劉靜湖南工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院信息工程系

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電力系統(tǒng)中云計(jì)算智能電表的應(yīng)用研究

劉靜
湖南工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院信息工程系

摘要：本文提出了基于云計(jì)算終端的智能電表，首先在云計(jì)算的存儲(chǔ)和計(jì)算能力基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)云計(jì)算智能電表原型，其次，利用云計(jì)算智能電表原型搭建電力系統(tǒng)信息框架，最后，分析云計(jì)算智能電表運(yùn)用到電力系統(tǒng)帶來的安全性問題，希望具有借鑒意義。

關(guān)鍵詞：云計(jì)算 智能電網(wǎng) 智能電表

我國(guó)能源資源和需求逆向分布，能源資源相對(duì)匱乏，結(jié)構(gòu)不合理，能源供給能力和電力安全水平有待提高，建設(shè)智能電網(wǎng)，不僅能夠提高電網(wǎng)的能源資源優(yōu)化配置，還能提高其運(yùn)行效率，能極大的促進(jìn)我國(guó)清潔能源資源發(fā)展和能源保障問題。隨著我國(guó)電力系統(tǒng)的互聯(lián)發(fā)展，電力系統(tǒng)逐漸演變成一種積聚大量數(shù)據(jù)和信息計(jì)算的系統(tǒng)。

1　智能電網(wǎng)

我國(guó)正處于經(jīng)濟(jì)社會(huì)快速發(fā)展的時(shí)期，國(guó)家電網(wǎng)提出的堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)概念，要以特高壓電網(wǎng)作為骨干網(wǎng)架、各級(jí)電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的堅(jiān)強(qiáng)電網(wǎng)為基礎(chǔ)，把通信信息平臺(tái)作為支撐，其主要具有信息化、自動(dòng)化和互動(dòng)化的特征。其包含著發(fā)電、變電、輸電、用電及調(diào)度等幾個(gè)環(huán)節(jié)。智能電網(wǎng)把先進(jìn)的通信技術(shù)、傳感器技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和能源電力技術(shù)進(jìn)行結(jié)合，保證電網(wǎng)的自動(dòng)化、可靠化和低成本化節(jié)能化和高效能化。

2　云計(jì)算

2.1云計(jì)算的基本概念

云計(jì)算能通過網(wǎng)絡(luò)對(duì)用戶所需要的資源進(jìn)行獲取，這種資源也就是“云”，“云”具有無限拓展的特點(diǎn)，隨時(shí)能夠提取。第一次革命中三層模型出現(xiàn)，但是在虛擬化中的新層也就是應(yīng)用程序、服務(wù)和基礎(chǔ)設(shè)施等，其對(duì)新的應(yīng)用程序開發(fā)模式進(jìn)行了定義，其主要服務(wù)模式主要是基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)、軟件即服務(wù)、平臺(tái)即服務(wù)。

其技術(shù)主要是網(wǎng)絡(luò)計(jì)算、分布式計(jì)算、并行式計(jì)算、效用計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)。虛擬化，計(jì)算和存儲(chǔ)具有分布式，集成規(guī)模大，不僅虛擬可靠便于管理，價(jià)格好低廉。

2.2云計(jì)算在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用

云計(jì)算和智能電網(wǎng)具有下一代的主要概念，智能電網(wǎng)把信息革命的標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)手段大規(guī)模推進(jìn)，電網(wǎng)體系能夠改革和升級(jí)，消費(fèi)者和電網(wǎng)管理者之間的互動(dòng)能得以建立。電網(wǎng)調(diào)度人員要在一段時(shí)間內(nèi)對(duì)兩個(gè)電網(wǎng)同時(shí)進(jìn)行監(jiān)控，因?yàn)殡娋W(wǎng)互聯(lián)的關(guān)系，數(shù)據(jù)中心的全網(wǎng)分析和潮流計(jì)算會(huì)極為不便，這就導(dǎo)致智能電網(wǎng)水平提高到一個(gè)高度，對(duì)原有設(shè)備的接入和控制進(jìn)行解決非常重要。調(diào)度網(wǎng)在電力系統(tǒng)中需要極高的實(shí)時(shí)性，在對(duì)電網(wǎng)信息進(jìn)行交互計(jì)算的情景下要把問題的模型進(jìn)行簡(jiǎn)化，從而造成計(jì)算誤差，計(jì)算量所產(chǎn)生的控制策略只會(huì)對(duì)預(yù)先設(shè)定的情況生效，難以處理突發(fā)事件。但是應(yīng)用云計(jì)算能夠?qū)ζ溥M(jìn)行充分解決。

3　云計(jì)算智能電表

云計(jì)算用大量的廉價(jià)服務(wù)器的計(jì)算和存儲(chǔ)能力，對(duì)資源進(jìn)行整合，把計(jì)算和存儲(chǔ)任務(wù)存放在功能較為強(qiáng)大的設(shè)備中，未來云計(jì)算終端的用戶所擁有的數(shù)據(jù)計(jì)算和存儲(chǔ)設(shè)備都具有一定的數(shù)量，能為云計(jì)算云端提供計(jì)算和存儲(chǔ)能力。目前對(duì)電表具有雙向多種費(fèi)用計(jì)量功能、用戶端控制功能、多種數(shù)據(jù)傳輸模式，具有智能化，能防止竊電行為。用戶購電也可以應(yīng)用微機(jī)管理，能有效解決上門抄表和收費(fèi)難的問題。在智能電表方面進(jìn)行了改進(jìn)，其相當(dāng)于小型的服務(wù)器，包括CPU、內(nèi)存等設(shè)備，這種智能電表成為一個(gè)龐大的計(jì)算和存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)成為用戶云。其可行性方面，目前智能電表本身具有很強(qiáng)的微控制器，自動(dòng)化和智能化較高，零件也越來越便宜，當(dāng)用戶安裝云計(jì)算智能電表后，可以為整個(gè)云端提供計(jì)算和存儲(chǔ)服務(wù)，通過雙向收費(fèi)系統(tǒng)計(jì)算出電能支出和提供服務(wù)所獲得的收益，不僅提供了服務(wù)，還帶來了收益。

4　云計(jì)算智能電表電網(wǎng)結(jié)構(gòu)及安全問題

和傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)比較，不僅電網(wǎng)能量流向用戶，用戶具備電源向電網(wǎng)中輸入能量，電廠、電網(wǎng)和用戶與調(diào)度中心信息交互。電網(wǎng)結(jié)構(gòu)分為三層，分別是云端、中間層和用戶層。云端對(duì)智能分析系統(tǒng)和海量存儲(chǔ)設(shè)備進(jìn)行集成，實(shí)現(xiàn)智能決策、數(shù)據(jù)挖掘和知識(shí)工程及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等功能。中間層將處理作業(yè)提交給云端，工作節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)任務(wù)的執(zhí)行。用戶稱對(duì)云計(jì)算智能電表和各種數(shù)據(jù)采集設(shè)備進(jìn)行集成，把電網(wǎng)終端采集的數(shù)據(jù)傳遞給中間層，執(zhí)行中間層的任務(wù)。云端可以和用戶層進(jìn)行信息交互，并能和外部云交互，例如區(qū)域氣象數(shù)據(jù)庫。智能電網(wǎng)不僅能把能量送到電網(wǎng)還能接入大規(guī)模的分布式電源和微網(wǎng)，能量雙向流動(dòng)，通過智能分析系統(tǒng)對(duì)中間層決策分析，找到最佳方案。但是目前我國(guó)云計(jì)算中云端存儲(chǔ)的海量數(shù)據(jù)量以及計(jì)算量不但無法控制，對(duì)于用戶的數(shù)據(jù)以及數(shù)據(jù)相關(guān)人和設(shè)備構(gòu)成安全隱私威脅。

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