主页（http://www.cnwulian.net）：面向大数据的智能电网电力通信平台建设探讨
面向大数据的智能电网电力通信平台建设探讨 发布时间：2016-12-16 来源：《电力设备》
1.电力通信平台的设计目标
智能电网中，电力通信可以分为内部通信与外部通信两种。其中前者是指通信系统内部进行信息沟通和交互，通信内容主要是通信设备工作参数、运行状况以及属性等方面信息；外部通信主要是指依托通信系统实现电力控制系统内部通信，主要用于检测电力系统运行状态、用户使用电力设备情况等，通过控制中心向各电力设备发送操作指令。随着电网建设不断发展，电网中发电设备种类日益多样化，电力通信协议快速更新。在电网内外部通信过程中，要同时兼容多种通信方式并记录和存储大数据通信信息，以为电力系统管理决策提供可靠参考依据。根据上述分析，可以明确电力通信平台设计总体目标：
（1）数据分类、存储能力。电力通信系统传输的各种信息包括了电力设备运行状态和工况参数，通过对上述数据进行分类和存储，可以提高电力系统通信数据开发利用水平，为开展电力系统控制和决策提供可靠参考依据。
（2）兼容不同通信协议的能力。随着智能电网不断发展和壮大，电力通信系统内部设备型号和种类日益多样化，通信协议类别也逐渐增加，为了保证电力通信正常开展，电力通信平台必须具备多种通信协议兼容能力。
（3）与数据中心对接的能力。电力数据中心包含了电力系统运行所有设备、人员工作参数和数据信息，同时还配置了多种计算机软件系统，实现对电力数据的分析和利用。进入到大数据时代，数据中心是十分关键的配套系统。因此，电力通信系统必须要与电力数据中心保持良好的衔接和沟通，这是实现电力系统通信目标的重要保障。
2.电力通信平台总体框架设计
结合当前电力系统通信发展需要和技术条件，本文在传统电力通信系统机构基础上，添加了一些新的功能模块，设计了一套新的电力通信平台框架（具体可见图1）。从图1中可以看出，该框架主要包含以下几个模块：通信决策模块、A/D转换模块、协议适配模块、数据分离与处理模块、数据存储模块。
图1电力通信平台内部功能模块组成
在图2中，我们给出了各功能模块之间的工作流程关系。在信号接收阶段，A/D转换模块将模拟信号转化为数字信号，并发送协议适配模块，后者确定对应哪一种通信协议，同时接受通信信号和数据，再传送给对应的受控系统。与此同时，数据分离与存储模块将传输的数据进行分离和分类处理，在传送给数据存储模块，后者再将分类号的数据传送给数据中心，这就是一个完成的通信过程。
图2电力通信系统功能模块工作流程图
3.电力通信平台的模块设计
通过上述分析可以反向，电力通信平台中比较重要的模块有：协议适配模块、通信决策模块以及数据分离与存储模块，接下来，本文将重点介绍以上几个模块设计要点和工作原理。
3.1协议适配模块
协议适配模块主要功能是根据通信信号和内容，选择合适的信息传输协议，同时负责不同协议相互切换。协议适配模块中配置了一个协议寄存器，其中存储了多种通信协议，从而可以同时兼容多种通信协议，通过分析消息格式和属性，自动匹配正确的通信协议。另外，协议适配模块还带有一个通信应答器，其与协议寄存器中的模板共同生成一个试探消息，并将其发送给通信对象，如果通信对象在规定时限内做出了反应，则可以判断协议是正确的，否则，要重新选择新的通信协议，不断重复上述操作可以确定正确的通信协议，如果不能得到正确的响应，则向管理员发送错误提示。
3.2数据分离与存储模块
数据分离和存储模块主要功能是分析通信数据，对其进行分类并存储，为数据中心进行数据发掘做好准备。数据分离和存储模块嵌入在电力通信系统的数据接收部分，并负责复制通信传输数据。其主要工作流程如下：数据识别、数据分类、数据去噪声和数据转换。
数据识别是指对通信数据进行分析和识别，根据数据类型和通信协议选择合适的数据接收器处理，再提出相应的分析结果。在进行上述操作过程中，首先要通过协议适配模块来获取当前使用的协议信息，并确定数据接收器类型。
数据分类是指根据数据类型进行分类，将电力系统运行参数和数据分为不同类型，例如电网负荷数据、电力设备运行数据、电费审计数据等，为后续数据分析组好准备。在电力系统通信过程中，其采用的数据格式和协议，都必须要保证一定是通信对等体均能够识别的。已分类的数据存入到对应的数据寄存器中，以提高后续数据开发利用水平。
数据去噪声是指为了提高数据真实性、可用性和稳定性，将一些不必要的内容剔除掉。在电力系统通信过程中，可能会遇到各种干扰和噪声，从而影响通信质量和稳定。如果将所有通信数据都接受并存储起来，提交给上层系统，可能会对系统决策产生不良影响。因此，在对数据进行分析和存储之前，要作去噪声处理，以提高通信数据真实性和可靠性。在这个过程中，要针对不同类型数据采取有针对性的去噪声方法，其主要原理是提取每种数据统计特征，将与之偏离最大的内容剔除掉，将可信性较大的数据保留并存储。
数据转换是指将接收到的初始数据转化为可存储的标准化数据。在存储过程中，针对不同类型数据设计存储库，每一类数据库都采用不同的数据结构模式，这些数据属性就是数据键值，数据转换之前首先要分析初始数据的属性特征，并将这些属性对应到数据条目的键值，以建立一个完整的数据条目。数据必须要经过数据转换才能够存储和利用，因此，数据转换模块是数据接受和存储的重要平台。
3.3通信决策模块
通信决策模块主要有两种功能和作用，具体可见图3。①它能够根据现行通信需要，确定通信协议、路径、方式等，保证通信活动顺利进行；②该模块可以执行通信数据分析和挖掘功能，监测通信链路的运行状态和设备工况情况，以对通信系统进行实时跟踪和监控，避免出现各种突发意外情况。在电力系统运行过程中，有多种电力设备同时运行，并产生了多种格式的监测数据和信息，例如设备负荷情况、工作参数、传感器监测结果等，上述数据具有即时性、不稳定性等特点。因此在通信过程中要协调不同通信数据传输关系，保证数据传输完整、高效进行。
图3通信决策模块结构示意图
