CN109636220B - 一种基于云服务的智能电网软计算系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于云服务的智能电网软计算体系架构，将智能电网的所有信息需求提供为云服务，包括三个层级，即用户层、软网络层、用于计算的输入数据层。软网络层包括用户接口单元、分析/应用单元、集成总线(ESB)单元、平台单元、安全单元；用户接口单元包括用户自助服务模块、支付系统模块、用户通知模块、网络门户模块、报告工具模块；分析/应用单元包括电网运行分析模块、客户分析模块、商业分析模块；安全单元包括风险管理模块、数据管理模块、身份管理模块、数据安全模块。本发明可用于智能电网的软计算服务，提供有效的解决方案，具有很好的可行性和实用价值。

Description

一种基于云服务的智能电网软计算系统
技术领域
本发明涉及应用于电力系统的云计算服务，尤其涉及一种基于云服务的智能电网软计算系统。
背景技术
智能电网是能够智能地整合与其相连的所有用户用电行为的电力网络，可以有效提供可持续、经济和安全的电力供应。如今，智能电网接入的电力设施越来越多。智能电网需要提供更多电能来满足不断增长的电力需求，同时提高电能的可靠性和质量，并提高能源效率。如今智能电网采用诸多创新产品及服务，例如智能监控、遥感、控制、通信和分析流程等。智能电网技术的重要组成部分之一是信息系统。根据智能电网架构模型，信息系统是一个交互操作层，可在智能电网组件、应用和服务之间传输数据。最近，海量数据成为电力行业的主要关注点。在智能电网出现之前，电力公司从用户收集的数据量非常少且基本都由抄表获得。智能电网的出现极大地提高了数据获取水平，它利用多种数据源收集数据，例如智能电表数据馈送、家庭自动化和需求控制系统以及通过网络和移动设备收集各种渠道的用户体验。将云计算用于智能电网是一个创新的想法，利用云计算模型可以满足智能电网应用的计算及存储需求。云计算是一种计算模型，其用于实现对可配置计算资源(例如，网络，服务器，存储，应用程序和服务)的共享池无处不在，可以方便的按需访问网络，这些计算资源可以快速配置和发布。在云计算中，可以高速率生成海量数据，并以分布式方法收集、存储和分析这些海量数据。移动和管理这些大数据是一个复杂的问题，云计算不仅满足这些要求，还为电力公司提供新型的业务模式(具有弹性、可扩展性、按需付费模式等)。海量数据的存储、管理和处理是复杂、昂贵的，并且存储这些海量数据，可能超出智能电网中现有数据管理系统的存储及计算容量。云计算是一种新兴趋势，可以帮助电网变得更加智能，解决海量电力数据的远程存储及计算问题，并且直接从云端操作数据比在本地设备中传输和存储数据更有效率。
发明内容
发明目的：针对现有智能电网云计算服务存在的不足之处，本发明提出一种基于云服务的智能电网软计算系统，将智能电网的所有信息需求提供给云服务，解决海量电力数据的远程存储及计算问题，对电力系统云平台系统优化设计具有指导意义。
技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种基于云服务的智能电网软计算系统，所述系统将智能电网的所有信息需求提供为云服务，包括三个层级，即用户层、软网络层、用于计算的输入数据层；所述软网络层包括用户接口单元、分析/应用单元、集成总线(ESB)单元、平台单元、安全单元；用户接口单元包括收集用电量和缴费信息的用户自助服务模块、用于缴费的支付系统模块、用户通知模块、用于用户登录平台连接系统的网络门户模块，以及用于生成报表的报告工具模块；分析/应用单元包括用于分析电网运行数据的电网运行分析模块、通过客户数据来分析客户行为的客户分析模块，以及用于智能预测的商业分析模块；平台单元包括数据中心模块、数据库(SQL-NoSQL-空间)模块、存储模块、基于SOA的中间件模块，以及数据集并行运算的HADOOP/MAP减少模块；安全单元包括降低风险的风险管理模块、用于数据管理的数据管理模块、用于用户安全认证的身份管理模块，以及用于数据的安全处理的数据安全模块；
用于计算的输入数据来源包括计量数据、传输和配电系统操作员(transmissionand distribution system operater，TSO/DSO)、地理信息系统(Geographic informationsystem，GIS)、天气信息；
电网运行分析模块包括广域监测和控制环节、电网支持环节、停电和配电管理环节、资产管理环节；所述客户分析模块包括MDMS(meter data management system)环节、DRMS(demand response management system)环节、CIS环节、预测环节、平衡调度环节；商业分析模块包括OBIEE环节和BI发布环节。
有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、云服务通过其庞大的计算服务器和大型数据中心提供存储及计算服务。云计算服务用作动态数据中心，通过保护用户隐私的安全机制存储和处理来自智能电表的实时信息。在这种情况下，基于云的数据中心作为互联网数据中心(IDC)提供无限服务器，客户可通过互联网使用这些服务器。
2、数以百万计的智能电表可生成海量数据，以便与电力公司进行实时通信。由于处理单元存储和内存等不同的约束，使用传统的数据管理方法管理大量此类数据具有较高难度，但云计算应用程序是控制此类海量数据以获得可靠性的最佳方法之一，可以构建强大而高效的智能电网环境。
3、由于其可扩展和灵活的特性以及灵活应用和冗余的资源，云服务能够处理数百万资源需求的数据流，并缩短计算时间。
4、云服务可以同时集成和分析来自多个智能电表的信息流，以平衡实时需求和供应曲线。云服务可提供可扩展和弹性资源，可构建软件基础架构以支持此类动态和永远在线的应用程序。
附图说明
图1为本发明的基于云服务的智能电网软计算系统示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明的系统将智能电网的所有信息需求提供为云服务，包括三个层级，即用户层、软网络层、用于计算的输入数据层；软网络包括用户接口单元、分析/应用单元、集成总线(ESB)单元、平台单元、安全单元；用户接口单元包括用户自助服务模块、支付系统模块、用户通知模块、网络门户模块、报告工具模块；分析/应用单元包括电网运行分析模块、客户分析模块、商业分析模块；平台单元包括数据中心模块、数据库(SQL-NoSQL-空间)模块、存储模块、基于SOA的中间件模块、HADOOP/MAP减少模块；安全单元包括风险管理模块、数据管理模块、身份管理模块、数据安全模块；
用于计算的输入数据来源包括计量数据、传输和配电系统操作员(transmissionand distribution system operater，TSO/DSO)、地理信息系统(Geographic informationsystem，GIS)、天气信息；
电网运行分析模块包括广域监测和控制环节、电网支持环节、停电和配电管理环节、资产管理环节；客户分析模块包括MDMS环节、DRMS环节、CIS环节、预测环节、平衡调度环节；商业分析模块包括OBIEE环节、BI发布环节。
用户自助服务模块用于收集用户用电量和缴费需求等信息；所述支付系统模块用于用户缴费；所述用户通知模块可对用户进行短信或电子邮件通知；所述网络门户模块用于用户登录平台，连接认证系统；所述报告工具模块用于生成报表；所述电网运行分析模块用于分析电网运行数据；所述客户分析模块基于客户数据来用于分析客户行为；所述商业分析模块用于智能预测，包含商务智能发布器等；所述数据中心模块是资料处理中心，服务器和数据中心；所述数据库(SQL-NoSQL-空间)模块代表基于NoSQL数据库的空间数据存储；所述存储模块用于数据和资料的存储；所述基于SOA的中间件模块是基于分布式处理的服务程序；所述HADOOP/MAP减少模块是大规模数据集并行运算模块；所述风险管理模块用于在有风险的环境里把风险可能造成的不良影响减至最低；所述数据管理模块用于数据的管理；所述身份管理模块用于用户安全认证；所述数据安全模块用于数据的安全处理；所述广域监测和控制环节用于收集、检测和控制电网运行中的潮流数据；所述电网支持环节在运行模式发生变化时进行电网支持；所述停电和配电管理环节用于处理电网中的停电和配电行为；所述资产管理环节对电网资产数据进行管理；所述MDMS(meter data managementsystem)环节是量测数据管理系统；所述DRMS(demand response management system)环节是需求响应管理系统；所述CIS环节对客户目标进行理念、行为、视觉识别；所述预测环节基于已有数据对用户行为进行预测；所述平衡调度环节对从电网收集的数据进行平衡调度；所述OBIEE环节利用收集到的数据自动集成商业报表；所述BI发布环节用于将源系统的数据加载到数据库及数据集层中。
平台单元有像服务器和存储一样的数据基础架构，包括数据库和分布式数据库系统(如Hadoop和MAP-Reduce Manage Data forAnalytics)。数据由智能电表、传输和配电系统操作员(TSO/DSO)和地理信息系统(GIS)等不同来源收集。中间层属于分析和各种应用程序，根据应用程序的分析需要分为三组。例如，停电管理和资产管理属于运营分析，需求响应管理系统(DRMS)和量测数据管理系统(MDMS)是用户分析单元的一部分。智能电网信息层(软网络)包括四个重要组成部分，即大数据基础设施，大数据管理，分析和应用。云基础架构具有实现所有这些组件的能力。

Claims (1)

1.一种基于云服务的智能电网软计算系统，其特征在于：所述系统将智能电网的所有信息需求提供为云服务，包括三个层级，即用户层、软网络层和用于计算的输入数据层；所述软网络层包括用户接口单元、分析/应用单元、集成总线单元、平台单元、安全单元；所述用于计算的输入数据层包括计量数据、传输和配电系统操作员(transmissionanddistributionsystemoperater，TSO/DSO)、地理信息系统(Geographicinformationsystem，GIS)、天气信息；
所述用户接口单元包括收集用电量和缴费信息的用户自助服务模块、用于缴费的支付系统模块、用户通知模块、用于用户登录平台连接系统的网络门户模块，以及用于生成报表的报告工具模块；
所述分析/应用单元包括用于分析电网运行数据的电网运行分析模块、通过客户数据来分析客户行为的客户分析模块、用于智能预测的商业分析模块；
所述平台单元包括数据中心模块、数据库模块、存储模块、基于SOA的中间件模块和数据集并行运算的HADOOP/MAP减少模块；
所述安全单元包括降低风险的风险管理模块、用于数据管理的数据管理模块、用于用户安全认证的身份管理模块，以及用于数据的安全处理的数据安全模块；
所述电网运行分析模块包括广域监测和控制环节、电网支持环节、停电和配电管理环节、资产管理环节；所述客户分析模块包括MDMS(meterdata managementsystem)环节、DRMS(demandresponsemanagementsystem)环节、CIS环节、预测环节、平衡调度环节；所述商业分析模块包括OBIEE环节和BI发布环节；
所述MDMS(meterdatamanagementsystem)环节是量测数据管理系统；所述DRMS(demandresponsemanagementsystem)环节是需求响应管理系统；所述CIS环节对客户目标进行理念、行为、视觉识别；所述预测环节基于已有数据对用户行为进行预测；所述平衡调度环节对从电网收集的数据进行平衡调度；所述OBIEE环节利用收集到的数据自动集成商业报表；所述BI发布环节用于将源系统的数据加载到数据库及数据集层中。
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