數(shù)據(jù)流技術(shù)在電網(wǎng)自動(dòng)化中的應(yīng)用

盧鍵聰

摘 要：將數(shù)據(jù)流技術(shù)應(yīng)用于電網(wǎng)自動(dòng)化運(yùn)行程序中，可以強(qiáng)化電網(wǎng)的智能化管理，對電網(wǎng)運(yùn)行中出現(xiàn)的問題進(jìn)行在線檢測和處理，確保電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性。本文從數(shù)據(jù)流技術(shù)在電網(wǎng)自動(dòng)化應(yīng)用的手段出發(fā)，分析了其應(yīng)用情況和未來前景，供同業(yè)者參考。

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)流技術(shù);電網(wǎng)自動(dòng)化;應(yīng)用前景

電網(wǎng)自動(dòng)化已經(jīng)成為電網(wǎng)建設(shè)發(fā)展的重要趨勢，在實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的智能化運(yùn)行過程中，采用信息技術(shù)為依托，利用數(shù)據(jù)流技術(shù)對運(yùn)行過程中的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和檢測，能夠提高電網(wǎng)運(yùn)行的質(zhì)量和效率，降低電力企業(yè)的運(yùn)行成本，改善電力企業(yè)的運(yùn)行機(jī)制，提高電力企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)電網(wǎng)建設(shè)發(fā)展水平的提高。

1 電網(wǎng)自動(dòng)化與數(shù)據(jù)流技術(shù)概述

1）電網(wǎng)自動(dòng)化。在電網(wǎng)運(yùn)行過程中，通過相應(yīng)的傳感裝置實(shí)時(shí)采集運(yùn)行數(shù)據(jù)，并通過網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行傳送和分析，并自動(dòng)生成對應(yīng)的控制指令，最終達(dá)到對電網(wǎng)進(jìn)行智能化控制的目標(biāo)。在電網(wǎng)自動(dòng)化運(yùn)行過程中，其核心環(huán)節(jié)在于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的分析和處理過程，這一過程程序設(shè)計(jì)是否符合運(yùn)行要求，相應(yīng)速度是否及時(shí)，將會(huì)直接對核心程序中決策信息的制定和相關(guān)指令的生成產(chǎn)生重要影響，從而決定電網(wǎng)能否以穩(wěn)定、安全的狀態(tài)運(yùn)行。

2）數(shù)據(jù)流技術(shù)。數(shù)據(jù)流技術(shù)是相對于數(shù)據(jù)庫技術(shù)而言的一種計(jì)算機(jī)運(yùn)行方式，在電網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)與運(yùn)行中具體而言，首先要建立符合電力網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行需要的數(shù)據(jù)流系統(tǒng)。電網(wǎng)的運(yùn)行過程，是持續(xù)性的，具有瞬息萬變的特點(diǎn)要求，在數(shù)據(jù)庫模式的狀態(tài)下，無法對于電網(wǎng)的流元素進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測，而是被動(dòng)的接受信息輸入和查詢[1]。采用數(shù)據(jù)流技術(shù)，則可以進(jìn)行持續(xù)性的查詢，并且針對電網(wǎng)的流元素實(shí)時(shí)變化情況不間斷的進(jìn)行更新反饋，在中樞控制系統(tǒng)的作用下，對實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行精確的分析，針對電網(wǎng)運(yùn)行的實(shí)時(shí)狀況不斷的發(fā)出相應(yīng)的控制指令，這樣，才能真正實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的智能化運(yùn)行。在智能化運(yùn)行系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)流技術(shù)的主要作用，是對運(yùn)行信息進(jìn)行實(shí)時(shí)采集和處理。

2 數(shù)據(jù)流系統(tǒng)的建構(gòu)體系

在數(shù)據(jù)流的建構(gòu)體系中，把具有完善邏輯功能，具有明確輸入輸出的完整處理單元稱為算子。無數(shù)的算子合并在一起，形成連續(xù)的、可以同時(shí)執(zhí)行的查詢節(jié)點(diǎn)，進(jìn)而形成有效的查詢網(wǎng)絡(luò)。在進(jìn)行復(fù)雜化查詢時(shí)，需要對網(wǎng)絡(luò)中的相應(yīng)的算子進(jìn)行有效組合。在數(shù)據(jù)流系統(tǒng)中，算子分為多種類型，其中包括聚集、連接、選擇和滑動(dòng)窗口等，在進(jìn)行實(shí)時(shí)查詢時(shí)，可以通過算子對輸入的數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的處理，對于無關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行舍棄，而有用的數(shù)據(jù)則會(huì)被分析處理并儲(chǔ)存在流元素中。數(shù)據(jù)流系統(tǒng)的運(yùn)行，能夠自動(dòng)處理電網(wǎng)運(yùn)行中的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，從而產(chǎn)生相關(guān)的決策信息，對于現(xiàn)行電力系統(tǒng)中的警報(bào)功能，具有良好的替代作用。

在數(shù)據(jù)流系統(tǒng)體系建構(gòu)中，最重要的是對滑動(dòng)窗口和查詢語言技術(shù)的研究和完善?；瑒?dòng)窗口可以把相關(guān)的數(shù)據(jù)限制在需要的范圍之內(nèi)進(jìn)行采集和處理;查詢語言則能夠保證查詢結(jié)果的實(shí)時(shí)更新，而不是查詢出固定的查詢結(jié)果。

3 數(shù)據(jù)流技術(shù)在電網(wǎng)自動(dòng)化運(yùn)行中的作用方面

1）在配電自動(dòng)化中的應(yīng)用。配電自動(dòng)化是電網(wǎng)自動(dòng)化的重要表現(xiàn)，把實(shí)際運(yùn)行中的電力設(shè)備和新興的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、智能化學(xué)習(xí)技術(shù)，電子應(yīng)用技術(shù)等結(jié)合在一起，對于供電企業(yè)的生產(chǎn)和管理，都具有重要的影響。實(shí)現(xiàn)配電自動(dòng)化，可以改善原本配電工作中對于電力線路和電力設(shè)備的監(jiān)測和維護(hù)手段，提高配電工作的穩(wěn)定性和安全性，能夠降低電力企業(yè)的實(shí)際運(yùn)營成本，降低供電價(jià)格等[2]。隨著社會(huì)的發(fā)展，電力需求在人們的生產(chǎn)生活過程中的需求也逐漸呈現(xiàn)出多樣化的趨勢，采用數(shù)據(jù)流技術(shù)，能對電力用戶的實(shí)際需求做出數(shù)據(jù)化、智能化的分析，采用更為經(jīng)濟(jì)合理的方式對電力用戶進(jìn)行配電運(yùn)行，適應(yīng)客戶的多樣化需求。

配電自動(dòng)化運(yùn)行的過程中，采用了多種技術(shù)，具有工作量大、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)復(fù)雜的特點(diǎn)，對于這些海量數(shù)據(jù)的自動(dòng)處理，進(jìn)行有效合理的處理，是一項(xiàng)重要的工作。在配電自動(dòng)化系統(tǒng)的建設(shè)過程中，要根據(jù)電網(wǎng)系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行的需要，對數(shù)據(jù)流系統(tǒng)進(jìn)行不斷的完善。對于單套配電保護(hù)裝置而言，一般采用單個(gè)CPU控制的方式進(jìn)行。在運(yùn)行信息的采集、分析計(jì)算和指令輸出等方面，則需要采用多個(gè)處理器進(jìn)行協(xié)作的方式進(jìn)行，以此來保證在整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行中的速度要求和穩(wěn)定性要求。

2）滿足系統(tǒng)運(yùn)行的時(shí)序要求。電力系統(tǒng)在其運(yùn)行過程中，故障的出現(xiàn)具有時(shí)序性的特點(diǎn)，而數(shù)據(jù)流技術(shù)同時(shí)也具有時(shí)序性的特征，將兩者的特點(diǎn)結(jié)合在一起，可以對故障信息進(jìn)行實(shí)時(shí)的，高效的診斷和分析，減少故障對于系統(tǒng)運(yùn)行所帶來的不良影響[3]。此外，利用數(shù)據(jù)流技術(shù)，還可以從系統(tǒng)的時(shí)序特征中不斷采集有用的信息，分析系統(tǒng)運(yùn)行的趨勢，從而智能設(shè)計(jì)出合理的設(shè)備維護(hù)方案。

3）建立和完善數(shù)據(jù)流系統(tǒng)的通用模型。在電網(wǎng)自動(dòng)化運(yùn)行過程中，隨著數(shù)據(jù)流技術(shù)應(yīng)用程度的不斷加深，相關(guān)的技術(shù)研究水平也在不斷提高，因而能夠根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行的需要，對現(xiàn)存的問題不斷進(jìn)行智能化分析，從而建立起適合大多數(shù)電力企業(yè)運(yùn)營需要的通用模型。在通用模型中，可以采用智能化技術(shù)，自動(dòng)采集與運(yùn)行狀況特征最為接近的數(shù)據(jù)，從而設(shè)定合理的監(jiān)測時(shí)間間隔。在設(shè)定監(jiān)測時(shí)間間隔時(shí)，如果間隔過小，就會(huì)對CPU的運(yùn)行能力產(chǎn)生較高的要求，造成數(shù)據(jù)更新過快甚至無法處理數(shù)據(jù)，使系統(tǒng)運(yùn)行產(chǎn)生停滯的狀態(tài)。如果間隔時(shí)間過大，則會(huì)在數(shù)據(jù)采集過程中產(chǎn)生遺漏，丟失掉關(guān)鍵信息，從而使數(shù)據(jù)流系統(tǒng)失去了工作的意義。因而在實(shí)際建設(shè)過程中，技術(shù)人員要對數(shù)據(jù)流的運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)控，根據(jù)實(shí)際運(yùn)行的需要，選擇出合適的監(jiān)測時(shí)間間隔。

4 數(shù)據(jù)流技術(shù)的現(xiàn)實(shí)意義

在信息技術(shù)的不斷推動(dòng)下，智能化電網(wǎng)的建設(shè)已經(jīng)逐步替代了傳統(tǒng)的電網(wǎng)運(yùn)行網(wǎng)絡(luò)，數(shù)據(jù)流技術(shù)正是其中起著重要作用的方面。在電網(wǎng)自動(dòng)化運(yùn)行過程中，會(huì)產(chǎn)生大量的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，采用數(shù)據(jù)庫的模式，只能對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)和分析，而無法進(jìn)行決策的分析。采用數(shù)據(jù)流技術(shù)，不僅能夠在這些數(shù)據(jù)進(jìn)行在線分析，更能夠以此形成科學(xué)的決策，對電網(wǎng)運(yùn)行發(fā)出對應(yīng)的控制指令。隨著社會(huì)發(fā)展的需要，電網(wǎng)的智能化建設(shè)程度必將進(jìn)一步加深，加大數(shù)據(jù)流技術(shù)的應(yīng)用程度，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

5 數(shù)據(jù)流技術(shù)的應(yīng)用前景

雖然數(shù)據(jù)流技術(shù)在電網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)過程中，已經(jīng)開始進(jìn)入應(yīng)用階段，但是限制于智能化技術(shù)水平不夠完善，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)建設(shè)不夠充分等其他因素的影響，目前數(shù)據(jù)流技術(shù)對于電網(wǎng)自動(dòng)化的實(shí)際推動(dòng)作用，還有很多技術(shù)僅局限于實(shí)驗(yàn)室之內(nèi)，包括其自身的查詢語言和分析技術(shù)等，也還處于待完善的狀態(tài)下，在這方面，對于電力企業(yè)的工作人員和相關(guān)硬件軟件工作人員來說，還有很多重要的工作要做。在未來的發(fā)展過程中，隨著各方面技術(shù)的不斷提高，這些新技術(shù)將會(huì)逐步從實(shí)驗(yàn)室內(nèi)走出來，融入到電網(wǎng)自動(dòng)化的建設(shè)中，大大提高電力系統(tǒng)的自動(dòng)化水平和智能分析水平。

6 結(jié)束語

隨著科技投入力度的不斷加大，數(shù)據(jù)流的技術(shù)發(fā)展水平也在不斷提高，在電網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)和發(fā)展過程中，根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行的需要，合理的構(gòu)建數(shù)據(jù)流系統(tǒng)，可以加快實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的分析速度，加大信息分析的準(zhǔn)確度，更加科學(xué)的制定相應(yīng)的決策信息，提升電網(wǎng)運(yùn)行過程中監(jiān)測和維護(hù)效率，促進(jìn)電網(wǎng)智能化運(yùn)行程度的提高，為電力企業(yè)的運(yùn)行提供技術(shù)保障，為電力用戶提高安全高效的服務(wù)。

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