数据流技术在电网自动化中的应用

数据流技术在电网自动化中的应用

张辰皓

(国网安徽省电力公司六安市叶集供电公司安徽六安237431)

摘要：随着信息化、智能化技术的不断发展，我国电力行业在发展的过程中逐渐实现了智能电网的建设，与此同时，作为对电网的集中管控者，调控中心需要接受和处理的数据信息越来越多，在此过程中，要想实现对海量信息的实时高效处理，实现科学决策信息的制定，提高智能电网的自动化水准，就需要积极的将数据流技术有效应用于电网自动化中，以实现对信息的在线处理与决策的指定，以在明确电网运行状况的基础上，确保实现电网的安全可靠运行。本文针对数据流技术在电网自动化中的应用进行了研究与探讨，以供参考。

关键词：数据流技术；电网自动化；应用

数据流管理技术的研究已成为信息处理和数据库领域的热点和前沿，数据流管理技术可以为实时信息处理和分析提供有效的支持。随着电网规模的扩大和电力自动化程度的提高，电力系统运行产生的大量实时数据形成数据流，这些数据流中隐含着与设备故障及系统稳定等有关的重要信息。研究数据流技术及其在电力信息处理中的应用，具有重要的理论价值与实际价值。本文针对数据流处理的关键技术及在电力信息处理中的应用展开研究，主要内容及成果如下：根据数据流处理实时性的需求建立了通用的数据流处理模型，该模型利用滑动窗口实现最近数据的连续处理，利用概要数据结构和数据流处理算法满足不同的处理需求。

1数据流及电网自动化中的相关知识简介

1.1数据流

数据流（datastream）最初是通信领域使用的概念，代表传输中所使用的信息的数字编码信号序列。然而，我们所提到的数据流概念与此不同。这个概念最初在1998年由Henzinger在文献87中提出，他将数据流定义为“只能以事先规定好的顺序被读取一次的数据的一个序列”。数据流的实质是无界的、连续的、持续的、实时的带时标的元素序列，其中的每个元素都具有一个或者多个的属性，在电力系统的正常工作的过程中，其相关采集测量点所发送的反应电力系统的运行状况的数据是一些典型的数据流，数据流技术应用于闭环过程中的实时数据处理时，具有非常好的应用效果。

1.2电网自动化

对于电力企业而言，实现电网自动化建设的最终目标是借助信息技术来实现对电网的智能化控制，这一自动化的运行时通过出传感与测量、实时数据在线分析处理与决策这一过程形成。其中，给予传感与测量这一环节下，能够借助传感装置来实现对电网运行过程中的实时数据进行采集与传输，然后通过在线数据分析与处理流程来获取决策信息，进而实现相应控制指令的生成。这一过程中，重点环节为实时数据分析与处理，这会直接影响到决策信息的制定与指令的生成，进而对电网自动化水平产生影响。

1.3数据流体系结构

数据流系统体系结构的形成是将各连续且同时执行的查询节点进行合并，每个单独的查询节点为一个算子，通过将这一网络结构下多个算子进行结合后，能够实现对复杂信息的有效查询，并实现完整且可靠信息的输出。在这一系统中，算子类型有很多，如滑动窗口及投影灯，在实际进行查询的过程中，当执行多个查询任务时，单一算子能够实现共享，各算子实现对所输入数据的处理后进行输出，输出流实现对结果数据的有效更新，在此过程中，针对存储的数据流元素，如果无用则会被自动舍去，在输入实时数据后实现决策数据的输出，相应实时在线数据分析处理的能力完全能够取代基于数据库系统下告警功能。

2数据流技术在电网自动化中的应用

2.1数据采集

电网中流式数据主要来自综合自动化系统、智能电表、PMU以及各种传感器的采集，这些数据规模大，结构类型繁多，处理要求高。例如，某家电力公司辖区有10座35kV变电站，为了准确获取变电站内设备的实时运行状态，每座变电站都部署了综合自动化系统，下联每台设备的保护测控装置，这些测控装置每一刻都在向调控中心（即接收侧）发送实时用电信息。对流数据的实时采集，需要有采集速度快、可靠性高、能实时监听数据变化、对数据进行简单处理等特点。因此理想的采集系统应是一个分布式、可靠的、高可用的海量日志聚合的系统，可以从采集侧监听接收数据并将其发送出去，节点故障时，日志文件被传送至其他节点而不会丢失，保证数据的完整性。

2.2突发性数据流分析与建模

变电站发生电气类故障时，间隔层设备会上传开关变位数据、保护动作信息以及时间顺序记录信号；这类数据所用的传输时间很集中，长度比较短，具有突发性的特点，因此将其划分为突发性数据流。突发性的数据流的到达概率会受到前一段时间数据到达情况的影响，并不是以一定的概率出现，即当网络接收到信息的时候，突然会持续一段时间的报文发送；当没有数据到达的时候又会持续一段空闲时间，突发性数据表现出共同的自相似性特点。

2.3数据流查询

在数据流上开展的相关查询，又可以将其称之为持续查询，因为在查询的过程中是要在滑动窗口上持续的进行查询动作，相应的数据流系统中所显示的查询结果是当前的滑动窗口中的全部的流元素，而滑动窗口出现滑动变化时，其相应的查询结果也会出现变化，对其查询结果进行更新的过程中是以增量的形式进行有效的更新，从本质上来讲，可以将滑动窗口看作是一个不断变化着的数据集，但是在某一个特定的时刻中，该数据集中的内容是固定的，数据流系统中的持续查询语言是根据SQL语言的语意及语法进行严密的扩展而来的。

2.4实时数据管理

能够准确反映当前电力生产运行状况的实时采集的数据通过实时数据接入模块被接入实时数据库，随着时间的推移，不断沉淀下来的实时数据成为历史数据后被存储在历史数据库中。实时数据管理模块和历史数据管理模块分别对实时数据和历史数据进行管理，并通过实时数据管理接口和历史数据管理接口分别对外提供实时数据和历史数据访问服务。告警事件管理模块负责根据用户指定的告警规则判断实时数据是否符合告警条件，如果符合则告警，告警事件管理接口提供告警事件管理服务。

结束语

将数据流技术应用于电网自动化分析中，具有很好的应用效果，本文就结合自动化电网的数据处理特点，对数据流系统的体系结构、查询语言、滑动窗口等进行了简单分析，对于数据流技术在电网自动化中的应用具有很好的参考作用。

参考文献

[1]赵加奎,杨国凤,沐连顺,樊涛,杨宁,王司博.数据流技术在电网自动化中的应用研究[J].电网技术,2011,08:6-11.

[2]秦少鹏.数据流技术在电网自动化中的应用实践[J].电子技术与软件工程,2014,08:211-212.

[3]王培.数据流技术在电网自动化中的应用[J].电子技术与软件工程,2016,04:134.