一種電力設(shè)備監(jiān)控數(shù)據(jù)的分析系統(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)測分析應(yīng)用領(lǐng)域，具體涉及到一種電力設(shè)備監(jiān)控數(shù)據(jù)的分 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、高效運行，通常會進行變電設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測，將監(jiān)測 到的設(shè)備測點數(shù)據(jù)存儲到實時數(shù)據(jù)庫，并周期性的將實時數(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)測提供分析數(shù)據(jù)。在實際監(jiān)測場景中，由于電力設(shè)備監(jiān)測數(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)不能滿足存儲和集成分析處理的要求。
[0003] 隨著計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，各行業(yè)的數(shù)據(jù)急速增長，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，不能滿足用戶的一般要求。大數(shù)據(jù)一體機及其數(shù)據(jù) 庫的出現(xiàn)和發(fā)展成了新興的發(fā)展趨勢，然而，目前并沒有專門針對電力行業(yè)設(shè)計和使用的 滿足大數(shù)據(jù)處理和存儲的電力設(shè)備監(jiān)控數(shù)據(jù)的分析系統(tǒng)及其方法。并且，電力設(shè)備監(jiān)控數(shù) 據(jù)的分析系統(tǒng)集成了計算單元（高性能計算單元）、存儲單元、通訊單元、管理單元等IT基 礎(chǔ)設(shè)施模塊，其整體工作溫度較高，通常情況下計算存儲服務(wù)器都采用同一電源進行供電， 但是當設(shè)置包括GPU的高性能計算服務(wù)器時，現(xiàn)有技術(shù)中的使得這樣的供電方式經(jīng)常會造 成電壓的不穩(wěn)定，有可能由于過高的溫度燒毀元器件，也容易燒毀GPU，系統(tǒng)長時間工作易 死機，易損壞。

【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 景，軟硬一體、模塊化、性能穩(wěn)定、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)明提供了一種電力設(shè)備監(jiān)控數(shù)據(jù)的分析系統(tǒng)，包括機柜、外部服務(wù)器、外部管 理分析平臺和一個或多個變電設(shè)備測點傳感器，還包括設(shè)置于機柜下部的一個或多個下部 計算存儲服務(wù)器，設(shè)置于機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 機柜上部的萬兆光纖數(shù)據(jù)網(wǎng)路模塊、一個或多個上部計算存儲服務(wù)器以及一個或多個高性 能計算存儲服務(wù)器，萬兆光纖數(shù)據(jù)網(wǎng)路模塊和千兆管理網(wǎng)絡(luò)模塊分別與下部計算存儲服務(wù) 器、上部計算存儲服務(wù)器以及高性能計算存儲服務(wù)器連接，萬兆光纖數(shù)據(jù)網(wǎng)路模塊還分別 與一個或多個外部管理分析平臺和外部服務(wù)器連接，一個或多個變電設(shè)備測點傳感器連接 外部服務(wù)器；
[0006] 其中，外部管理分析平臺包括大數(shù)據(jù)分析平臺和電力應(yīng)用分析模塊；
[0007] 大數(shù)據(jù)分析平臺包括：
[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)的學習、查詢和計算；
[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] 高性能計算存儲服務(wù)器包括1個圖形處理器GPU，電源模塊通過一單獨的電源連 接高性能計算存儲服務(wù)器中的圖形處理器GPU，實行單獨的供電。
[0013] 優(yōu)選地，下部計算存儲服務(wù)器、上部計算存儲服務(wù)器和高性能計算服務(wù)器分別還 包括2路CPU處理器。
[0014] 優(yōu)選地，還包括設(shè)置于柜體背面的風扇和風扇控制器，電源模塊還與風扇控制器 連接，風扇控制器與風扇連接。
[0015] 優(yōu)選地，圖形處理器GPU的型號為NVIDIA Tesla K40。
[0016] 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、Mllib內(nèi)存機器學習庫的一個或多個。
[0017] 優(yōu)選地，所述引擎模塊為SparkSQL數(shù)據(jù)庫查詢引擎、Spark內(nèi)存計算引擎、 MapReduce分布式批量計算引擎中的一個或多個。
[0018] 優(yōu)選地，下部計算存儲服務(wù)器、上部計算存儲服務(wù)器和高性能計算存儲服務(wù)器 都采用機架式結(jié)構(gòu)，每一個計算存儲服務(wù)器都包括：包括2路CPU處理器為intel至強 E5-2620v2型處理器，內(nèi)存為16G*8，DDR3，ECC，頻率多1333MHz ;還包括企業(yè)級800G固態(tài)硬 盤SSD ;還包括3. 5寸企業(yè)級硬盤：2T*10, SATA，7200rpm，6G接口帶寬，并且支持熱插拔。
[0019] 優(yōu)選地，機柜內(nèi)還設(shè)置溫度傳感器，用于測量機柜內(nèi)的溫度，風扇控制器根據(jù)機柜 內(nèi)的溫度進行分級控制風扇的輸出功率，滿足：
[0020]
[0021] 1級：當0彡P(guān)彡0? 25,輸出40%功率；
[0022] 2 級：當 0? 25 < P 彡 0? 5,輸出 65%功率；
[0023] 3級：當0? 5 < P彡0? 8,輸出85%功率；
[0024] 4 級：當0.8 <P< 1，輸出 100% 功率；
[0025] 其中S為溫度傳感器測得的機柜內(nèi)溫度，E為大數(shù)據(jù)管理分析系統(tǒng)正常工作時的 最大允許溫度，P為溫度控制參數(shù)。
[0026] 優(yōu)選地，風扇以風扇窗為載體，每個風扇窗內(nèi)包括3個并排設(shè)置的風扇，設(shè)置時將 中間風扇的功率設(shè)置為大于兩邊的風扇。
[0027] 本發(fā)明還提供一種電力設(shè)備監(jiān)控數(shù)據(jù)的分析方法，包括如下步驟：
[0028] (1)初始化，利用大數(shù)據(jù)管理模塊對大數(shù)據(jù)管理分析系統(tǒng)中的各個部件進行安裝、 部署、配置、監(jiān)控、權(quán)限安全和訪問的控制管理，并且將每組風扇窗中的中間的風扇的功率 設(shè)置為大于同組兩邊的風扇的功率，風扇窗設(shè)置為相對于柜體帶有一定角度的斜坡；通過 一單獨的電源連接高性能計算存儲服務(wù)器中的圖形處理器GPU，實行單獨的供電；
[0029] (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；
[0030] (3)利用溫度傳感器實時測量機柜內(nèi)溫度值，風扇控制器根據(jù)機柜內(nèi)的溫度進行 分級控制風扇的輸出功率；
[0031] (4)通過變電設(shè)備測點傳感器實時的獲取變電設(shè)備測點信息，并且將獲得變電設(shè) 備測點信息發(fā)送給實時數(shù)據(jù)庫，實時數(shù)據(jù)庫將接收到的變電設(shè)備測點信息按照標準的封包 格式進行封包，將封包后的數(shù)據(jù)進行推送，推送到實時數(shù)據(jù)庫中的內(nèi)存數(shù)據(jù)庫中的與測點 信息對應(yīng)的實時數(shù)據(jù)庫中的緩存區(qū)中，對內(nèi)存數(shù)據(jù)庫緩存區(qū)中的數(shù)據(jù)進行解析，得到與各 設(shè)備測點對應(yīng)的數(shù)據(jù)，之后將解析后的數(shù)據(jù)在實時數(shù)據(jù)庫中的存儲器中進行存儲；
[0032] (5)當接收到發(fā)送命令時，實時數(shù)據(jù)庫將存儲的變電設(shè)備測點信息發(fā)送給萬兆光 纖數(shù)據(jù)網(wǎng)路模塊；
[0033] (6)萬兆光纖數(shù)據(jù)網(wǎng)路模塊將接收到的變電設(shè)備測點信息分配后，分別發(fā)送給機 柜內(nèi)的計算存儲服務(wù)器進行計算處理，經(jīng)過計算處理后的變電設(shè)備測點信息數(shù)據(jù)經(jīng)千兆管 理網(wǎng)絡(luò)模塊傳輸給計算存儲服務(wù)器中的存儲器；
[0034] (7)重復(fù)步驟（2)_(6)，利用外部管理分析平臺，根據(jù)用戶的請求向電力設(shè)備監(jiān)測 裝置發(fā)出查詢、統(tǒng)計、分析和/或處理操作請求，通過可視化處理后向用戶實時展示。
[0035] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，可以實現(xiàn)：
[0036] 1)針對電力行業(yè)設(shè)計和使用了大數(shù)據(jù)一體機，為電力行業(yè)的大數(shù)據(jù)分析提供了基 礎(chǔ)；
[0037] 2)全分布式大數(shù)據(jù)處理架構(gòu)，將復(fù)雜的計算單元（高性能計算單元）、存儲單元、 通訊單元、管理單元等IT基礎(chǔ)設(shè)施模塊進行集成，提供開箱即用（Readto Run)的完整設(shè) 備，進行整體性能調(diào)優(yōu)，避免由于各設(shè)備生產(chǎn)商執(zhí)行標準不一致造成的功能、性能損失，提 升設(shè)備可用性。
[0038] 3)根