數據流技術在電網自動化中的應用

馮麗，曹碩，蘭志超

國網遼寧省電力有限公司鐵嶺供電公司

數據流技術在電網自動化中的應用

馮麗，曹碩，蘭志超

國網遼寧省電力有限公司鐵嶺供電公司

信息技術的快速發展對數據的質量及加工處理技術要求越來越高，為了進一步推動信息技術的發展，數據流技術應運而生。數據流技術能實現對巨大量數據的在線分析處理及在線決策。電網系統十分復雜，而且在控制與管理的過程中，稍有不慎就極易發生不安全事故，所以在電網中合理的應用數據流技術，實現電網的自動化控制與管理是本文研究的重點內容。重要從三個方面入手：數據流技術簡介，現階段電網自動化的狀況，數據流技術在電網自動化中的應用實例及分析

數據流技術；電網自動化；應用

電網的自動化控制技術就是要實現在無人工操作時，電力系統能根據某一指令自動、智能的對電力網系統出現的一些狀況作出反應，及時自動處理或發出智能警報。電網自動化的實現主要有三個步驟：首先是傳感與測量技術獲取數據信息；其次是數據流技術對數據信息進行實時分析與處理并進行在線決策；最后就是由決策信息形成對電網的控制指令，對出現的異常狀況及時智能自動化處理。

1 數據流技術簡介

數據流技術是信息技術取得突破性進展的產物，它在數據信息處理及實現大型機械系統的智能化方面發揮著重要作用，研究數據流技術是合理利用它，使其價值翻倍的基礎。

1.1 數據流

通信領域中的數據流是指傳輸中所使用的信息的數字編碼信號序列，現在廣義的數據流是只能以事先規定好的順序被讀取一次的數據的一個序列。數據流的主要特征是：數據到達速率快，短時間內會有大量的數據需要處理，此時對輸入輸出設備和處理器的負擔非常大，所以處理數據流時盡可能選擇比較簡單的辦法；數據有廣闊的范圍，即數據的取值范圍廣，數量大，如數據流可能來源于電話號碼，地域經緯度，人的特征數量，網絡節點，銀行卡號等等。數據流的數據屬性容量大，維度高，常和時間聯系在一起，所以硬盤和內存無法完整的保存這些數據信息，只能在數據到達時讀取一次；數據持續到達，就是說數據流的數據是每時每刻持續不斷的到達的，那么數據流的數據就是無窮的，所以處理和查詢的數據流結果都不是最終結果，它是隨著后續到達的數據而不斷更新的。

1.2 數據流技術

充分利用數據流的特性，使其向著人類需求的方向發展從而形成數據流技術，研究人員制作了數據流系統，用來規范管理數據流形式展現的數據。數據流系統與普通的數據庫系統相比，其優點是對實時數據的瞬時查詢后，不用人為操作，而是系統主動的持續執行，查詢結果隨著數據流元素的變化而更新，同時根據不同的執行輸出觸發指定的操作。數據流系統中的類似數據庫系統結構化查詢語言的查詢方法稱之為類結構化查詢語言，簡稱SQL，SQL可以準確分析系統提供的實時數據，而后根據分析處理結果觸發適當的設定好的處理方案，以此來實現許多難以人為控制的系統的自動化。這就是數據流技術的一種展現形式。

2 現階段電網自動化的狀況

現階段電力系統主要采用數據庫系統對實時數據和歷史數據進行分析處理，但由于數據庫系統分析數據處于被動狀態，實現電網自動化的難度相當大。

2.1 數據庫模式下的電網智能化

數據庫系統是目前電力企業智能化管理數據的主要途徑，數據庫系統的電網智能化過程分為三個步驟，一，數據庫系統采集數據信息；二，數據輸入數據庫系統，系統管理已生成的歷史數據和實時數據；三，將數據通過連接口輸出給訪問者，適當的設置警報系統，與數據庫系統產生聯系，來實現電網系統的智能化。這種方法在一定程度上優化了電網的管控，但達不到電網自動化的要求，數據庫系統需要對可能出現的所有情況預設定處理程序，來驅動報警裝置，這在實際操作中難以實現。所以數據庫模式下的電網只能實現智能化，而不能進行自動化管理控制。

2.2 電網自動化

科學總是在人類無止境的追求中得以快速發展，電網智能化的研究與應用讓研究人員萌發電網自動化管控的想法，在電網智能化的基礎上，需要信息技術來支撐自動化系統的搭建與完善。電網自動化控制需要一種能實時分析在線數據，并在線決策驅動相應外部某一功能的執行，于是數據流技術在人們迫切的期待中應運而生，逐步推動電網的自動化控制。數據流技術在電網中的應用降低了電網管理控制的成本，提高了電網控制的綜合效益。

3 數據流技術在電網自動化中的應用實例及分析

數據流技術有其自身優于其他技術的特點，電力企業目前的管控難度大，急需要信息技術的支持來實現其自動化管控，這時將數據流技術引入電力系統的管控當中，不但是對數據流技術的進一步完善，而且強有力的推動了電網自動化的進程。

3.1 實現電網自動化的閉環過程

實現電網自動化首先要有傳感與測量技術搜集電網的實時狀態信息，然后將這些實時數據傳入數據流系統中，數據流系統對數據信息進行在線分析處理并在線決策，最后輸出決策信息驅動控制指令，做出相應的反應動作，這就是電網自動化閉環系統實現自動化的整個過程，無需人工參與，簡單，且能準確監控電網系統的實時狀態。

3.2 應用實例與分析

在數據流系統中注冊具體的SQL持續查詢語句就能實現電網系統某一具體方面的自動化管控，如在輸變電設備狀態監控測試系統中，實現以下兩種功能：其一，當導電溫度高于180攝氏度時，系統發出警報，并輸出此時對應導線的信息，如高溫導線編號及導線的實際溫度等。其二，是在持續60秒時間內，所有導線的溫度極差超過20攝氏度，則發出警報，并在顯示器上顯示最高溫度導線的編號和最低溫度的導線編號。具體的SQL持續查詢語句包含設備號，設備類型，測量量及測量類型等四個屬性。以上是數據流系統利用用戶提供的數據做實事數據的在線分析處理，然后及時觸發特設的制定操作，屬于查詢接口層面的實例。當查詢接口持續查詢無誤時，持續查詢會被映射為查詢網絡。查詢網絡與查詢接口相比可以處理更為復雜的持續查詢，查詢結果隨著輸入數據流的變化而變化，此時，數據流技術會以增量的方式實施更新查詢結果，并執行指定的操作。至此，電網自動化得以實現。

4 總結

隨著信息技術的不斷發展，數據流技術在電網中的應用技術將更加成熟，國家電網有望向特高電壓網架結構的互動化、自動化、信息化的智能電網方向發展。要實現這一戰略性的目標，還需要數據信息工作者和電網管控工作者密切配合，共同努力，設計并搭建出架構更適合現代電網智能化要求的數據流技術支持下的電網。

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