1.電力通信平臺的設計目標
智能電網中，電力通信可以分為內部通信與外部通信兩種。其中前者是指通信系統(tǒng)內部進行信息溝通和交互，通信內容主要是通信設備工作參數、運行狀況以及屬性等方面信息；外部通信主要是指依托通信系統(tǒng)實現電力控制系統(tǒng)內部通信，主要用于檢測電力系統(tǒng)運行狀態(tài)、用戶使用電力設備情況等，通過控制中心向各電力設備發(fā)送操作指令。隨著電網建設不斷發(fā)展，電網中發(fā)電設備種類日益多樣化，電力通信協(xié)議快速更新。在電網內外部通信過程中，要同時兼容多種通信方式并記錄和存儲大數據通信信息，以為電力系統(tǒng)管理決策提供可靠參考依據。根據上述分析，可以明確電力通信平臺設計總體目標：
（1）數據分類、存儲能力。電力通信系統(tǒng)傳輸的各種信息包括了電力設備運行狀態(tài)和工況參數，通過對上述數據進行分類和存儲，可以提高電力系統(tǒng)通信數據開發(fā)利用水平，為開展電力系統(tǒng)控制和決策提供可靠參考依據。
?。?）兼容不同通信協(xié)議的能力。隨著智能電網不斷發(fā)展和壯大，電力通信系統(tǒng)內部設備型號和種類日益多樣化，通信協(xié)議類別也逐漸增加，為了保證電力通信正常開展，電力通信平臺必須具備多種通信協(xié)議兼容能力。
?。?）與數據中心對接的能力。電力數據中心包含了電力系統(tǒng)運行所有設備、人員工作參數和數據信息，同時還配置了多種計算機軟件系統(tǒng)，實現對電力數據的分析和利用。進入到大數據時代，數據中心是十分關鍵的配套系統(tǒng)。因此，電力通信系統(tǒng)必須要與電力數據中心保持良好的銜接和溝通，這是實現電力系統(tǒng)通信目標的重要保障。
2.電力通信平臺總體框架設計
結合當前電力系統(tǒng)通信發(fā)展需要和技術條件，本文在傳統(tǒng)電力通信系統(tǒng)機構基礎上，添加了一些新的功能模塊，設計了一套新的電力通信平臺框架（具體可見圖1）。從圖1中可以看出，該框架主要包含以下幾個模塊：通信決策模塊、A/D轉換模塊、協(xié)議適配模塊、數據分離與處理模塊、數據存儲模塊。
圖1電力通信平臺內部功能模塊組成
在圖2中，我們給出了各功能模塊之間的工作流程關系。在信號接收階段，A/D轉換模塊將模擬信號轉化為數字信號，并發(fā)送協(xié)議適配模塊，后者確定對應哪一種通信協(xié)議，同時接受通信信號和數據，再傳送給對應的受控系統(tǒng)。與此同時，數據分離與存儲模塊將傳輸的數據進行分離和分類處理，在傳送給數據存儲模塊，后者再將分類號的數據傳送給數據中心，這就是一個完成的通信過程。
圖2電力通信系統(tǒng)功能模塊工作流程圖
3.電力通信平臺的模塊設計
通過上述分析可以反向，電力通信平臺中比較重要的模塊有：協(xié)議適配模塊、通信決策模塊以及數據分離與存儲模塊，接下來，本文將重點介紹以上幾個模塊設計要點和工作原理。
3.1協(xié)議適配模塊
協(xié)議適配模塊主要功能是根據通信信號和內容，選擇合適的信息傳輸協(xié)議，同時負責不同協(xié)議相互切換。協(xié)議適配模塊中配置了一個協(xié)議寄存器，其中存儲了多種通信協(xié)議，從而可以同時兼容多種通信協(xié)議，通過分析消息格式和屬性，自動匹配正確的通信協(xié)議。另外，協(xié)議適配模塊還帶有一個通信應答器，其與協(xié)議寄存器中的模板共同生成一個試探消息，并將其發(fā)送給通信對象，如果通信對象在規(guī)定時限內做出了反應，則可以判斷協(xié)議是正確的，否則，要重新選擇新的通信協(xié)議，不斷重復上述操作可以確定正確的通信協(xié)議，如果不能得到正確的響應，則向管理員發(fā)送錯誤提示。
3.2數據分離與存儲模塊
數據分離和存儲模塊主要功能是分析通信數據，對其進行分類并存儲，為數據中心進行數據發(fā)掘做好準備。數據分離和存儲模塊嵌入在電力通信系統(tǒng)的數據接收部分，并負責復制通信傳輸數據。其主要工作流程如下：數據識別、數據分類、數據去噪聲和數據轉換。
數據識別是指對通信數據進行分析和識別，根據數據類型和通信協(xié)議選擇合適的數據接收器處理，再提出相應的分析結果。在進行上述操作過程中，首先要通過協(xié)議適配模塊來獲取當前使用的協(xié)議信息，并確定數據接收器類型。
數據分類是指根據數據類型進行分類，將電力系統(tǒng)運行參數和數據分為不同類型，例如電網負荷數據、電力設備運行數據、電費審計數據等，為后續(xù)數據分析組好準備。在電力系統(tǒng)通信過程中，其采用的數據格式和協(xié)議，都必須要保證一定是通信對等體均能夠識別的。已分類的數據存入到對應的數據寄存器中，以提高后續(xù)數據開發(fā)利用水平。
數據去噪聲是指為了提高數據真實性、可用性和穩(wěn)定性，將一些不必要的內容剔除掉。在電力系統(tǒng)通信過程中，可能會遇到各種干擾和噪聲，從而影響通信質量和穩(wěn)定。如果將所有通信數據都接受并存儲起來，提交給上層系統(tǒng)，可能會對系統(tǒng)決策產生不良影響。因此，在對數據進行分析和存儲之前，要作去噪聲處理，以提高通信數據真實性和可靠性。在這個過程中，要針對不同類型數據采取有針對性的去噪聲方法，其主要原理是提取每種數據統(tǒng)計特征，將與之偏離最大的內容剔除掉，將可信性較大的數據保留并存儲。
數據轉換是指將接收到的初始數據轉化為可存儲的標準化數據。在存儲過程中，針對不同類型數據設計存儲庫，每一類數據庫都采用不同的數據結構模式，這些數據屬性就是數據鍵值，數據轉換之前首先要分析初始數據的屬性特征，并將這些屬性對應到數據條目的鍵值，以建立一個完整的數據條目。數據必須要經過數據轉換才能夠存儲和利用，因此，數據轉換模塊是數據接受和存儲的重要平臺。
3.3通信決策模塊
通信決策模塊主要有兩種功能和作用，具體可見圖3。①它能夠根據現行通信需要，確定通信協(xié)議、路徑、方式等，保證通信活動順利進行；②該模塊可以執(zhí)行通信數據分析和挖掘功能，監(jiān)測通信鏈路的運行狀態(tài)和設備工況情況，以對通信系統(tǒng)進行實時跟蹤和監(jiān)控，避免出現各種突發(fā)意外情況。在電力系統(tǒng)運行過程中，有多種電力設備同時運行，并產生了多種格式的監(jiān)測數據和信息，例如設備負荷情況、工作參數、傳感器監(jiān)測結果等，上述數據具有即時性、不穩(wěn)定性等特點。因此在通信過程中要協(xié)調不同通信數據傳輸關系，保證數據傳輸完整、高效進行。
圖3通信決策模塊結構示意圖
電力通信平臺中存在多種通信協(xié)議和方式，例如IEC101、CDT，專用通信線路和電力線通信等，每一種通信協(xié)議占用的資源各不相同，同時每一種通信協(xié)議通信質量存在較大差異；但是通信鏈路對通信過程的影響最為突出，不同通信鏈路在傳輸速率、時滯性、抗干擾性等方面存在較大差異。因此，要針對具體通信環(huán)境選擇合適的通信協(xié)議和方式，一方面要保證在通信繁忙時期，重要通信數據順利傳輸；另一方面，要保證通信服務穩(wěn)定、高效和經濟。針對具體數據類型和種類，采用正確的傳輸方式和通信協(xié)議。
通信決策模塊中還攜帶了通信信息數據庫，該數據庫不僅包含通信傳輸信息，同時還將通信鏈路、環(huán)境、信令、用戶等信息覆蓋在內。因此，通信決策模塊可以對通信需求、通信環(huán)境進行全面分析。同時可以制定通信決策規(guī)則，在使用過程中利用該模塊監(jiān)測和提取實時通信數據和規(guī)則，靈活選擇通信協(xié)議和方式，確保通信過程通暢、穩(wěn)定和高校。
4.結束語
本文結合當前智能電網通信發(fā)展趨勢，設計了面向大數據的電力通信平臺的總體框架，對面向大數據電力通信平臺功能模塊進行了具體分析和討論，為促進電力系統(tǒng)通信平臺建設提供有益參考。
