基于電網調控運行數據的分布式自主分析關鍵技術與應用

廖利軍

摘 要：隨著國民經濟的穩步發展，社會生產和人類生活對電能的需求量日益增長，這就使得電網規模日趨擴大，并進一步帶動了智能電網的建設和發展。在這一發展歷程中，電網省級和地市級部署的電網調度數據庫內部已經積累了龐大的電力運行數據，從而形成了豐富的數據信息資源，因此，對電網調控運行數據實時采集、運算和自主分析就成為了提高電網調度管理水平的關鍵技術環節。本文主要對電網調控運行數據的分布式自主分析關鍵技術與應用進行了探究，旨在提高電網運行數據的利用效率，推動電網運行的智能化發展。

關鍵詞：分布式存儲；電網運行數據；自主分析；應用

前言

目前，國家電網將“三縱三橫”的華北、華中以及華東地區通過特高壓網架進行電網連接，從而促使電網規模進一步擴大，這就需要采取更加縣級的科技手段，實現對電力地網度自動化操作和分析。然而，受到運行數據在存儲規則和電網安全等因素的限制，在實施數據采集、計算和分析的自主化管理過程中仍存在一些技術難點，這就需要我們對其中的關鍵技術加以分析和了解。

1 電網調控運行數據的分布式自主分析關鍵技術

下面，我們會通過對省級和地市級兩級電力調度運行情況加以了解，對分布式存儲、量測點索引、數據計算以及公式解析等技術要點內容進行分析和研究。

1.1分布式存儲關鍵技術

由于省地兩級的電網運行調控數據通常采取分級存儲的方式分散在不同的兩級，因此，在對省地兩級的電網調度數據加以收集和分析的過程中，通常可選用集中存儲和分布式存儲兩種方案類型。①在集中存儲的結構中，地級調度數據通常需要經由廣域服務線路傳至省調度數據庫內部，然后再將省地兩級數據在省調度數據庫加以存儲。在這一過程中，還需設置自主分析類型的查詢服務器，以便為省地不同區域的用戶提供便利的查詢服務。②在分布式存儲的方案構造中，通過在省地兩級設置電網智能調度系統，并布置查詢服務器，且該服務器具備對數據的自主分析能力，通過此服務區能夠對省地兩級調度數據庫D5000進行歷史調度運行數據的訪問，從而為本地用戶提供可靠的查詢服務。

與此同時，對于省調查詢服務器而言，需要部署分布式管理、實時監控、服務分發以及合并這四項管理模塊，從而實現高效的調度數據管理效果。而實時監控功能模塊則主要是對地調服務進行全面監控；而分布式管理功能模塊則是對多臺服務器實現存儲和分布式管理；而服務分發及合并功能模塊則主要是針對用戶查詢請求進行分發處理，通過將用戶查詢信息發送到各個省地級服務器內部，從而確保查詢效率。通過對兩種方案進行比較后發現，分布式存儲較之集中存儲具備可行性高、查詢速度快的優點，因此，本文將采取分布式存儲的方法對電網運行數據實施統一管理。

1.2量測點索引關鍵技術

倒排索引是本文電網量測點實施檢索的關鍵性技術，在索引過程中，需要依照量測點的表里數據進行索引文件的構建，首先需要創建電力調度范圍內的單詞詞典，比如“唐熱”和“灤河”等相關電力詞匯，并為每一個詞匯設置唯一的編碼，再將其存放于單詞詞典的內存中；然后對電網測量點實施中文分詞操作，將各個量測點轉化為單詞序列所組成的數據信息流；最后設立完整的倒排列表，對單詞表示的全部量測點及其位置信息進行記錄，同時對相關數據信息實施壓縮處理，并將壓縮以后的倒排序列表采取分塊存儲的方式置于磁盤中，以此完成索引結構的構建工作。在查詢時，通過輸入關聯單詞，即可在磁盤中找到相關的倒排文件，通常而言，測量點的單個索引速率大約為0.1s，通過這種方式能夠有效提高測量點的索引效率。

1.3量測點數據計算技術

在測量點的歷史運行數據計算過程中主要采取時間并行以及存儲并行兩種方式進行并行計算和分析。①時間并行數據計算是指通過對大時間段內電網歷史運行數據進行查詢解，在將大時間段分解為多項小時間段后，對量測點進行單月的查詢和計算操作，最后再將分段計算數據予以總體性整合，通過合并得到最終的計算結果。②存儲并行數據計算則是通過將實際查詢情況劃分到相關聯的存儲服務器內部，然后在本地服務器中建立分布式存儲應用數據服務，而每一項應用服務都能夠對本地存儲的相關查詢請求進行分析和處理，然后中心服務器再將每一項應用服務器的分析結果予以合并，從而得出最終的結果。通過這兩種并行計算方式，能夠有效提高調度數據的分析速率。

1.4量測點公式以及解析

對于一些較為復雜的數據查詢和分析操作，需要將多項量測點及數學公式進行組合，從而得出全新的量測點，然后再對此量測點加以查詢及分析。因此，在這一計算過程中，需要將計算器原理作為計算基礎，然后再應用Java實現加減乘除操作，并對計算過程實施封裝操作，同時設置函數自定義接口，并對正弦、余弦、四舍五入以及絕對值等函數進行定義，然后開發相應的計算解析模塊，對量測點加以解析。

2 電網調控運行數據的分布式自主分析關鍵技術應用

本文通過應用上述四項關鍵性自主分析技術，進行了自護分析系統的全新構建，該系統包括了時間、范圍統計和公式的自主定義以及電網調度運行數據的查詢和分析等相關功能模塊，以此實現電網調控的高效管理。

①時間的自主定義。通過對開始和結束兩項時間進行選擇，能夠對年、月、日、季度和周等時間周期范圍進行自主性定義，同時還可借助此項操作對節假日、枯水期、高負荷以及突發事件等時期范圍進行定義。

②自主定義公式。采取自主定義量測點公式及解析技術的方式，能夠對電力系統運行所涉及的四則運算和三角函數等計算方式進行全面涵蓋，且能夠根據電力調度的實際發展需求，通過計算機編程軟件實現靈活性的可靠編程計算。在這一過程中，還包括了有功、功率因數、電流、電壓等計算要素的編制。

③查詢運行數據。在應用倒排索引技術的基礎上，能夠實現對量測點信息的快速查詢，并借助并行計算操作，通過分解查詢信息，實現對地網運行數據的高效查詢，并在最后將數據查詢和分析結果加以合并，借助表格形式予以展示，從而提供更加具象化的對比研究方式。

④分析歷史數據。在對電網調度數據進行查詢的基礎上，能夠采取多種計算分析手段，比如最大、平均值、波動率等方式，實現對歷史查詢數據結果的分析和計算，以此為電網日常調度管理提供可靠的決策依據。

3 總結

綜上所述，本文主要對電網調控運行數據的分布式自主分析關鍵技術進行了探究，并從分布式存儲、量測點索引、數據計算以及公式解析等方向對其中所蘊含的技術要點進行了分析和研究，在此基礎上探索了電網調控運行數據的分布式自主分析關鍵技術的應用，從而實現地網運行數據的智能化分析，提高電網調度管理效率。

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