智能变电站设备大数据存储与并行处理改进

罗 成

（广东电网有限责任公司佛山供电局，广东 佛山528000）

1 智能变电站设备大数据工作流程

1.1 Hadoop基础上的系统架构

基于Hadoop大数据平台通过提供流计算、内存计算、批量计算、云计算等多种分布式计算技术满足智能变电站在不同时效性下的计算需求。其中流计算和云计算支持实时处理，内存计算支持交互性分析，批量计算支持海量数据的离线分析，具体作用如图1所示。

图1 智能变电站设备大数据存储系统架构

1.2 智能变电站大数据的存储

智能电网想要安全有效地运行，需要实时关注变电站的运行数据和各设备的运行状态。其中，影响智能电网实时监控的最大问题是海量数据的传输和存储问题。在智能变电站系统中，可以使用分布式存储技术来提高系统的存储效率，同时可以在一定程度上减少数据的传输量。分布式文件系统可以将海量数据进行存储，在很大程度上节约了变电站的运行成本，同时在存储数据上又具有良好的性能，智能变电站大数据存储，如图2所示。

图2 智能变电站大数据存储

1.3 大数据的分析与挖掘

大数据技术在智能变电站中起到的主要作用是将存储的数据转化为供变电站运行的有效信息。大数据存储和分析技术可以帮助找出有助于系统运行的海量数据和信息的规律等，可以为变电站决策人员提供更加便捷的方式来解决问题，如利用大数据的实时监测功能，实现了电力设备的动态故障诊断。系统的大数据存储功能在进行数据的预处理之后，还会进一步挖掘这些数据的频繁模式以及其他相关联的方面等，由此而建立数据的分类和分级，在寻找大数据的关联性。例如，当变电站发生自然灾害（雷击）、认为破坏等情况时，可以利用大数据寻找的规律进行及时的分类，然后做出相应的处理措施，在很大程度上提高了变电站的容错率和工作效率[2]。

2 智能变电站设备大数据存储与并行处理改进措施

2.1 建立站端集中式分层网络架构

智能变电站的数据监测乐意根据过程层的检测装置进行变化，在此基础上可以进行个单元监测，通过各子ⅠED集中到相应主ⅠED（汇控柜），同一类型的多种子ⅠED都可以汇集到同一个主ⅠED。因此，在系统内部只需要为每一类设备建设一个主ⅠED即可，它可以实现多台同类设备的共同使用，实现系统设备的数据采集、在线监测、数据传输等。

2.2 在线监测综合处理单元

传统的变电站监测存在数据通信不合理的现象，因此在智能变电器系统中引入了在线监测综合处理单元，目的是为了更好地检测系统设备的各种情况。在线监测综合处理单元的服务对象是系统的各类设备，它们在接收到在线监测单元发送的命令时，可以自动采集相关信息，然后对数据信息进行进一步加工处理，帮助系统实现标准化数据通信。

2.3 统一数据归集及增加深度处理

在智能变电站系统中想要对监测数据进行判断，需要进一步结合设备运行数据，该数据通常由综合处理单元统从变电站综合自动化系统获取[3]。其中，综合处理单元的数据可以与其他个监测系统的数据进行互换和交流，实现了数据资源的共享。

智能变电站系统监测装置的安装需要根据国家相关的规定（ⅠEC 61850标准的和非ⅠEC 61850标准）进行建立，其中建模标准需按照ⅠEC 61850标准来进行。

检测系统在ⅠEC 61850的基础上，可以通过数据传输运输到系统设备的中心级检测平台，同该系统支持远程维护。

可以实现在变电站内与故障录波装置等系统的接口。同时，在大数据存储和挖掘等基础上可以对系统的关联信息进行深度处理。并在以上技术的基础上进行各种优化，以达到提高系统在线监测的智能化水平。

2.4 基于FPGA和DSP的并行结构IED

想要进一步分析变电站的综合参数，需要对智能变电站设备（变压器局部放电、套管电容、断路器开断电流等）进行分析和运算。再根据相关的运行参数来提高数据总线技术抗干扰能力，以此达到智能变电站运算速度与并行处理技术的要求。文章在FPGA（现场可编程门阵列）和DSP（数字信号处理器）的基础上进行了智能变电站硬件结果并行处理技术，以达到对变电设备综合参数在线无缝采样与分析的目的。

4 结束语

随着智能变电站发展出现的一系列技术也开始受到重视（在线监测与诊断技术），该技术在智能变电站系统安全运行方面起到了重要的作用。智能变电站系统通过对大数据存储、通信网格标准化、信息采集共享等进行研究，为智能变电站的安全运行及大数据存储建立保障，实现系统的实时监测与数据的统一归集，为智能变电站设备更加科学、高效的运行做出保障[4]。