某大型新能源公司電站運維管理系統的設計與實施

摘 要本文以國內某大型新能源公司的電站運維管理系統建設方案為例，介紹了該新能源公司電站運維管理系統的主要設計方案及設計要點，為行業內其他同類型電站運維管理系統的建設提供參考。

【關鍵詞】電站運行維護管理 J2EE B/S結構 系統設計與實施

國內某大型新能源公司以在風能、太陽能等清潔可再生能源領域的投資、開發與運營為主業。隨著該公司的業務快速發展，投入運行的電站（風電場、光伏電站）數量不斷增加。截至2016年底，該公司業務已覆蓋30個省、自治區和直轄市，投產、在建的風電、太陽能等新能源裝機超過700萬千瓦，投入運行的電站將近100個。

電站作為新能源發電的具體運行維護的生產單位，其管理水平高低直接關系著電站發電量的高低。目前，該公司電站地域較為分散，分布在全國各地，電站的運行維護管理還比較粗放，電站運行維護中的大量信息目前還采用手工填寫方式記錄，無法有效指導電站運行維護管理工作。

為實現電站運行的信息化、電子化管理，確保設備安全、高效運行，提高設備消缺、檢修及維護速度，節約人力資源成本，對電站運維管理過程中的設備、運行、物資等方面進行信息化管理是非常有必要的。

1 系統設計原則

1.1 先進性原則

系統采用成熟的軟件架構，利用先進的開發技術，做到人機界面友好、操作簡便、維護方便。網絡基礎建設要立足于未來業務發展要求，計算機的軟硬件、數據庫等均應采用先進穩定的產品，滿足系統數據存儲和管理要求。系統要有合理框架結構設計，滿足系統訪問速度快要求。

1.2 集成性原則

系統設計要全面考慮三峽新能源公司內部各業務部門之間的信息交流與共享，實現各業務數據在信息系統中的全面集成，充分發揮公司整體效益。

1.3 實時性原則

系統能及時準確的反應三峽新能源公司電站運行維護當前的信息，能在最短時間內為公司各級用戶提供最有價值的信息。

1.4 經濟性原則

系統建設要從經濟著眼，選擇性價比最高的方案，以節約系統建設投資。

1.5 開放性原則

為保障系統長遠發展的接口及兼容問題，提高系統的柔韌性，系統應該做到高度開放性。

2 技術選型分析

系統遵循統一規劃、統一軟硬件平臺、統一接口服務標準的原則，結合“集中式管理、分布式應用”的思想，系統采用如下實現技術路線：

2.1 系統采用B/S架構

B/S（Browser/Server）結構即瀏覽器/服務器結構，對于B/S結構而言，瀏覽器是其重要的組成部分，主要有瀏覽器為用戶提供窗口進行交互，獲得服務。通過這種結構的設計，能夠很好的滿足了用戶的需求，還能有效減輕用戶端的工作量，對成本的降低和開發設計的周期縮短提供技術基礎。

2.2 系統采用J2EE體系結構

J2EE 的核心是一組技術規范和指南，所包含的各類組件、服務架構及技術層次，均有共通的標準及規格，讓各種依循 J2EE 架構的不同平臺系統之間，存在良好的兼容性，解決過去企業后期使用信息產品時彼此之間無法兼容、企業內部或外部難以互通的窘境，通過提供企業計算環境所必需的各種服務，使得部署在J2EE平臺上的多層應用，可以實現高可用性、安全性、可擴展性和可靠性。

2.3 系統開發語言

系統采用Java語言開發，Java是一種簡單的、面向對象的、分布式的、跨平臺的、可移植的、動態的語言。

2.4 系統采用數據庫

系統采用Oracle 11g數據庫。

2.5 系統采用先進的IT架構建設系統運行支撐環境

以現有計算機網絡、軟硬件為基礎，采用以存儲為中心的IT架構思想，體現高度的前瞻性和可擴展性，采用“分期投入，逐步擴展，保證系統應用的完整性和硬件投資的有效性”原則，基于企業內部專用網絡搭建系統運行支持環境，包括計算機網絡設備、支撐軟件和安全保障體系。

3 系統體系結構設計

考慮到電站運維管理系統的安全性和易用性，系統采用B/S架構，分為三個層次進行設計，分別為展現層、業務層及數據層。系統體系架構如圖1所示。

4 系統功能結構設計

電站運維管理系統主要實現設備管理、運行管理、物資管理、系統管理等功能。系統功能結構如圖2所示。

5 系統網絡拓撲設計

電站運維管理系統中服務器由應用服務器、數據庫服務器、中間件組成，各站點用戶通過本地瀏覽器直接訪問系統的服務器。電站運維管理系統的數據庫服務器、應用服務器及中間件服務器，部署在北京總部，公司內網用戶端通過瀏覽器直接訪問系統。各區域管理機構、子公司采用SDH數據專線方式連接到公司總部廣域實現內網聯通，用戶端通過瀏覽器直接訪問系統。各電站通過深信服科技公司的VPN設備聯通公司總部實現內網聯通，用戶端通過瀏覽器直接訪問系統。移動用戶通過深信服科技公司的SSL VPN設備訪問系統。平板電腦和智能手機等通過發布的移動APP應用訪問系統。電站運維管理系統的網絡拓撲設計如圖3所示。

6 系統數據庫設計

數據庫設計是電站運維管理系統的重要組成部分，數據庫中存儲了電站運行維護業務大量數據信息，數據庫中數據信息依據相應的依賴關系和所構造的數據結構進行排列，其目的是實現快速、高效率的數據處理，同時保證庫中的數據盡可能少的冗余。本系統設計時，需要確立所有數據表中的字段屬性、名稱、字段類型等信息，并設置不同數據表間的聯系。每一條數據包含有很多信息，根據數據描述對象的差異其數據內容又各有所異，而且數據庫的構建需要滿足數據便于擴充的需求。

本系統采用Oracle 11g數據庫，數據庫設計主要包括系統實體關系圖及對應的數據庫結構表兩部分。

7 系統安全設計

系統在進行安全設計時要考慮一個系統要具有消除潛在風險的能力和對風險的承受能力，三峽新能源公司電站運維管理系統主要從網絡安全設計、系統權限設計、身份認證設計和數據安全設計四個方面進行系統安全設計。

7.1 網絡安全設計

7.1.1 防火墻與入侵檢測

電站運維管理系統采用山石網科的硬件防火墻（具有IPS入侵檢測功能）和深信服科技的上網行為管理設備，以防止外部非法用戶的進入，過濾不安全的服務，達到保護應用程序安全和數據安全的目的。

7.1.2 采用防病毒技術

為有效加強軟件自身的抗病毒能力，采用掛接和捆綁第三方反病毒軟件（如McAfee），同步對外來的軟件與傳輸的數據進行必須的病毒檢查操作。

7.2 系統權限設計

系統管理中提供用戶權限配置功能，系統管理員可以對系統用戶進行新增、刪除、查詢和修改等功能，設置用戶、用戶組的操作權限等各類權限。可根據部門、不同用戶類別等建立用戶組，然后對不同用戶及用戶組賦予不同的權限，從而約束用戶在系統中的使用權限。為系統內部人員提供統一的權限管理機制。

7.3 身份認證設計

為了保證用戶身份的安全性，系統提供用戶密碼鎖定策略和密碼規則配置。密碼鎖定，系統可配置失敗登錄次數和鎖定時間，在用戶失敗登錄達到一定次數后，在一段時間內暫時禁止用戶的登錄行為，過了這段時間后才能再次允許用戶登錄；密碼規則配置，系統支持靈活配置密碼的數量以及包含的策略（大寫字母、小寫字母、數字、特殊字符等）。針對每個用戶提供有效期、密碼失效期的功能。

7.4 數據安全設計

數據安全設計是電站運維管理系統最重要的內容。在系統中，數據是核心內容。主要通過將前端應用服務器采用負載均衡技術，負載均衡技術既可以提高整個系統的性能，也可以提高整個系統的高可用性，當一臺服務器出現問題的時候，另外一臺仍會繼續工作；后端數據庫服務器采用雙機熱備技術，雙機熱備技術可以提高數據庫服務器的高可用性，防止一臺出現問題是服務中斷的情況發生。

8 系統實施

目前，電站運維管理系統已在投運的電站已全面推廣應用，系統運行正常，達到了預期的目標。系統利用信息化手段解決了電站運行維護中的設備管理、運行管理、物資管理的信息化、電子化，實現了電站運行維護管理的標準化、規范化，實現了各種運行維護信息的共享，確保了電站設備的安全、高效運行，提高了設備消缺、檢修及維護速度，節約了人力資源成本。

9 結束語

電站運維管理系統的設計與實施，提高了電站設備可利用率和供電可靠性，提高了電站設備消缺檢修維護速度，從而提高了發電效率和發電量，降低了該公司管理成本，提高了該公司的市場競爭力。

參考文獻

[1]丁立新.風電場運行維護與管理[D].北京：機械工業出版社，2014.

[2]遲瑤.電力生產管理系統的設計與實現[J].電子制作，2014（19）.

[3]孔慶偉，張瑛.生產管理信息化在風電場中的應用研究[J].中國電力教育，2013（11）.

[4]錢丹妮.電力企業生產管理信息系統的設計與實現[D].成都：電子科技大學，2013.

[5]伍孟軒，魏春梅，劉慧敏.風電場運行維護管理系統的設計與開發[J].湖北工業大學學報，2015（01）：51-55.

作者簡介

董清（1982-），男，安徽省人。工程碩士學位。現為中國三峽新能源有限公司工程師。主要研究方向為企業信息化建設。

作者單位

中國三峽新能源有限公司 北京市 100053