一种基于云平台架构体系的电力系统计算虚拟化方法与流程

本发明涉及应用于电力系统的云计算服务，尤其涉及一种基于云平台架构体系的电力系统计算虚拟化方法。

背景技术：

电力信息网络虚拟化由云来完成，这种方法在很大程度上依赖于互联网连接。如何将虚拟化资源移动到电力信息网络的边缘，同时不失去云的功能和灵活性，又满足受限制和无限制环境的要求，是目前需要考虑的关键问题。电力信息网络中的挑战和创新并不是单独从电力信息网络中产生的，这些问题集中出现于物联网与云计算中。

目前，电力信息网络和云之间的集成仅代表数据的供应，在这种集成中数据从传感器流向云服务。电力系统主要应用云中几乎无限的计算和存储功能。由于高延迟和带宽消耗以及设备的异质性，具有快速可扩展特性的电力信息网络使得云服务难以与电力信息网络的基础设施集成。此外，云的集中式架构可能无法实时处理传感器生成的海量数据速度。因此，需要建立一种体系架构，该体系架构允许在电力信息网络基础设施附近执行更丰富的服务和虚拟化，而不会丢失来自云服务的计算能力，同时避免高延迟和带宽消耗。

技术实现要素：

发明目的：针对现有电力系统计算存在的不足之处，本发明提出一种基于云平台架构体系的电力系统计算虚拟化方法，利用雨滴层直接处理来自第三方的请求，并在需要时访问云或雾层，对电力系统云平台架构优化设计具有指导意义。

技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种基于云平台架构体系的电力系统计算虚拟化方法，在满足电网约束和环境要求的条件下，将虚拟资源转移到电力信息网络的边缘；利用集成雨滴计算的体系架构，在云平台边缘层上提供虚拟资源；所述集成雨滴计算的体系架构包括云层、雾层、雨滴服务器、边缘数据存储单元、传感器/执行器单元；云层、雾层、传感器/执行器单元协同工作；雨滴服务器与雾层、云层进行交互，满足收到的请求；边缘数据处理单元为智能虚拟资源；

雨滴服务器包括三个组件，分别是边缘客户端服务，配置脚本和数据库；所述雨滴服务器负责管理数据并向边缘设备提供虚拟系统。

边缘客户端服务支持与智能虚拟资源的交互，为每个智能虚拟资源启用单个数据；配置脚本负责管理部署到边缘数据存储单元的智能虚拟资源的配置。

数据库负责存储托管在一组边缘数据存储单元上的特定数据的副本。

雨滴服务器不向第三方或最终用户提供任何电力系统数据服务，为边缘设备上部署的虚拟资源配置的备份。

有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下优点：

(1)本发明所提出的电力系统计算虚拟化方法超越了传统的电力信息网络虚拟化，构建了分布式虚拟系统，具有包括云、雾和雨滴计算的优势，可直接在边缘级别提供服务。

(2)本发明虚拟化方法中的体系架构使得能够在不依赖于互联网连接的情况下供应虚拟资源和服务。

(3)该架构建立了雨滴服务器，以便为特定的边缘设备组提供虚拟资源。该架构在边缘层集成了智能虚拟资源，可直接从边缘设备提供电力信息网络服务和数据视图。

(4)该方法集成了基于许可的区块链协议，以实现边缘网络的安全性和可靠性；可用于电力系统海量数据的存储及处理，可以提供有效的解决方案，具有很好的可行性和实用价值。

附图说明

图1为本发明的基于云平台架构体系的电力系统计算虚拟化方法示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

如图1所示，在满足电网约束和环境要求的条件下，将虚拟资源转移到电力信息网络的边缘；利用集成雨滴计算的体系架构，在云平台边缘层上提供虚拟资源；所述集成雨滴计算的体系架构包括云层、雾层、雨滴服务器、边缘数据存储单元、传感器/执行器单元；所述云层、雾层、传感器/执行器单元协同工作；所述雨滴服务器与雾层、云层进行交互，满足收到的请求；所述边缘数据处理单元为智能虚拟资源；

集成雨滴计算的体系架构中的雨滴服务器包括三个组件，分别是边缘客户端服务，配置脚本和数据库；雨滴服务器负责管理数据并向边缘设备提供虚拟系统。

边缘客户端服务支持与智能虚拟资源的交互，为每个智能虚拟资源启用单个数据；所述配置脚本负责管理部署到边缘数据存储单元的智能虚拟资源的配置。

数据库负责存储托管在一组边缘数据存储单元上的特定数据的副本。

雨滴服务器不向第三方或最终用户提供任何电力系统数据服务，为边缘设备上部署的虚拟资源配置的备份。

该架构在雨滴服务器和边缘设备之间实现1：n关系。雨滴服务器的三个组件：边缘客户端服务，配置脚本和数据库中，边缘设备的计算能力使得在电力信息网络边缘虚拟化系统甚至存储配置脚本和数据成为可能。

雨滴服务器管理数据并向边缘设备提供虚拟系统。在这种架构中，三层(传感器，雾和云)协同工作，在边缘层面提供高效的电力信息网络服务。这种架构可实现两个目标：首先，避免通过云作为前端，使得雨滴服务器提供虚拟资源；其次，直接从托管虚拟系统的边缘设备提供数据处理服务和数据视图。

与传统的雨滴计算实施方案不同，本发明提出的雨滴服务器不是为本地用户服务，而是为一组边缘设备服务。此外，雨滴服务器不提供web服务，而是为特定的边缘设备组配置和部署虚拟系统的服务。最后，雨滴服务器可以与雾和云中的服务进行交互，以满足收到的请求。

边缘客户端服务支持与虚拟资源的交互。它分别为每个虚拟资源启用单个数据。配置脚本管理部署到边缘设备的虚拟资源的配置。整个数据库可能托管在雾或云中。

雨滴服务器不向第三方或最终用户提供任何物联网数据服务，它们充当边缘设备上部署的虚拟资源配置的备份。

边缘设备是通过部署在其上的智能虚拟系统向不同用户提供物联网服务和数据视图的设备。这种方法允许将虚拟资源从一个边缘设备移动到另一个边缘设备，这消除了边缘级别的物理限制。根据边缘设备的计算能力，它们可成为边缘雨滴服务器。如果边缘组件发生故障，则通过读取数据并从雨滴服务器执行脚本，可以在其他边缘设备上再次部署寄存的虚拟资源。如果雨滴水服务器发生故障，可通过读取数据并从云或雾执行脚本来复制数据。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种基于云平台架构体系的电力系统计算虚拟化方法，在满足电网约束和环境要求的条件下，将虚拟资源转移到电力信息网络的边缘，利用集成雨滴计算的体系架构，在云平台边缘层提供虚拟资源；体系架构包括云层、雾层、雨滴服务器、边缘数据存储单元、传感器/执行器单元；云层、雾层、传感器/执行器单元协同工作；雨滴服务器与雾层、云层交互以满足收到的请求；边缘数据处理单元为智能虚拟资源。本发明在边缘层集成了智能虚拟资源，可直接从边缘设备提供物联网服务和数据视图，集成了基于许可的区块链协议，以实现边缘网络的安全性和可靠性。该方法构建分布式虚拟系统，具有云计算、雾计算和雨滴计算的优势，可直接在边缘级别提供服务。

技术研发人员：赵瑞锋;李世明;郭文鑫;刘洋;王海柱;王彬
受保护的技术使用者：广东电网有限责任公司电力调度控制中心
技术研发日：2018.12.20
技术公布日：2019.05.21