基于Spark平臺的全景電網(wǎng)拓撲分析系統(tǒng)設計

劉晟東　陳以

摘要：在智能電網(wǎng)發(fā)展趨勢下，電力網(wǎng)絡規(guī)模與復雜性不斷增加，傳統(tǒng)電力拓撲分析方法難以滿足全景大電網(wǎng)對實時性的需求，本文提出一種基于大數(shù)據(jù)框架Apache Spark的全景電網(wǎng)拓撲分析系統(tǒng)，實現(xiàn)復雜電網(wǎng)的實時拓撲分析計算。實驗表明拓撲實時分析性能明顯高于傳統(tǒng)方法。

關鍵詞：電力系統(tǒng)；大數(shù)據(jù)；拓撲分析；Apache Spark

中圖分類號：TM711 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2018）04-0155-01

電力系統(tǒng)拓撲分析作電力系統(tǒng)分析的基礎，是電力系統(tǒng)狀態(tài)估計與仿真的重要組成部分[1]。智能電網(wǎng)的發(fā)展使電網(wǎng)的可靠性需求進一步提高，傳統(tǒng)拓撲分析方式已經(jīng)無法滿足智能電網(wǎng)的需求[2]。為實現(xiàn)全景電網(wǎng)的快速拓撲分析，提出了一種基于Spark平臺的全景電網(wǎng)拓撲分析系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠處理多廠站互連的全景電網(wǎng)系統(tǒng)，在處理復雜電網(wǎng)時性能與效率優(yōu)于傳統(tǒng)拓撲分析系統(tǒng)。

1 Apache Spark

Spark是一個基于內存分布式計算的集群計算框架，相較于MapReduce框架，Spark引入了彈性分布式數(shù)據(jù)集（RDD）的概念，將數(shù)據(jù)存儲在內存中，提高了計算效率[3]。本文所提出的的基于Spark平臺的全景電網(wǎng)拓撲分析系統(tǒng)綜合Spark Streaming與Spark Graphx組件來對復雜電力系統(tǒng)進行拓撲分析。

2 基于Spark平臺的全景電網(wǎng)拓撲分析系統(tǒng)

電網(wǎng)拓撲分析系統(tǒng)主要包括數(shù)據(jù)采集傳輸模塊，消息傳輸模塊，分布式流式計算模塊，以及輸出模塊。

2.1 數(shù)據(jù)采集與消息模塊

對于節(jié)點規(guī)模較大的電力系統(tǒng)，傳統(tǒng)電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)SCADA會出現(xiàn)性能不足的問題，采用kafka分布式消息系統(tǒng)與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)結合的方式，能夠提高系統(tǒng)的吞吐量與響應速度。……