g d
11、a t a,d i s t rib u t e d p ara l l e l p r o c e s s i n g 0 引 言 电力用户用电信息采集系统( 以下简称“ 电力用 采系统” ) 是实现电网用电侧电气信息在线监测和实 时采集的重要信息系统, 同时也是电力营销业务应 用的支撑系统u j 。 随着智能电 网建设 的不 断推进 , 作为 电网用 电 侧信息获取及用电控制重要途径的电力用采系统, 基金项目 : 国家重 点实验 室开放基金项 目( S K L D1 5 M 0 2 ) 已成为智能电网不可或缺 的重要部分之一 J 。为进 一 步提升电力系统信息化水平以支撑智能电网建 设 ,
12、国家电网公司对 电力用采 系统建设提 出了“ 全覆 盖 、 全采集、 全费控” 要求 。为此 , 国家 电网公 司积极 推广应用智能电表 , 并完成 了 2 7个省级电力公司用 电信息采集系统主站的构建。随着电力用采系统 “ 全覆盖、 全采集、 全费控”目标 的逐渐实现 J , 采集 到的用电数据也呈现几何级数 增长态势 , 从 而使 对 相关数据的查询、 分析、 提取等操作变得越来越 困 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 5 3卷第 1期 2 0 1 6年1月 1 0日 电测与仪表 El e c
13、 t r i c a l M e a s u r e me n t& I n s t r u me n t a t i o n V0 1 5 3 No 1 J a n 1 0。 2 O 1 6 电力用采系统“ 全覆盖 、 全采集 、 全费控 ” 目标的 实现 , 使得其需要采集 的数据信 息量越来越大 、 采集 频率越来越高 、 采集数据的类 型也越来越多 , 从 而使 采集到 的数据 规模激 增 , 造成数 据入 库速 度减 慢。 传统的单一数据库结构, 已难以满足大数据环境下 用户用电信息实时采集的现实需求。 ( 3 ) 海量数据查询 、 分析、 计算速度慢 数据规模的扩大, 使得采用传统
14、关系型数据库 的电力用采 系统 在数据查询 、 检索方面 的耗 时大大 增加。同时 , 在数据 的分析、 统计 和计算 方面 , 传 统 计算模式和算法已难以满足应用层的新需求。 ( 4 ) 用电数据容灾、 备份困难 现有的数据库系统 , 难以保证 出现单点故障后 仍维持正常运行 , 从而降低 了系统可靠性 。而 由于 数据量的大幅增加, 数据备份的速度以及备份数据 的存储 、 恢复等都已出现 困难 。 上述问题的 出现 , 均是 由于用 电数据 在 向大数 据发展过程中, 相应系统及信息处理技术未随之升 级所引起的。为了应对电力用 电数据的大数据化变 化趋势 , 需要从大数据 的存储 、 分
15、析和计算 等相关核 心技术特点 出发 , 探索相应的有效解决方案 , 并将其 应用到电力用采系统的完善和升级换代中。 当前 , 应对大数 据最有效 的技 术手段是 云计算 技术, 其作为一种新兴的计算模式, 在大数据的存 储 、 处理及计算 等方 面均 已表现 出显著优势 。通过 分析云计算的技术特点, 结合当前电力用采系统面 临的新需求及其功能特性 , 完全有可能 寻找到解决 上述 问题的有效方案。 2 云计算技术 2 1 云计算概述 云计算L l 副是 由分布式计算 、 并行计算 、 效用计算 发展而来的一种新型计算模 式 , 并且融 合 了虚拟化 技术、 负载均衡、 热备份冗余以及网络存
16、储等技术。 文献 1 2 给出了美国国家标准与技术研究院( N I S T ) 对云计算的定义, 即“ 云计算是一种利用互联网实现 随时随地、 按需 、 便捷地访 问共享 资源池 ( 如计算设 施、 存储设备、 应用程序等) 的计算模式” 。从此定义 可看出, 云计算着重强调计算 、 存储等 I T资源 的灵活 使用和管理 。 云计算可以提供 I A A S ( I n f r a s t r u c t u r e A s a S e r v i c e , 基础设施即服务) 、 P A A S ( P l a t f o r m A s a S e r v i c e , 平台即 服务)
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- 计算 电力 用户 用电 信息 采集 系统 中的 应用 研究
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