基于Hadoop的智能電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)-論文.pdf

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1、科技創(chuàng)新2014年第17期l科技創(chuàng)新與應(yīng)用基于Hadoop的智能電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)-杜旭·劉森顏璨儀(1、中國南方電網(wǎng)，廣東廣州5106232、廣東電網(wǎng)公司電力科學(xué)研究院智能電網(wǎng)所，廣東廣州510080)摘要：針對智能電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)中海量監(jiān)控數(shù)據(jù)存取、處理困難的問題，通過綜合利用地理信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和分布式數(shù)據(jù)庫技術(shù)等，提出一種基于Hadoop云計算框架的智能電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)，并介紹了系統(tǒng)的工作流程。最后結(jié)合浙江省杭州市某地區(qū)的虛擬電網(wǎng)中某電廠的運行進行了實例介紹和分析。實例表明，相比傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫模式和已有方法，系統(tǒng)對信息處理具有更高的效

2、率和可靠性。關(guān)鍵詞：智能電網(wǎng)；空間信息；云計算；通信網(wǎng)絡(luò)；MapReduce引言桿塔、電纜線路等。帶有空間屬性特征的其他數(shù)據(jù)即電網(wǎng)環(huán)境信息，電力系統(tǒng)實時數(shù)據(jù)是電力系統(tǒng)設(shè)備測量和采集的重要數(shù)據(jù)，這包括氣象信息、災(zāi)害信息、地質(zhì)監(jiān)測(地震)、自然災(zāi)害(臺風(fēng)、冰災(zāi)些數(shù)據(jù)是分析電力系統(tǒng)穩(wěn)定性，預(yù)測電網(wǎng)負荷和電力設(shè)備故障、老等)、危險源等信息。這些都會對電網(wǎng)產(chǎn)生影響，是監(jiān)控系統(tǒng)需要重化等方面的重要依據(jù)，是電網(wǎng)運行必須監(jiān)測的數(shù)據(jù)_lJ。電網(wǎng)中密布著點關(guān)注的。智能電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)屬于一個復(fù)雜性的適應(yīng)系統(tǒng)，需要地的眾多電力設(shè)備和監(jiān)測儀器，組成了需要電力信息系統(tǒng)不停

3、接收理信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)以及數(shù)據(jù)庫技術(shù)等的全面支持。和處理的實時狀態(tài)數(shù)據(jù)。這些狀態(tài)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量巨大，對于監(jiān)控系地理信息系統(tǒng)的技術(shù)優(yōu)勢在于它的混合數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和有效的數(shù)統(tǒng)提出了較高的可靠性和實時性要求。而傳統(tǒng)系統(tǒng)在面對海量狀態(tài)據(jù)集成、獨特的地理空問分析能力、快速的空間定位搜索，以及地理數(shù)據(jù)時，表現(xiàn)出存儲能力和處理能力嚴重不足的問題，在很大程度過程的演化模擬和空間決策支持功能等，通過將電網(wǎng)設(shè)備與其地理上制約了電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的工作效率。因此，存儲信息數(shù)據(jù)與處理這位置屬性相結(jié)合，可以更加快速得確定出線問題或者事故的地點和些數(shù)據(jù)已成為制約智能電網(wǎng)監(jiān)控的關(guān)

4、鍵所在。Hadoop是一種專為電網(wǎng)設(shè)備設(shè)施，提高了應(yīng)急反應(yīng)的效率。大數(shù)據(jù)集對象分析處理提出的分解／聚合云計算框架[31。通過分布式智能電網(wǎng)對電網(wǎng)自動化和運營水平提出了更高要求，實現(xiàn)智能文件系統(tǒng)HDFS和并行編程模型Map／Reduce兩大核心的協(xié)調(diào)管電網(wǎng)，必須將信息技術(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)貫穿全網(wǎng)，通過傳感器網(wǎng)絡(luò)、智能終理，系統(tǒng)可以對海量數(shù)據(jù)進行有效分割與合理調(diào)度，從而實現(xiàn)針對端、智能控制中心和信息網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)全網(wǎng)可觀可控，變革傳統(tǒng)電網(wǎng)控大數(shù)據(jù)的高效的并行處理。當前，我國正在加快智能電網(wǎng)建設(shè)，采用制和運營模式，以兼容新能源和靈活應(yīng)對用戶多樣需求日。云計算技術(shù)

5、進行狀態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)的可靠存儲和并行處理，對于未來智監(jiān)控系統(tǒng)對電力參數(shù)進行顯示和監(jiān)測的同時，為了今后對數(shù)據(jù)能電網(wǎng)的建立必然起到巨大的推動作用?；诖?，本文在研究地理進行統(tǒng)計、分析和處理，并實現(xiàn)數(shù)據(jù)曲線動態(tài)顯示，還要求對系統(tǒng)提信息系統(tǒng)與智能電網(wǎng)有機結(jié)合的基礎(chǔ)上，通過研發(fā)基于Hadoop的供數(shù)據(jù)庫存儲功能。由于電力信息存在數(shù)據(jù)種類繁多、數(shù)據(jù)量大、格智能電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)對大數(shù)據(jù)集電網(wǎng)監(jiān)控信息的高效并行存儲式不統(tǒng)一且一次寫入、多次讀取等特點，電力監(jiān)測設(shè)備需要不斷地與處理，解決我國對電網(wǎng)運行實時監(jiān)控難、慢的問題，完善對電網(wǎng)運將實時監(jiān)測數(shù)據(jù)等寫入數(shù)據(jù)庫。為

6、滿足可靠性和實時性的要求，不行情況的監(jiān)控，以提高電網(wǎng)整體應(yīng)急保障能力，增強我國智能電網(wǎng)采用傳統(tǒng)的關(guān)系數(shù)據(jù)庫，而采用基于列存儲的分布式數(shù)據(jù)管理模的信息化建設(shè)中的運行管理能力。式，來支持大數(shù)據(jù)集的高效管理_l_。分布式數(shù)據(jù)庫雖然將數(shù)據(jù)記錄分1理論概述散在各物理節(jié)點上，但邏輯上仍屬于同一個系統(tǒng)。通過數(shù)據(jù)分布的電網(wǎng)監(jiān)測是指電網(wǎng)在一定的運行狀態(tài)下，通過特征信號的檢方法共享這些數(shù)據(jù)，一個全局數(shù)據(jù)庫用于負責(zé)整個系統(tǒng)的管理，部測、變換、分析處理以及顯示記錄，并輸出診斷所采集的信息，提供分數(shù)據(jù)庫則由每個節(jié)點的局部數(shù)據(jù)庫承擔。這樣，數(shù)據(jù)的分散采用設(shè)備故障診斷的依

7、據(jù)的過程。通過將先進的自動控制、通訊技術(shù)、計使局部應(yīng)用達到最大，對各計算節(jié)點之間的相互干擾也降到最低。算機技術(shù)、信息技術(shù)等相結(jié)合，對系統(tǒng)內(nèi)某物理區(qū)域監(jiān)控的電力運任務(wù)在各節(jié)點之間分擔，從而避免了負荷瓶頸，提高了工作效率。行設(shè)備設(shè)施進行遙測、遙信、遙控、遙調(diào)操作，對二次設(shè)備和輔助設(shè)2系統(tǒng)設(shè)計備實現(xiàn)遠程控制，實現(xiàn)對全部一次設(shè)備的監(jiān)視、測量、控制、記錄和2．1系統(tǒng)框架流程報警，實現(xiàn)電網(wǎng)的優(yōu)化運行、優(yōu)化控制與優(yōu)化管理，從而提高電網(wǎng)運基于Hadoop的智能電網(wǎng)監(jiān)控地理信息系統(tǒng)分為三個層次，分行狀況、安全水平以及事故災(zāi)害預(yù)測預(yù)報的水平。別為現(xiàn)場監(jiān)控層、網(wǎng)絡(luò)

8、通信層、管理應(yīng)用層。1．1監(jiān)控對象現(xiàn)場監(jiān)控層又稱為感知層，由各種傳感器以及傳感器網(wǎng)管構(gòu)涉及電網(wǎng)監(jiān)測的對象和內(nèi)容很多，表1描述了監(jiān)控框架中涉及成，包括溫度傳感器、濕度