基于云平臺的農村電網智能管理系統設計

馮雙林 程麗紅 謝海

摘 要：農村智能電網建設是我國社會主義新農村的建設重要內容，現階段，我國經濟相對發達農村地區已構建并安裝智能化用電系統，電力系統的控制與安全運行及其穩定性的實現都較以前提高了許多，這就要求農村智能電網要具備強大的數據處理能力。伴隨著科技進步，農村地區用電需求大幅增加，搭建基于云平臺的農村電網系統被認為是解決我國農村地區用電系統瓶頸的有效途徑。

關鍵詞：云計算;農村電網;智能管理

我國農村地區供電在我國供電系統中占有相當大的比例，農村電網是我國社會主義新農村建設的基礎設施和重要的公用事業，對我國全面建設小康社會至關重要。智能電網建設是我國電力改革的主要方向同時，如何解決農村電網的負荷預測，有效的利用好電力資源是我們首當其沖要解決的問題。

一、我國農村地區用電現狀

目前，我國農村電網已基本建成，供電緊張問題也已凸顯;在不少農村地區，采用限時供電，定時供電等措施來確保用電高峰時供電不足的問題;一些交通不便、偏遠的老、少、邊、山、窮地區甚至才剛剛通電不久，供電問題尤為突出。

農村用電需求的增加，主要由如下幾個方面的因素構成。首先，農村地區耕作模式由粗放型向集約型發展，加之現代化養殖業知識在農村地區的普及，這些都對農村地區的供電提出更高的要求，一旦供電系統斷鏈，將造成不可估量的損失。其次，國家惠民政策的力度加大以及科學技術的進步，越來越多的農戶擁有了先進的電器設備。“冬天氣溫低，使用電暖氣、電熱毯、空調等保暖設備較多，夏天天氣炎熱，使用空調的農村用戶劇增”，在電器設備用量激增的季節，用電需求的增加不言而喻。

二、農村電網云計算平臺及應用

云計算能夠實現海量數據的處理，實現系統資源的合理配置，目前，已經廣泛地運用于醫藥、教育、電子商務等領域，構建農村地區用電系統云計算平臺，能夠根據農村地區同期用電情況，比較準確的預測每個季節、每個時段的用電情況，為智能調度、智能配電、智能輸電、智能用電提供理論依據，構建基于云計算平臺的農村電網信息化系統，是解決我國農村用電瓶頸的有效途徑。

結合我國農村地區用電實際，基于云計算平臺的農村智能電網管理系統應有以下模塊：

（1）智能發電控制模塊。智能發電控制是農村電網智能管理體系的重要組成部分，它的作用是用來調整發電調頻機組的出力，從而滿足農村地區不同時段的用電需求，并使供電系統處于最佳、經濟運行狀態。

它的主要功能如下：

①在正常穩態運行工況下，維持發電系統頻率為額定值，確保其允許頻率偏差在允許的相關規定范圍之間。

②確保本區域發電能夠按照相關協議規定的參數與其他區間互轉、互通。

③在保證發電機組安全的前提下，根據農村地區用電需求，對發電電量進行控制。

（2）數據采集與監視控制系統。以計算機為基礎的電力自動化監控系統，負責采集農村各變電點用電需求，同時監控各變電點各時段用電的狀態。

（3）電力運行系統。根據智能管理系統采集到相關數據，對農村電網智能管理系統的運行情況進行綜合分析，幫助電力工作人員掌握系統的即時運行狀態，判斷系統的運行趨勢，從而對系統運行中可能發生的問題進行預防，確保對發生的問題能夠作出正確處理。

（4）云平臺的智能管理系統。系統建立在供電企業計算機網絡基礎上，通過對用電地區用電量的預測、進行動態、靈活地調配，能夠完成智能調度、智能配電、智能變電、智能輸電等環節，同時將智能管理系統的相關信息通過供電企業內部網絡進行共享。

基于云計算平臺的農村電網系統能夠實現：

（1）智能管理。基于云計算平臺的農村用電智能管理系統包括農村地區用電的智能調度、智能配電、智能變電、智能輸電、智能用電等。借助用電信息采集系統，加強配電臺區電壓的預測分析和運行監測，及時搜集相關數據。當監測發現某區域供電出現“低電壓”異常信息時，立即對搜集的電臺區電壓數據進行分析，根據“低電壓”產生的不同原因，科學制定治理方案，調整實時供電方案，以增強電網供電能力，及時解決農村低電壓問題。

（2）智能調度。農村用電呈現不均衡性，基于云計算平臺的農村電網系統能夠實現根據用戶用電需求，實現用電系統的智能調度。

農村地區智能管理系統的智能調度必須嚴格按照國家電網公司及企業標準進行設計，利用穩態、動態的數據，對采集的數據進行靜態、動態、暫態分析評估，確保實時監控與預警、調度計劃、調度管理等各應用功能以及各類運行考核指標能夠與智能電網調度控制系統要求相適應，從而確保農村地區用電智能管理系統能夠安全、穩定、經濟的運行。

（3）智能配電、智能變電、智能輸電。根據農村地區用電不均衡性，實現智能化的配電、變電、輸電等。智能配電、智能變電、智能輸電系統的建設，能夠提高我國農村地區的配電網絡管理和利用水平，從而減少農村地區的停電現象，有效防止有損供電企業形象的事情發生，保證農村地區用電數據的準確可靠。

（4）智能用電。安裝智能電表后，用戶只需要通過智能電卡，將電卡里存入相應金額的電數，然后把卡插進插卡口，一般等待數秒左右就充進去，同時，當電卡電量不足時，可以及時提醒用戶及時充值，可以方便的實現我國農村地區用電進行高效、便捷的智能管理。

三、結語

在我國農村地區、尤其是欠發達農村地區，用電突出問題是比較突出的低電壓的問題，農村中存在的用電問題，直接關系到我國農村地區的用電穩定性、用電安全性。關系著農民我國社會主義新農村能否如期建成，我國農村地區電力事業的發展，是我國農村地區經濟發展和建設重要保障。搭建基于云計算平臺的農村電網智能管理系統，采取有效的措施與對策解決農村用電的問題，是今后我國農村用電發展的方向，對于我國農村電網智能管理系統能否建成并普及應用至關重要。

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基金項目：廣西教育科學“十三五”規劃2017年度立項課題“新形勢下高職課堂信息化教學面臨問題與實踐探索”（項目編號：2017C502）

作者簡介：馮雙林（1982-），男，碩士，副教授，研究方向：計算機網絡、云計算。