中臺架構下電網數字化轉型建設研究

劉凱 王震 李金澤

(1.北京國電通網絡技術有限公司，北京 100022；2.國網信通億力科技有限責任公司，福建 福州 350003)

0 引言

傳統行業要想實現可持續發展，必須利用數字化的管理技術和管理模式提高企業數字化能力，積極推動數字技術與行業深度融合，加快建設并轉型成為國際領先的數字化企業。電網企業數字化轉型方案按照“三融三化”建設思路，以公司數字化賦能工程為載體，聚焦賦能、減負、創新、提效，因地制宜、分層分類開展，打造“四層兩類”示范，力爭建設一批實用實效、兼顧差異的數字化應用示范樣板，沉淀一批可推廣的典型經驗、最佳實踐和解決方案，提升數字化轉型落地的系統性和穿透力[1]。其中，中臺架構依托“數據中臺+業務中臺”的雙中臺架構，提高電力系統敏捷性和業務創新性[2]，為當前電網數字化建設轉型提供了新的思路，可有效支撐電力行業“數據高效治理”“流程簡化”“基層減負”等現代數字化建設目標。

1 研究現狀

在中臺架構基礎上進行企業數字化建設，能夠更快、更高效率地實現數據挖掘價值，避免需求重復建設，降低企業成本，促進企業業務模式快速迭代，提高企業競爭力。在新形勢下，電網企業迫切需要改變傳統管理方式[3]。中臺架構下電網數字化建設的根本目的是在信息技術驅動下實現業務轉型，實現企業競爭力提升[4]。電力行業在數字化轉型過程中仍面臨許多問題與挑戰：

(1)數據感知能力弱，數據源不唯一，各項業務間孤島效應強，壁壘較高，導致部門間溝通不暢，影響決策速度及決策正確性。

(2)規模大、條線多，數據量和冗余數據量大，但業務條線邏輯性相似，共性服務較多，運營及服務成本很高。

(3)大型信息化系統的專業功能雖然強大，但不同系統間的集成比較復雜，接口互通的難度較大，后期開發及運維中都存在較多問題，導致系統功能開放共享實現難度較大。

綜上所述，建設以中臺架構為基礎的數字化電網，能夠最大限度降低信息化系統中功能和數據重復建設及維護的成本，同時通過沉淀共性功，快速實現各種能力及能力組合。

2 數字化轉型的必要性

企業數字化程度是評價企業現代化管理的重要指標之一，代表企業管理模式、運營模式、業務模式的先進性和智能性，是衡量企業競爭力高低的重要因素。當前形勢下，電網企業實現數字化轉型的必要性體現在以下三個方面[5]：

(1)數字化轉型是電網企業深化改革的必要手段和途徑。數字化轉型是指企業通過云計算、大數據、物聯網、移動互聯網、人工智能等數字化技術(“云大物移智”)等手段，實現數字化推動業務實現模式和管理模式智能化的目標，提高電網企業管理效益和經濟效益。

(2)數字化轉型是建設電網企業數字化生態的重要途徑。

(3)數字化轉型是推動電網企業向樞紐、平臺和共享轉型的重要手段。建設樞紐、平臺和共享的數字化企業，在于打造能源資源高效利用的關鍵樞紐，打造開放敏捷的需求業務平臺，打造共創共贏、共治共建的共享機制，從而推動電網企業由傳統化向數字化轉型。

3 中臺架構下電網數字化轉型建設方案

中臺架構建設的作用是可以快速打破縱強橫弱、信息孤島的局面。傳統電網企業是職能制組織架構，各部門僅掌握各自內部業務數據，對其他部門的業務及數據存在“信息孤島”或“信息煙囪”，橫向信息溝通和共享能力偏弱[6]。中臺建設可以將各部門共性功能及數據沉淀至中臺，打破各部門間信息壁壘，制定標準，便于數據統一治理、分析與價值挖掘；同時，可避免功能重復建設，降低運維和協調成本，提高開發效率[7]。

3.1 數字化轉型建設思路

中臺作為電網數字化轉型建設的核心技術，主要作用是利用數字化技術消除“部門孤島”，實現業務流程的快速迭代[8]。以企業戰略為指導，按照中臺建設要求，前期開展服務適配、前臺應用開發、數據接入和綜合驗證等工作；中期按照大中臺小前臺、同源維護、共建共享和無感切換等工作方針繼續建設，最終實現服務驗證、前端賦能和專項示范，推進項目中臺建設，推動企業管理和業務升級。數字化轉型技術路線如圖1所示。

圖1 數字化轉型技術路線

(1)服務適配。以項目中臺的共享服務為基礎，適配支撐IRS信息化項目管理的服務集群，同時結合電網信息化個性化需求，通過“共享服務+個性應用”相結合的模式，滿足IRS用戶的業務需求。

(2)前臺應用開發。IRS信息化項目管理中臺化改造，采用前后端分離的微服務框架開發模式，基于項目中臺共享服務，通過微應用改造的方式重新構建前臺應用，實現原有系統功能無感切換。

(3)數據接入。數據接入工作從源端數據庫接入歷史數據至項目中臺，保障驗證系統功能應用的連續性、準確性和真實性。其中，結構化數據經總部云平臺轉換后接入，非結構化數據通過非結構平臺集成獲取。

(4)綜合驗證。當項目中臺建設形成部分工作成果時，為降低影響范圍、提升協同效率，試點階段將項目中臺部署在綜合試點單位，統一開展項目中臺的試點應用和綜合驗證，后續逐步實現上線。

3.2 數字化轉型建設方案

按照電網數字化轉型的設計方法論，結合國內外先進技術，依據企業總體信息化策略，充分應用“大云物移智”新技術成果，借鑒互聯網企業架構理念，打造“小前臺、大中臺、強后臺”的架構模式，如圖2所示。

圖2 中臺架構下電網數字化轉型方案建設流程圖

(1)“云大物移智”平臺。該平臺為數據中臺和項目中臺提供計算、網絡、安全、數據庫、中間件以及新技術支撐組件等基礎技術服務。

(2)前臺?；陧椖恐信_共享服務，通過微應用改造的方式重新構建前臺應用，實現原有系統功能無感切換。

(3)中臺。中臺包括業務中臺和數據中臺。業務中臺構建共享服務中心，為前臺應用提供核心的服務調用和數據存儲服務，數據中臺為項目中臺提供數據分析服務。

1)貼源層。即數據接入層，采用實時采集、數據復制、日志采集等方法將各類數據同步至貼源層。

2)共享層。將所有數據按類劃分，形成支撐業務中臺的基礎表，包括項目域、人員域、財務域、采購域等，數據分布清晰可靠，便于管控。

3)分析層。適合業務場景的高級模型，并提供數據服務化工具及高服務響應能力，同時還可衡量數據熱度。

業務中臺基于數字化技術進行建設，通過相關能力組件構建業務應用，各組件應用場景及功能如下：

(1)基礎設施層。提供通用的計算、存儲、網絡等服務。計算服務提供基于虛擬機、容器、裸金屬等計算環境構建業務應用，同時提供GPU計算、存量虛擬化接入等功能。存儲服務支持塊存儲、對象存儲、文件存儲等數據存儲方式。網絡服務提供專用網絡VPC、負載均衡、虛擬防火墻等功能。

(2)數據層。數據存儲采用關系數據庫云、文檔數據庫、緩存數據庫，與數據中臺實現數據存儲和交互，以及分布式關系數據庫、分布式數據計算。

(3)技術支撐層。通過微服務引擎構建微服務應用、服務治理等場景。支持服務的注冊、發現、路由、負載均衡、降級、限流、熔斷等服務治理功能。技術支撐層同時提供分布式緩存、分布式消息隊列、消息通知、分布式事務處理等服務功能。

(4)服務層。也就是項目中臺核心層，使用微服務框架以及公共組件，分布式服務總線統一接入，通過RESTFUL和WEBSERVICE兩種類型接口對外提供基礎服務、業務服務，統一數據交換，實現數據交互和共享。

(5)應用層。基于云和業務中臺構建的服務，建立業務中臺前臺微應用。使用微應用框架和前臺公共組件，采用了HTML5、CSS3、JSON、AJAX、JQUERY、JAVASCRIPT、VUE等技術，建議使用前后端分離技術。

(6)微服務管理平臺。對微服務進行組件化管理，微服務治理通過對服務進行治理實現降低運維成本，并監控各個服務的實時運行狀態。

(7)DEVOPS平臺。支持應用自動化構建，支持對項目整個生命周期的管理，包括編譯、構建、測試、發布、報告等，涉及管理項目結構、管理依賴關系、生成報告等。

4 結語

電網數字化轉型是當前傳統電網企業迫切需要解決的問題，是改變傳統管理觀念和管理方式的必要途徑。同時，企業數字化程度還體現了企業現代管理能力。中臺技術和數字化技術在互聯網行業的成功應用為電網企業提供了可借鑒的經驗，但同時還要結合電網企業特點和現狀，從點到線、從線到面進行推廣，先讓一部分有條件、有代表性的電網企業試點推廣，而后逐步完成全面推廣和實施。總之，電網企業要利用數字化技術，通過建設業務中臺和數據中臺最終完成建設以中臺架構為核心的數字化電網，實現信息數字化、業務數字化、數字化業務的電網數字化轉型。