淺析電力信息一體化平臺的構建與關鍵技術

霍雪松　邱冬

摘 要：信息系統一體化在未來電力企業信息化的潮流下是一個必然趨勢。該文先以“大運行”體系下的智能電網調度控制系統（D5000）為例，簡析電力企業信息一體化發展現狀，引出信息系統一體化平臺的優勢。接著分析信息一體化涉及的關鍵技術與難點，包含數據源、數據處理、數據服務、業務應用等方面，描述其關鍵的技術手段。同時對一體化過程的難點進行分析并提出解決措施，涉及基于服務的開發架構，管理上如何集中統一技術維護如何跟蹤部署，技術開發上如何統一信息接口等方面的內容。

關鍵詞：信息一體化 數據集成 集中部署 面向服務

中圖分類號：TM71 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）07（c）-0015-03

Abstract：Information system integration is an inevitable trend in future electric power enterprise information.In this paper， the intelligent power grid dispatch and control system（D5000）is an example of the power enterprise information integration. Then it analyzes the key technologies and difficulties involved in information integration，including data sources，data processing，data services and so on.At the same time，the difficulties of the integration process are analyzed and the solutions are put forward.It involves architecture of SOA，integration for management，tracking deployment for maintenance and uniform interface for coding.

Key Words：Info integrated；Data integration；Centralized deployment；SOA

在國家電網公司深入推進信息化智能電網和“三集五大”體系建設的新形勢下，江蘇省調為適應“大運行”體系建設的需求，正積極促進省地兩級調度業務的縱向貫通和一體化集成，為調度生產運行提供高效、統一、規范的業務處理平臺，從而實現電力調度管理規范化、運行管理一體化、專業管理精細化、信息整合平臺化的目標。智能電網調度控制系統在信息一體化大背景中正式上線，針對目前電力企業內部仍存在諸多孤立部署業務系統的現狀，信息一體化已成為必然的趨勢。

1 信息一體化發展現狀

作為一體化平臺建設思路的典型系統，即智能電網調度控制系統（其基礎平臺簡稱D5000平臺[1]），至2013年底，已部署到國家電網公司全部32個省級以上調度控制中心。D5000的總體技術路線可歸納為：立足安全性高的軟硬件，采用面向服務的體系結構（SOA）提升信息互聯能力，將原本調度中心重要的、獨立的10余套應用系統，橫向集成為由一個基礎平臺和多類應用（實時監控、調度計劃、安全檢驗、調度管理）構成的電網調度控制系統。同時縱向協調控制網、省、地三級調度業務，支持實時數據、應用的全面共享，如圖1所示。

然而目前，電力企業內部還存在眾多獨立的信息業務系統，尤其是網絡運維管理類的應用系統，在應用的過程中積累了大量的業務數據，但彼此不能實現數據的有效共享與交換，而造成這一現象的主要原因是這些網管系統是在不同時期由不同開發商實施，且隸屬于不同業務部門管理。這樣的“割據”局面導致大量信息孤島的出現，且沒有一個網管系統能做到全局覆蓋，不利于一體化監管的快速實施，在信息網絡的故障排查中也無法做到快速定位與自動響應。

2 信息一體化平臺主要特征

電力企業的信息化的發展已完成了起步階段，建立了很多提高業務效率的信息系統。但隨著業務量的擴大和信息化水平的提高，各信息系統本地部署，信息非交互的現狀已不能滿足整個電網業務的需求。與獨立部署的各系統相比，一體化系統采用集中部署、統一管理，為業務整體運行和信息集中管控提供一個實時可靠的平臺[2]。

信息一體化平臺是一個包括數據集成[3]、數據存儲、數據處理、數據服務以及數據應用等功能的集成數據平臺。它具有如下特征：

（1）支持與外部的各種數據庫（源）進行同步，支持對外部的數據進行ETL操作；支持從外部的文件等數據資源中抽取數據；支持外部實時數據流；

（2）提供各種類別的數據存儲形式，以支持結構化數據、半結構化數據和非結構化數據的存儲；提供數據倉庫。

（3）提供對存儲的數據進行各種需要的處理和訪問。包括及時查詢，日常ETL，實時數據處理等。

（4）對外提供數據服務，支持平臺中的數據共享；提供報表和/OLAP引擎，提供數據查詢和挖掘。

（5）提供原生的數據可視化。

（6）提供完整的數據安全保障。

（7）提供完善的平臺運維管理。

信息一體化平臺本身并不產生原始數據，而是從外部（現有業務系統）獲取各種數據。如從設備管理系統中提取靜態資源數據，從網管系統中提取實時性能數據，從運行監測系統中提取運行歷史數據等。這些外部數據源主要可分為三類：第一類是各種位于其他應用系統的數據庫和數據倉庫中的數據。平臺支持各種主流的商業或開源的數據庫管理系統，包括Oracle，DB2，MS SQL Server，Sybase，Informix，MySQL等；支持從其他數據倉庫中獲取數據。第二類是外部系統中以文件形式保存的各種數據。支持多種不同格式數據文件，包括原始的日志文件，Word文檔，Excel文檔，XML文檔等。第三類是來外部系統的實時數據流。平臺支持直接接收外部系統采集到的數據，并確保這些數據能夠得到實時的處理。

信息一體化平臺需要有強大的數據處理能力，對各種原始或經過初步處理過的數據完成各種預定的、日常的數據過程處理（實時數據流處理與數據關聯分析）。數據處理基于各種日常的ETL操作，實現對異構數據的歸類、關聯，建立多樣性、多層次的資源索引，由一體化平臺執行定時調度。同時數據處理支持基于Storm的實時處理機制，通過數據加載內存等方式實時處理大量數據。

信息一體化平臺擁有數據服務層，提供各種方式供外部系統或平臺本身訪問融合平臺中的各種數據。主要提供下面幾種方法：

（1）提供數據查詢接口直接查詢存放在數據庫、數據倉庫中的數據；

（2）提供報表引擎，動態生成各種報表；

（3）提供OLAP引擎，供用戶對數據進行及時分析；

（4）提供數據挖掘引擎，供用戶對數據進行更為深入的分析；

（5）提供基于Web Service數據服務模塊，便于外部系統訪問平臺中的數據。

3 信息一體化平臺關鍵點分析

構建一體化平臺與獨立部署系統相比，需要在網絡安全控制、數據容災和備份，應用負載性能等各方面具備更高的要求；與此同時，與各個獨立系統的接口改造的工作量也存在大量問題。一體化平臺融合了電力調度領域智能信息集成服務的理念，其中一個關鍵點即利用面向服務的集成架構，將生產活動的各業務融合，達到資源可重組、可重構、可擴展、能夠根據需求變化而優化的架構體系，其架構示意圖如圖2所示。

在管理上，應遵從循序漸進的原則，先選取單個結構通用化的系統做示例，在集中部署前，調研和梳理系統內的業務流程和結構差異性，制定新的數據流標準或按照國網已有的（如CIM-E模型體系）數據規范，對接口進行改造升級。最終實現“集中部署、統一標準、規范流程”的運行模式。

在技術層面上，一體化平臺的搭建必然需要大量的數據遷移工作。因各個獨立系統已有長時間的大量的運行數據，且各類數據結構差異[4]。相對可行的方案是先建立模擬環境，選取數據吞吐量中等的系統進行測試，測試范圍包括數據映射關系是否維持正確，系統界面數據顯示是否完整，業務流程能否形成閉環。對于龐大的歷史數據，建議通過評估遷移難度、重要程度等因素，再做相關實施。

信息一體化平臺的運維工作也尤其重要，系統集中部署后，各獨立系統的某些功能需求和權限維護工作將集成到一體化平臺內，這將帶來需求響應和程序更新周期的延遲。針對此類問題，建立成立版本控制管理流程，針對各類需求變更的分支控制，由專門的運維人員負責跟蹤處理。

4 結語

一體化平臺的構建能夠為電力企業的安全管控和管理決策提供實時、全面、可靠的數據。在一體化建設的道路上，面對管理層面、技術層面、運維層面的各類問題要要遵從循序漸進、統籌規劃的策略。

建設統一的智能信息集成平臺，需融入面向服務的體系架構，致力于解決電力企業運維管理中日益增長的信息交互，解決跨系統業務流程的互操作問題，從而逐漸消除信息孤島，為實現一體化的應用集成提供完整的功能保障。

參考文獻

[1] 辛耀中，石俊杰，周京陽，等.智能電網調度控制系統現狀與技術展望[J].電力系統自動化，2015，39（1）：2-8.

[2] 王帥.電力企業信息系統的一體化趨勢與難點分析[J].科技傳播，2013（24）.

[3] 劉寧，祝唯微，衛祥.SOA架構在電力企業信息集成中的應用[J].電力信息與通信技術，2013，11（10）：109-112.

[4] 曹軍威，萬宇鑫，涂國煜，等.智能電網信息系統體系結構研究[J].計算機學報，2013，36（1）：143-167.