电力自动化系统运行中的数据分析及处理

　　【摘要】分析了电力系统的动态特点，提出了数据分析和处理的重要性。在此基础上分析了数据分类、数据获取，在研讨数据处理时重点阐述了数据共享、数据流、数据仓库和数据安全，为进一步系统研究提供了数据研究方法。
　　关键词：数据；分析；处理；电力；自动化系统
　　1引言
　　电力系统是一个集发电、变电、输电、配电为一体的动态系统。电能本身不能储存的特殊性,决定了这个动态系统的特殊性——实时性。作为维系这个动态系统的纽带与核心的部门——调度,则需掌握大量的实时数据信息,为正确的调度与操作创造条件。数据处理是电力自动化系统的核心部分,如何有效、安全地获得数据，充分利用数据，满足日益增多的各种电力自动化系统的需求是必须面对的问题，所以对电力自动化系统运行中的数据进行分析及处理具有深刻的理论意义和广泛的实际应用。
　　2电力自动化系统运行中的数据分析
　　2.1数据分类
　　在电力自动化系统中，从数据来源划分为如图所示的实时数据、基础属性数据、日常管理数据和市场经济数据等4类。
　　                               
　　                                                                      图1数据分类
　　（1）实时数据
　　这些数据多来自于实时采集系统,数据量很大,存储空间需求高。这些数据来自实际生产,通过必要的纠错处理,可以作为调度或市场运作的重要依据。目前,这些系统比较成熟、全面,在搭建数据平台时不需做过多处理,只需建立稳定可靠的输入、输出接口,必要时还可以导出到离线数据服务器中用于数据分析。
　　（2）基础属性数据
　　主要是针对电力设备属性进行统一规划的数据。例如:线路、变压器、发电机等设备的基础数据,也就是常说的设备管理。这些数据一般由所在单位根据统一的数据规划标准各自管理,并与相关数据服务器(如调度中心的服务器)设以关联和数据同步。维护工作由各厂完成。这样基本上可以满足数据的同步。一般情况下,调度中心也集中存储这些数据,便于进行保护的整定、稳定计算以及电力市场条件下的计算。
　　（3）日常管理的数据
　　主要包括电力系统日常运行时的记录内容,以及各部门工作流程中所处理的数据。这些数据一般情况下仅在小范围交换,只要保证在某一特定区域内数据同步就基本可满足需求。但是,若要建立统一的数据平台,规范这一部分数据也非常必要。其原因有二:一是这些记录或流程的数据必然会涉及相应的电力设备情况;二是存在一些管理系统的交叉,此时各自独立运行的系统就无法满足需要。对于一个部门(如区调)内部的工作,不必与上级部门进行数据交换,此部门内部的管理系统以及管理数据可以根据各自设计的系统运行。但是需要向上级申报时,由于数据结构和数据标准不同,将给数据交换带来很大困难。因此,将此类数据纳入统一的数据规划也很有必要。
　　（4）市场经济数据
　　随着市场化进程步伐的加快,必然要在电力系统内引入经济性数据,这些数据将成为市场公平竞争、结算的依据。随着市场化的深入,这部分数据可扩展的空间非常大。因此在进行数据规划时一定要注重数据的可扩展性,而且与实时数据的接口、与电力市场技术支持系统的接口都将是此数据规划的重要工作。
　　2.2数据获取
　　现场数据的获得一般通过采集、集中与转发来实现,根据不同的数据应用类型、传输成本、系统性能要求,传输介质有多种形式。通信方式包括如图2所示，有线传输和无线传输两大类,其中有线传输包括光纤、电缆、双绞线等多种形式,无线传输包括微波、无线扩频、高速蜂窝式无线数据通信等。无线方式的优点是无需架设。有形信道,简化通道铺设的工作量,但在传输信息的可靠性、实时性与有线方式相比仍有一定的差距。由于电力自动化系统是一个牵涉面广、种类多的大系统,由不同专业需求的多个系统组成,针对不同的要求,就各系统数据获取部分,应在采用新技术的基础上结合经济性能指标统一考虑,才能在技术优化组合的基础上,最终提高企业的经济效益和满足对用户优质服务的要求。
　　                     
　                                                     　图2数据获取方式
　　3电力自动化系统运行中的数据处理
　　3.1数据共享
　　系统内数据共享如图3所示，其方式有文件共享、直接内存访问、利用网络通讯、利用商业数据库、内存数据库。
　　                                                               
　　                                                               图3数据共享
　　（1）文件共享
　　这种方式数据文件目的明确、结构清晰、读取方便、编程简单,但读写速度慢。
　　（2）直接内存访问
　　这种方式速度极快,但编程复杂,会威胁系统的可靠性,而且还不能够通过网络来访问。
　　（3）利用网络通讯,如:TCP/IP、UDP来将数据打包发送
　　这种方式速度较快,但数据包内为二进制数据,编程复杂,尤其是系统的可扩充性不。
　　（4）利用商业数据库
　　很多数据库提供了完善的数据共享和安全机制,开放性非常好。但在综合自动化系统中,实时数据有瞬时有效性、刷新速度快、数据形式不统一等特点,并不适合存放在商用数据库中。
　　（5）内存数据库
　　所有数据存放在内存中,结构灵活、访问速度快。但它的开放性很难做到商用数据库那么好。
　　3.2数据流
　　数据流是指系统内部对数据的管理。从数据进入系统开始，数据就在系统内部不停“流动”，具体流动策略与系统的功能有关。当今系统数据量越来越大、功能日趋复杂，只有有效部署系统数据流，才能提高网络传输效率，满足电力自动化系统安全、可靠、实时性的要求。典型的调度自动化系统配置如图4所示。
　　在后台主系统中，为了有效实现建立在数据基础上的各种应用，对数据流的设计必须优先规划，其中包括基本目的类似，但由于数据种类的不同，需要分别设计不同的方式，才能在满足应用需求的同时符合系统优化策略。
　　                        
　　                                                       图4典型调度自动化系统配置图
　　3.3数据仓库
　　从整体考虑建立一个数据中心，有选择地接收，管理各系统的信息"并根据需要向系统内或系统外发布，保证决策的正确性、及时性，提高信息的共享性，是十分必要与有益的。同时，随着管理信息系统的广泛应用和数据量激增，人们希望能够提供更高层次的数据分析功能。为此，数据仓库应运而生。
　　数据库技术是各系统中涉及数据存储的成熟技术，数据仓库尽管同数据库一样具有数据存储的特性，但它具有更高层次的数据分析功能，即“数据仓库是在企业管理和决策中面向主题的、集成的、与时间相关的、不可修改的数据集合。
　　3.4 数据安全
　　Internet/Intranet发展迅速，用户在通过Web浏览器访问信息资源的过程中，无需再关心一些技术性的细节，且界面友好，因而Web技术在处理信息发布方面应用非常广泛。
　　随着通信和网络技术的发展，对系统互联、信息共享提出了更多的要求，而电力自动化系统对电网安全产生直接的影响，所以与之相关的数据安全必须考虑，即在满足信息共享的同时，又能保证系统的安全性、可靠性和实时性。
　　基于映射的Web结构如图5所示。
　　                                     
　　                                                   图5基于映射的Web结构
　　4结束语
　　电力自动化系统涉及面广泛，纵深层次多，准确及时获得原始数据，合理布设系统数据流，有效利用网络资源，满足实时系统的在线控制需要，是面向电力生产的各个自动化系统的首要目的。数据分析和处理时,一定要考虑数据的可维护性及可扩展性,数据的可扩展性指的是数据规划时留有一定的修改和扩展空间,便于随着以后的发展,不断丰富数据内容,又不影响整体数据规划的格局。
　　参考文献
　　[1]原荣．光纤通信网络[M]．北京：电子工业出版社，2006
　　[2]刘健，倪建立，邓永辉．配电自动化系统[M]．北京：中国水利电出版社，2008
　　[3]丁国光，刘庆秀，姚霞．基于虚拟总线技术的数据光端机在配网自动化中的应用[J]．电力系统自动化，2004，28