一種基于電力應(yīng)用的大數(shù)據(jù)管理分析系統(tǒng)及其方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電力設(shè)備監(jiān)測(cè)分析應(yīng)用領(lǐng)域，具體涉及到一種基于電力應(yīng)用的大數(shù)據(jù) 管理分析系統(tǒng)及其方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，為了保證電網(wǎng)安全、穩(wěn)定、高效運(yùn)行，通常會(huì)進(jìn)行變電設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)，將監(jiān)測(cè) 到的設(shè)備測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫，并周期性的將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存到歷史數(shù)據(jù) 庫，為設(shè)備故障預(yù)警及監(jiān)測(cè)提供分析數(shù)據(jù)。在實(shí)際監(jiān)測(cè)場(chǎng)景中，由于電力設(shè)備監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)量 大，數(shù)據(jù)規(guī)模的急劇膨脹，以及隨著科技的進(jìn)步和全方位集成分析處理的發(fā)展要求，傳統(tǒng)的 數(shù)據(jù)庫已經(jīng)不能滿足存儲(chǔ)和集成分析處理的要求。
[0003] 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，各行業(yè)的數(shù)據(jù)急速增長(zhǎng)，數(shù)據(jù)量變的越來越大，類型 也越來越多，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)也趨于復(fù)雜化，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫不但各設(shè)備獨(dú)立，并且需要較大的部署 空間，存在不易部署、成本較高等缺點(diǎn)，不能滿足用戶的一般要求。大數(shù)據(jù)一體機(jī)及其數(shù)據(jù) 庫的出現(xiàn)和發(fā)展成了新興的發(fā)展趨勢(shì)，然而，目前并沒有專門針對(duì)電力行業(yè)設(shè)計(jì)和使用的 滿足大數(shù)據(jù)處理和存儲(chǔ)的大數(shù)據(jù)管理分析系統(tǒng)及其方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種面向電力行業(yè)大數(shù)據(jù)應(yīng)用場(chǎng) 景，軟硬一體、模塊化、電力業(yè)務(wù)可定制的基于電力應(yīng)用的大數(shù)據(jù)管理分析系統(tǒng)及其方法。
[0005] 本發(fā)明提供了一種電力應(yīng)用的大數(shù)據(jù)管理分析系統(tǒng)，包括機(jī)柜、外部服務(wù)器、外部 管理分析平臺(tái)和一個(gè)或多個(gè)變電設(shè)備測(cè)點(diǎn)傳感器，還包括設(shè)置于機(jī)柜下部的一個(gè)或多個(gè)下 部計(jì)算存儲(chǔ)服務(wù)器，設(shè)置于機(jī)柜中部的電源模塊和千兆管理網(wǎng)絡(luò)模塊，從上到下依次設(shè)置 于機(jī)柜上部的萬兆光纖數(shù)據(jù)網(wǎng)路模塊、一個(gè)或多個(gè)上部計(jì)算存儲(chǔ)服務(wù)器以及一個(gè)或多個(gè)高 性能計(jì)算存儲(chǔ)服務(wù)器，萬兆光纖數(shù)據(jù)網(wǎng)路模塊和千兆管理網(wǎng)絡(luò)模塊分別與下部計(jì)算存儲(chǔ)服 務(wù)器、上部計(jì)算存儲(chǔ)服務(wù)器以及高性能計(jì)算存儲(chǔ)服務(wù)器連接，萬兆光纖數(shù)據(jù)網(wǎng)路模塊還分 別與一個(gè)或多個(gè)外部管理分析平臺(tái)和外部服務(wù)器連接，一個(gè)或多個(gè)變電設(shè)備測(cè)點(diǎn)傳感器連 接外部服務(wù)器；
[0006] 其中，外部管理分析平臺(tái)包括大數(shù)據(jù)分析平臺(tái)和電力應(yīng)用分析模塊；
[0007] 大數(shù)據(jù)分析平臺(tái)包括：
[0008] 大數(shù)據(jù)管理模塊，用于安裝、部署、配置、監(jiān)控、權(quán)限安全和訪問的控制管理；
[0009] 算法庫模塊，集成了多個(gè)算法數(shù)據(jù)庫，用于數(shù)據(jù)庫模型的設(shè)置建立、控制和處理；
[0010] 引擎模塊，用于數(shù)據(jù)的學(xué)習(xí)、查詢和計(jì)算；
[0011] 電力應(yīng)用分析模塊封裝了電力業(yè)務(wù)模型庫，用于基于電力設(shè)備配置設(shè)備參數(shù)，建 立電力業(yè)務(wù)分析模型。
[0012] 優(yōu)選地，所述算法庫為Mahout分布式算法庫、Hive數(shù)據(jù)倉庫、Hbose分布式NoSQL 數(shù)據(jù)庫中、Ml Iib內(nèi)存機(jī)器學(xué)習(xí)庫的一個(gè)或多個(gè)。
[0013] 優(yōu)選地，所述引擎模塊為SparkSQL數(shù)據(jù)庫查詢引擎、Spark內(nèi)存計(jì)算引擎、 MapReduce分布式批量計(jì)算引擎中的一個(gè)或多個(gè)。
[0014] 優(yōu)選地，還包括設(shè)置于柜體背面下部的風(fēng)扇窗和柜體背面的一側(cè)的風(fēng)扇控制器， 風(fēng)扇控制器分別與電源模塊和風(fēng)扇窗連接，其中風(fēng)扇窗為4組，每組3個(gè)風(fēng)扇，每組中間的 風(fēng)扇的功率大于同組兩邊的風(fēng)扇的功率。
[0015] 優(yōu)選地，還包括在風(fēng)扇控制器上設(shè)置的與每組風(fēng)扇窗對(duì)應(yīng)的溫度傳感器。
[0016] 優(yōu)選地，還包括設(shè)置于柜體背面中部的通風(fēng)窗，所述通風(fēng)窗設(shè)置位置與電源模塊 的設(shè)置位置對(duì)應(yīng)。
[0017] 優(yōu)選地，柜體的背面為帶有孔的網(wǎng)狀的背板，柜體的兩個(gè)側(cè)面為帶有孔的網(wǎng)狀的 側(cè)板。
[0018] 優(yōu)選地，風(fēng)扇控制器根據(jù)溫度傳感器測(cè)得的機(jī)柜內(nèi)不同高度層的溫度值分別進(jìn)行 分級(jí)別控制每一層的風(fēng)扇的輸出功率，滿足：
[0020] 1級(jí)：當(dāng)0彡P(guān)彡0· 25,輸出40%功率；
[0021] 2 級(jí)：當(dāng) 0· 25 < P 彡 0· 5,輸出 65%功率；
[0022] 3級(jí)：當(dāng)0· 5 < P彡0· 8,輸出85%功率；
[0023] 4 級(jí)：當(dāng) 0.8 < PS 1，輸出 100% 功率；
[0024] 其中S為溫度傳感器測(cè)得的機(jī)柜內(nèi)溫度，E為大數(shù)據(jù)管理分析系統(tǒng)正常工作時(shí)的 最大允許溫度，P為溫度控制參數(shù)。
[0025] 優(yōu)選地，所述機(jī)柜為多個(gè)。
[0026] 本發(fā)明還提供一種大數(shù)據(jù)管理分析方法，包括如下步驟：
[0027] (1)初始化，利用大數(shù)據(jù)管理模塊對(duì)大數(shù)據(jù)管理分析系統(tǒng)中的各個(gè)部件進(jìn)行安裝、 部署、配置、監(jiān)控、權(quán)限安全和訪問的控制管理，并且將每組風(fēng)扇窗中的中間的風(fēng)扇的功率 設(shè)置為大于同組兩邊的風(fēng)扇的功率，風(fēng)扇窗設(shè)置為相對(duì)于柜體帶有一定角度的斜坡；
[0028] (2)基于電力設(shè)備配置設(shè)備參數(shù)，利用封裝在電力應(yīng)用分析模塊中的電力業(yè)務(wù)模 型，建立大數(shù)據(jù)管理分析系統(tǒng)的電力業(yè)務(wù)分析模型；
[0029] (3)利用溫度傳感器實(shí)時(shí)測(cè)量機(jī)柜內(nèi)不同高度層的溫度值，根據(jù)測(cè)得的機(jī)柜內(nèi)不 同高度層的溫度值分別進(jìn)行分級(jí)別控制每一層的風(fēng)扇的輸出功率；
[0030] (4)通過變電設(shè)備測(cè)點(diǎn)傳感器實(shí)時(shí)的獲取變電設(shè)備測(cè)點(diǎn)信息，并且將獲得變電設(shè) 備測(cè)點(diǎn)信息發(fā)送給實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫將接收到的變電設(shè)備測(cè)點(diǎn)信息按照標(biāo)準(zhǔn)的封包 格式進(jìn)行封包，將封包后的數(shù)據(jù)進(jìn)行推送，推送到實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫中的內(nèi)存數(shù)據(jù)庫中的與測(cè)點(diǎn) 信息對(duì)應(yīng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫中的緩存區(qū)中，對(duì)內(nèi)存數(shù)據(jù)庫緩存區(qū)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行解析，得到與各 設(shè)備測(cè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)，之后將解析后的數(shù)據(jù)在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫中的存儲(chǔ)器中進(jìn)行存儲(chǔ)；
[0031] (5)當(dāng)接收到發(fā)送命令時(shí)，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫將存儲(chǔ)的變電設(shè)備測(cè)點(diǎn)信息發(fā)送給萬兆光 纖數(shù)據(jù)網(wǎng)路模塊；
[0032] (6)萬兆光纖數(shù)據(jù)網(wǎng)路模塊將接收到的變電設(shè)備測(cè)點(diǎn)信息分配后，分別發(fā)送給機(jī) 柜內(nèi)的計(jì)算存儲(chǔ)服務(wù)器進(jìn)行計(jì)算處理，經(jīng)過計(jì)算處理后的變電設(shè)備測(cè)點(diǎn)信息數(shù)據(jù)經(jīng)千兆管 理網(wǎng)絡(luò)模塊傳輸給計(jì)算存儲(chǔ)服務(wù)器中的存儲(chǔ)器；
[0033] (7)重復(fù)步驟⑵_(6)，利用外部管理分析平臺(tái)，根據(jù)用戶的請(qǐng)求向電力設(shè)備監(jiān)測(cè) 裝置發(fā)出查詢、統(tǒng)計(jì)、分析和/或處理操作請(qǐng)求，通過可視化處理后向用戶實(shí)時(shí)展示。
[0034] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，可以實(shí)現(xiàn)：
[0035] 1)針對(duì)電力行業(yè)設(shè)計(jì)和使用了基于電力應(yīng)用的大數(shù)據(jù)管理分析系統(tǒng)及其方法，為 電力行業(yè)的大數(shù)據(jù)分析提供了基礎(chǔ)；
[0036] 2)全分布式大數(shù)據(jù)處理架構(gòu)，將復(fù)雜的計(jì)算單元（高性能計(jì)算單元）、存儲(chǔ)單元、 通訊單元、管理單元等IT基礎(chǔ)設(shè)施模塊進(jìn)行集成，提供開箱即用（Readto Run)的完整設(shè) 備，進(jìn)行整體性能調(diào)優(yōu)，避免由于各設(shè)備生產(chǎn)商執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)不一致造成的功能、性能損失，提 升設(shè)備可用性。
[0037] 3)根據(jù)大數(shù)據(jù)分析平臺(tái)內(nèi)存計(jì)算（提升計(jì)算效率）、流式計(jì)算（應(yīng)對(duì)實(shí)時(shí)計(jì)算需 求）等計(jì)算特點(diǎn)對(duì)硬件系統(tǒng)進(jìn)行定制優(yōu)化，內(nèi)存-SSD-HDD三層存儲(chǔ)體系有效緩解內(nèi)存壓 力，萬兆光纖網(wǎng)絡(luò)的使用，提升了各節(jié)點(diǎn)的通信速率，以應(yīng)對(duì)大規(guī)模并行計(jì)算需求；
[0038] 4)系統(tǒng)擴(kuò)展線性增長(zhǎng)，產(chǎn)品提供從1/4配置、1/2配置、滿配置一直可擴(kuò)展到多機(jī) 柜配置等多種集群系統(tǒng)初始配置規(guī)模，根據(jù)項(xiàng)目實(shí)際需求靈活配置產(chǎn)品，不需要為后期系 統(tǒng)升級(jí)預(yù)購設(shè)備。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)性能瓶頸時(shí)，按需線性擴(kuò)展系統(tǒng)。
[0039] 5)從整體上設(shè)計(jì)了智能散熱的電力設(shè)備監(jiān)測(cè)裝置的散熱部分，通過對(duì)風(fēng)扇窗、背 板、側(cè)板、通風(fēng)窗等的位置、參數(shù)等進(jìn)行優(yōu)化配置，使得監(jiān)測(cè)裝置的散熱效果明顯提高，連續(xù) 工作時(shí)間明顯邊長(zhǎng)，并且沒有出現(xiàn)死機(jī)等故障顯現(xiàn)。
[0040] 6)集成式的平臺(tái)設(shè)計(jì)，集成度高，更加直觀，并且操作簡(jiǎn)潔方便。
【附圖說明】
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