能源互聯網的信息通信架構體系研究

劉星+傅元君

【摘要】：目前在我國新能源的發展中，對于互聯網技術的應用具有重要的促進作用。能源互聯網系統理論和部分范圍內的實現為社會發展提供了新的思路，由于全球能源存在的分布不均的問題，建設涵蓋全球的能源互聯網系統被相關人員提出，由于各地實際情況各有差異，長距離的電能傳輸又需要信息通信技術的支撐，網絡信息安全就成為了非常重要的問題，本文針對以上問題，就全球能源互聯網信息安全架構進行研究。

【關鍵字】：能源互聯網；信息通訊；結構體系；研究

引言

為滿足全球能源互聯網的能源網互聯，需要為極地、荒漠、海洋等復雜環境下的大規模新能源開發提供可靠的通信手段，需要為大尺度、大范圍、高動態的分布式能源提供實時的信息傳遞，支持分布式能源的信息互聯、互動，形成集廣域通信與數據分發、超遠距離測量和控制、跨地域跨行業的信息獲取等功能為一體的綜合通信網絡，對電力通信的覆蓋面、靈活性、可靠性提出了更高的要求。特別在“一極一道”地區，因為復雜的自然環境等原因，現有的通信手段難以完全滿足清潔能源接入的需求，需要開展全球能源互聯的通信業務分析和新型融合通信體系架構研究。面向全球能源互聯網的信息通信技術需要能夠有效承載能源互聯網下復雜的業務體系，需要實現信息流與能量流的深度耦合，需要實現對能源接入、能源傳輸、能源管理的可靠支撐。

1、信息通信網絡運維系統架構

信息通信網絡運維系統通過信息系統技術、檢索與數據庫技術、大數據技術等手段實現了全流程管理和風險質量點控制。信息通信網絡運維系統架構實現了以集中故障管理系統為核心平臺，以故障實時發布系統、電子運維系統、網絡運行態勢可視化監控平臺為功能平臺，并輔以APP掌上運維、互動式語音應答為外延支撐的立體式層次結構。集中故障管理系統通過接收全專業、多形式的故障告警、性能指標、網絡資源數據，通過內存計算、增量處理環節對性能指標數據進行分析處理形成分級化的性能告警，經過數據標準化解析、告警挖掘分析、全專業網絡資源數據相關聯，進而完善補充告警數據信息產生歸一化、標準化告警數據。在重要告警和重大故障等突發情況發生時，集中故障管理系統將會在短時間內接收到超量的告警數據，集中故障管理系統將實時監控告警量接收處理速率，當告警量處理速率超出預設門限值時，將實時通知監控人員，并開啟告警風暴處理模式，同時通過負載均衡分配機制，采用增加多進程、多線程手段，提升告警處理能力；告警種類差異化優先處理，對重要故障告警進行正常解析流轉，而對于非重要故障告警進行緩存，待告警風暴處理完成后再進行延時排隊后處理（告警抑制；對于標準化告警數據，首先進行跨專業告警關聯，通過數據關聯挖掘形成故障源點定位與原因分析。由于設備線路等網絡資源的軟硬件升級、老化更換等日常維護工作將產生工程類告警，此類告警通過工程預約形成告警的工程標識（工程告警），對于此類工程告警仍需實時監控但無需派發故障工單。

2、能源互聯網的信息通信架構體系研究

2.1數據接入、功能應用與質量管控分析

數據接入層信息通信網絡運維系統采用并行采集、分層集中處理方式，使用動態負載均衡算法實現任務負荷最優化調度分配。數據標準化過程采用計算分離技術使底層數據的采集過程和計算過程相分離，引入增量采集方式規避重復數據的二次計算過程，提升數據采集效能；引入高速緩存技術規避傳統數據庫反復調用過程所造成的資源消耗，以提升資源系統間的高頻調用效率和定位準確性。

2.2功能應用層

性能指標與告警消息。利用大容量高速可恢復緩存技術、高性能集群緩存技術、大容量實時復雜查詢技術實現對性能指標管理和準實時監控，結合性能告警生成機制推動網絡監控由被動通知轉向主動感知。告警風暴抑制。針對告警風暴告警源中的常規低級別告警進行延時入庫式的告警抑制，同時開啟重要高級別告警優先處理機制，保障重大故障告警故障消息能夠被及時正常監控；告警風暴結束后，對于告警風暴期間抑制的低級別告警進行重新處理，以確保告警數據的完整性。工程告警篩選。通過全網設備智能關聯分析提高告警數據處理的效率，實現工程告警及時發現和快速過濾，提高故障處理的有效性和準確性。關聯規則挖掘與質量評估。傳統告警關聯規則分析是結合監控工程師、網絡分析工程師、網絡優化工程師的業務經驗進行總結，該方式獲得的關聯規則不僅數量少且質量參差不齊。通過告警關聯規則挖掘分析工具可有效提升挖掘規則的數量和質量，將上述告警關聯規則進行集中故障管理系統固化，實現了規則配置、規則分析能力，同時利用多模字符串匹配算法進行告警關聯規則模糊匹配，將匹配后的告警消息合并成一張故障消息通過電子運行維護系統EOMS形成故障工單派發至維護人員。電子運行維護系統EOMS通過自動統計生效規則數量及其壓縮的工單數量實現關聯規則的質量評估。

2.3信息處理技術：大數據分析

能源互聯網中由于許多新型負荷的接入，數據種類多樣廣泛，包括實時數據、歷史數據、文本數據、多媒體數據等，數據量較以往大得多，面臨數據多源異構、海量復雜等難題。過往的分析方法已無法處理如此海量的數據，需要采用基于分布式并行計算、內存計算、流計算等高性能計算技術進行實時智能處理，并進行大數據分析。大數據技術具有數據容量大、數據類型繁多、處理速度快等特點，是能源互聯網不可或缺的基本技術。大數據分析的核心是建立數據模型和實現數據挖掘算法，通過對各種不同類型和頻度的海量數據挖掘處理，發現電力生產和經營管理中存在的問題，從而更好地指導能源互聯網有序穩定運行。從處理過程看，大數據關鍵技術包括大數據采集處理、大數據存儲管理、大數據檢索分析、大數據可視化與應用、大數據安全等。

結語

能源互聯網作為第三次工業革命的代表受到廣泛關注，將推動能源行業技術更新和產業升級，改變公眾生活，提升社會發展水平，以清潔和綠色方式滿足未來社會的電力需求。本文從能源互聯網的特征和技術架構出發，重點探討了面向能源互聯網的信息通信關鍵技術，分析了可能面臨的信息通信可靠性和安全性問題，為未來能源互聯網信息通信相關技術的發展提供借鑒。

【參考文獻】：

[1]劉振亞.構建全球能源互聯網推動能源與環境協調發展[J].中國電力企業管理，2014（23）：14-17.endprint