數(shù)據(jù)流技術在電網(wǎng)自動化中的應用

盧鍵聰

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

關鍵詞：數(shù)據(jù)流技術;電網(wǎng)自動化;應用前景

電網(wǎng)自動化已經(jīng)成為電網(wǎng)建設發(fā)展的重要趨勢，在實現(xiàn)電網(wǎng)的智能化運行過程中，采用信息技術為依托，利用數(shù)據(jù)流技術對運行過程中的數(shù)據(jù)進行分析和檢測，能夠提高電網(wǎng)運行的質量和效率，降低電力企業(yè)的運行成本，改善電力企業(yè)的運行機制，提高電力企業(yè)的經(jīng)濟效益，促進電網(wǎng)建設發(fā)展水平的提高。

1 電網(wǎng)自動化與數(shù)據(jù)流技術概述

1）電網(wǎng)自動化。在電網(wǎng)運行過程中，通過相應的傳感裝置實時采集運行數(shù)據(jù)，并通過網(wǎng)絡系統(tǒng)和計算機軟件對數(shù)據(jù)進行傳送和分析，并自動生成對應的控制指令，最終達到對電網(wǎng)進行智能化控制的目標。在電網(wǎng)自動化運行過程中，其核心環(huán)節(jié)在于實時數(shù)據(jù)的分析和處理過程，這一過程程序設計是否符合運行要求，相應速度是否及時，將會直接對核心程序中決策信息的制定和相關指令的生成產(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)運行。

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

2 數(shù)據(jù)流系統(tǒng)的建構體系

在數(shù)據(jù)流的建構體系中，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、可以同時執(zhí)行的查詢節(jié)點，進而形成有效的查詢網(wǎng)絡。在進行復雜化查詢時，需要對網(wǎng)絡中的相應的算子進行有效組合。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、選擇和滑動窗口等，在進行實時查詢時，可以通過算子對輸入的數(shù)據(jù)進行有效的處理，對于無關的數(shù)據(jù)進行舍棄，而有用的數(shù)據(jù)則會被分析處理并儲存在流元素中。數(shù)據(jù)流系統(tǒng)的運行，能夠自動處理電網(wǎng)運行中的實時數(shù)據(jù)，從而產(chǎn)生相關的決策信息，對于現(xiàn)行電力系統(tǒng)中的警報功能，具有良好的替代作用。

在數(shù)據(jù)流系統(tǒng)體系建構中，最重要的是對滑動窗口和查詢語言技術的研究和完善。滑動窗口可以把相關的數(shù)據(jù)限制在需要的范圍之內進行采集和處理;查詢語言則能夠保證查詢結果的實時更新，而不是查詢出固定的查詢結果。

3 數(shù)據(jù)流技術在電網(wǎng)自動化運行中的作用方面

1）在配電自動化中的應用。配電自動化是電網(wǎng)自動化的重要表現(xiàn)，把實際運行中的電力設備和新興的網(wǎng)絡技術、智能化學習技術，電子應用技術等結合在一起，對于供電企業(yè)的生產(chǎn)和管理，都具有重要的影響。實現(xiàn)配電自動化，可以改善原本配電工作中對于電力線路和電力設備的監(jiān)測和維護手段，提高配電工作的穩(wěn)定性和安全性，能夠降低電力企業(yè)的實際運營成本，降低供電價格等[2]。隨著社會的發(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，能對電力用戶的實際需求做出數(shù)據(jù)化、智能化的分析，采用更為經(jīng)濟合理的方式對電力用戶進行配電運行，適應客戶的多樣化需求。

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

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

3）建立和完善數(shù)據(jù)流系統(tǒng)的通用模型。在電網(wǎng)自動化運行過程中，隨著數(shù)據(jù)流技術應用程度的不斷加深，相關的技術研究水平也在不斷提高，因而能夠根據(jù)系統(tǒng)運行的需要，對現(xiàn)存的問題不斷進行智能化分析，從而建立起適合大多數(shù)電力企業(yè)運營需要的通用模型。在通用模型中，可以采用智能化技術，自動采集與運行狀況特征最為接近的數(shù)據(jù)，從而設定合理的監(jiān)測時間間隔。在設定監(jiān)測時間間隔時，如果間隔過小，就會對CPU的運行能力產(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)運行產(chǎn)生停滯的狀態(tài)。如果間隔時間過大，則會在數(shù)據(jù)采集過程中產(chǎn)生遺漏，丟失掉關鍵信息，從而使數(shù)據(jù)流系統(tǒng)失去了工作的意義。因而在實際建設過程中，技術人員要對數(shù)據(jù)流的運行進行監(jiān)控，根據(jù)實際運行的需要，選擇出合適的監(jiān)測時間間隔。

4 數(shù)據(jù)流技術的現(xiàn)實意義

在信息技術的不斷推動下，智能化電網(wǎng)的建設已經(jīng)逐步替代了傳統(tǒng)的電網(wǎng)運行網(wǎng)絡，數(shù)據(jù)流技術正是其中起著重要作用的方面。在電網(wǎng)自動化運行過程中，會產(chǎn)生大量的實時數(shù)據(jù)，采用數(shù)據(jù)庫的模式，只能對這些數(shù)據(jù)進行存儲和分析，而無法進行決策的分析。采用數(shù)據(jù)流技術，不僅能夠在這些數(shù)據(jù)進行在線分析，更能夠以此形成科學的決策，對電網(wǎng)運行發(fā)出對應的控制指令。隨著社會發(fā)展的需要，電網(wǎng)的智能化建設程度必將進一步加深，加大數(shù)據(jù)流技術的應用程度，具有重要的現(xiàn)實意義。

5 數(shù)據(jù)流技術的應用前景

雖然數(shù)據(jù)流技術在電網(wǎng)自動化建設過程中，已經(jīng)開始進入應用階段，但是限制于智能化技術水平不夠完善，網(wǎng)絡系統(tǒng)建設不夠充分等其他因素的影響，目前數(shù)據(jù)流技術對于電網(wǎng)自動化的實際推動作用，還有很多技術僅局限于實驗室之內，包括其自身的查詢語言和分析技術等，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，隨著各方面技術的不斷提高，這些新技術將會逐步從實驗室內走出來，融入到電網(wǎng)自動化的建設中，大大提高電力系統(tǒng)的自動化水平和智能分析水平。

6 結束語

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

參考文獻

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