電力調(diào)度中信息整合技術(shù)的應(yīng)用研究

鄭炎

摘? 要：文章開展了電力調(diào)度系統(tǒng)的信息整合需求分析，并針對(duì)數(shù)據(jù)倉庫系統(tǒng)架構(gòu)、孤島分層整合、虛擬化部署、電力調(diào)度數(shù)據(jù)中心架構(gòu)和設(shè)備數(shù)據(jù)框架搭建等信息整合技術(shù)在電力調(diào)度中的應(yīng)用路徑進(jìn)行了簡要概述，基于我國電力系統(tǒng)建設(shè)環(huán)境探究了電力調(diào)度中信息整合技術(shù)的應(yīng)用趨勢。

關(guān)鍵詞：電力調(diào)度;信息整合技術(shù);孤島分層整合;虛擬化部署

中圖分類號(hào)：TM73 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號(hào)：2095-2945（2020）34-0177-02

Abstract： This paper carries out the requirement analysis of information integration of power dispatching system， and briefly summarizes the application path of information integration technology in power dispatching， such as data warehouse system architecture， island hierarchical integration， virtual deployment， power dispatching data center architecture and equipment data framework construction， and finally probes into the application trend of information integration technology in power dispatching based on the power system construction environment of China.

Keywords： power dispatching; information integration technology; island hierarchical integration; virtual deployment

引言

面對(duì)多樣性的電力系統(tǒng)運(yùn)行挑戰(zhàn)，如何識(shí)別各系統(tǒng)在硬件平臺(tái)、開發(fā)語言、數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)和通訊協(xié)議等方面的差別，改善不同系統(tǒng)和設(shè)備之間的橫向阻隔問題已成為我國電力領(lǐng)域的主要研究課題。

1 電力調(diào)度系統(tǒng)的信息需求分析

我國在電力調(diào)度系統(tǒng)中選擇、應(yīng)用的虛擬化軟件和產(chǎn)品，包括虛擬化產(chǎn)品有全虛擬化的VMware、半虛擬化的Xen、操作系統(tǒng)虛擬化的OpenVZ、Solaris Zone和Virtuozzo for Windows等。電力調(diào)度系統(tǒng)的信息整合需求還體現(xiàn)在維修管理方面、日程管理方面、繼電保護(hù)定值管理方面和故障判斷方面，有效統(tǒng)籌電力調(diào)度系統(tǒng)的信息資源，切實(shí)降低電力系統(tǒng)的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)已成電力公司的主要工作任務(wù)和貫徹落實(shí)安全生產(chǎn)責(zé)任制的重要體現(xiàn)。

2 信息整合技術(shù)在電力調(diào)度中的應(yīng)用路徑

2.1 數(shù)據(jù)倉庫系統(tǒng)架構(gòu)

在技術(shù)架構(gòu)中，應(yīng)有效遵循穩(wěn)定性原則、安全性原則、策略性與兼容性原則、開放性原則和可維護(hù)原則，應(yīng)用的關(guān)鍵信息整合技術(shù)包括數(shù)據(jù)倉庫技術(shù)、商業(yè)智能技術(shù)、內(nèi)容管理技術(shù)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)技術(shù)和網(wǎng)站框架技術(shù)，根據(jù)電力調(diào)度需求，在數(shù)據(jù)倉庫系統(tǒng)架構(gòu)時(shí)應(yīng)完成一級(jí)頁面功能設(shè)計(jì)、二級(jí)頁面功能設(shè)計(jì)和三級(jí)頁面功能設(shè)計(jì)，繼而使電力數(shù)據(jù)倉庫系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)整合能力、決策支持能力、在線分析能力、數(shù)據(jù)挖掘能力和智能分析能力。在數(shù)據(jù)倉庫系統(tǒng)中ETL可連接EMS、WAMAP系統(tǒng)和Ⅰ區(qū)及其他系統(tǒng)，在防火墻的支持下構(gòu)建專項(xiàng)性數(shù)據(jù)傳輸渠道，將數(shù)據(jù)上傳至Ⅱ區(qū)數(shù)據(jù)中心，實(shí)現(xiàn)電力調(diào)度信息的充分整合，繼而通過正向隔離和反向隔離與Ⅲ數(shù)據(jù)中心建立信息連接，實(shí)現(xiàn)電力調(diào)度信息的進(jìn)一步處理，包括導(dǎo)出綜合報(bào)表、進(jìn)行數(shù)據(jù)多維分析、形成各種調(diào)度數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)圖表、支持調(diào)度數(shù)據(jù)的多樣性應(yīng)用。值得一提的是，以ETL數(shù)據(jù)倉庫技術(shù)為基礎(chǔ)，Ⅱ區(qū)數(shù)據(jù)處理中心還可接受來自電力市場系統(tǒng)、頻率系統(tǒng)、計(jì)劃系統(tǒng)、TMR系統(tǒng)、實(shí)時(shí)信息平臺(tái)和Ⅱ區(qū)其他系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息，形成具有較高信息統(tǒng)籌能力的數(shù)據(jù)管理環(huán)境，挖掘的數(shù)據(jù)價(jià)值將體現(xiàn)于電力調(diào)度系統(tǒng)的維修管理和隱患排除。

在電力調(diào)度數(shù)據(jù)離線計(jì)算方面，數(shù)據(jù)倉庫技術(shù)可選擇Hive算法系統(tǒng)，該算法系統(tǒng)具有多種功能數(shù)據(jù)類型和內(nèi)置函數(shù)，在數(shù)據(jù)倉庫系統(tǒng)的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存功能設(shè)計(jì)中可采用壓縮比非常高的ORC/PARQUET文件存儲(chǔ)格式，以SQL支持為主要驅(qū)動(dòng)力發(fā)揮Hive在基于結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)上的統(tǒng)計(jì)分析速度優(yōu)勢[1]。

2.2 孤島分層整合

目前，虛擬化技術(shù)可在孤島分層整合中得以發(fā)揮其應(yīng)用價(jià)值，將電力調(diào)度系統(tǒng)的業(yè)務(wù)線條劃分為應(yīng)用訪問整合總線、業(yè)務(wù)流程整合總線、軟件模塊整合總線、數(shù)據(jù)整合總線和硬件（含操作系統(tǒng)虛擬化）總線，在這些線條性業(yè)務(wù)流程的支持下，電力調(diào)動(dòng)信息系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)應(yīng)用訪問整合、業(yè)務(wù)流程整合、軟件模塊整合、數(shù)據(jù)整合和硬件整合。值得一提的是，應(yīng)用訪問整合總線可借助相關(guān)虛擬化應(yīng)用程序與電力調(diào)度的業(yè)務(wù)流程相連接，形成有序的WFMC標(biāo)準(zhǔn)和Web服務(wù)，繼而經(jīng)由軟件模塊對(duì)電力調(diào)度數(shù)據(jù)庫進(jìn)行管理和使用，完成數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)文件的整合分析，通過專項(xiàng)信息渠道有效連接CPU、電力網(wǎng)絡(luò)、內(nèi)存、磁盤等硬件及操作系統(tǒng)，有效保證電力調(diào)度信息的整合效率，能夠滿足電力調(diào)度需求，切實(shí)降低電力系統(tǒng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)。在孤島分層整合中應(yīng)切實(shí)掌握逆變器電壓異常響應(yīng)要求，電壓（逆變器交流輸出端）在V<0.5

2.3 虛擬化部署

虛擬化部署的驅(qū)動(dòng)力是虛擬機(jī)管理，借助應(yīng)用系統(tǒng)和操作系統(tǒng)搭建ESX Server虛擬層（Virtual SMP+VMFS），在X86物理服務(wù)器硬件的支持下，有效連接調(diào)度網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)調(diào)度信息的儲(chǔ)存。值得一提的是，為使虛擬化部署能夠切實(shí)展現(xiàn)信息整合技術(shù)的數(shù)據(jù)管理能力，應(yīng)合理搭建公共信息交互平臺(tái)，公共信息交互平臺(tái)可連接API對(duì)公共信息模型庫中發(fā)布的信息進(jìn)行整合，在SOAP協(xié)議和HTTP協(xié)議的支持下進(jìn)行模型傳輸和圖形傳輸，經(jīng)由數(shù)據(jù)通信接口和圖形顯示接口在客戶端和瀏覽器上進(jìn)行信息集成[2]。在CIM的動(dòng)態(tài)實(shí)現(xiàn)和靜態(tài)實(shí)現(xiàn)中，信息整合技術(shù)構(gòu)建的公共信息交互平臺(tái)能夠?qū)崿F(xiàn)拓?fù)浞治龊凸ぷ髁鞒虅?dòng)態(tài)管理，繼而對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，有效掌握電廠對(duì)設(shè)備數(shù)據(jù)信息內(nèi)容的應(yīng)用需求。在虛擬化部署中[3]。以虛擬化部署為基礎(chǔ)，可計(jì)算調(diào)度系統(tǒng)的虛擬機(jī)負(fù)載，公式為：

2.4 電力調(diào)度數(shù)據(jù)中心架構(gòu)

上文中簡要概述了信息整合技術(shù)在一級(jí)頁面功能、二級(jí)頁面功能和三級(jí)頁面功能設(shè)計(jì)上的具體應(yīng)用，一級(jí)頁面功能包括綜合數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與查詢功能、導(dǎo)航功能以及設(shè)備模糊檢索功能，二級(jí)頁面功能包括同類型設(shè)備故障庫設(shè)定功能，該功能可支持電力調(diào)度人員和系統(tǒng)管理人員掌握同類型設(shè)備特征量、報(bào)警信息、設(shè)備運(yùn)行參數(shù)、設(shè)備基礎(chǔ)信息、權(quán)限信息和節(jié)能環(huán)保指標(biāo)，三級(jí)層面功能設(shè)計(jì)是信息整合技術(shù)的應(yīng)用重點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)設(shè)備特征量、關(guān)鍵部件壽命管理、運(yùn)行參數(shù)管理和缺陷信息管理，支持電力系統(tǒng)建設(shè)的現(xiàn)代化發(fā)展。在電力調(diào)度數(shù)據(jù)中心架構(gòu)中，信息整合技術(shù)可對(duì)信息系統(tǒng)進(jìn)行階段層次性整合，為各類信息以及應(yīng)用系統(tǒng)的個(gè)性化訪問提供統(tǒng)一的入口，使得分散的調(diào)度信息被集成在同一個(gè)平臺(tái)上，支持電力調(diào)度管理人員對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部分布存儲(chǔ)的、各種來源的信息內(nèi)容進(jìn)行安全、統(tǒng)一訪問[4]。電力調(diào)度數(shù)據(jù)中心的服務(wù)功能包括單機(jī)登錄、目錄集成、訪問權(quán)限控制、加密傳輸、授權(quán)與驗(yàn)證、許可權(quán)、管理功能等。為改善電力調(diào)度環(huán)境需要建立調(diào)度中心的門戶系統(tǒng)，完成各應(yīng)用的整合，該系統(tǒng)在相關(guān)的程序的框架支撐中，具備對(duì)于XML/XSL、ODL、HTML、JSP、WebServices等各類資源以及服務(wù)進(jìn)行整合的能力，可在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)對(duì)于各應(yīng)用系統(tǒng)的集成。

另外，電網(wǎng)調(diào)度的信息系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)與自身信息處理流程息息相關(guān)，在電力調(diào)度數(shù)據(jù)中心架構(gòu)中需要對(duì)于業(yè)務(wù)流程進(jìn)行相應(yīng)的整合與優(yōu)化，可借助信息整合技術(shù)將軟件拆分成粒度大小，進(jìn)而保證其伸縮性以及重新組裝的便捷。由于服務(wù)可以在不涉及低層的編程接口以及通信模型的情況下，被直接進(jìn)行調(diào)用以及組合，從而引入工作流管理系統(tǒng)，進(jìn)行工作平臺(tái)的構(gòu)建，以此完成各系統(tǒng)間業(yè)務(wù)程序的整合，完成對(duì)于全局進(jìn)行管理的業(yè)務(wù)流程，并可以和應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行相互的協(xié)作，進(jìn)而使得小流程整合為可以自動(dòng)流轉(zhuǎn)的大流程。

2.5 設(shè)備數(shù)據(jù)框架搭建

在設(shè)備數(shù)據(jù)框架搭建過程中，信息整合技術(shù)可確定設(shè)備的技術(shù)分類、技術(shù)參數(shù)，繼而構(gòu)建典型缺陷故障庫，確定設(shè)備數(shù)據(jù)庫的集成內(nèi)容、狀態(tài)診斷報(bào)告內(nèi)容，形成機(jī)組健康狀況的評(píng)分機(jī)制，為電力調(diào)度人員提供國內(nèi)A、B類設(shè)備典型故障信息實(shí)驗(yàn)報(bào)告和診斷報(bào)告，實(shí)現(xiàn)檢修工作自動(dòng)化管理以及關(guān)鍵部件壽命實(shí)時(shí)管理。

調(diào)度中心需要按照實(shí)際情況以及條件，對(duì)于門戶系統(tǒng)進(jìn)行應(yīng)用的Portal改造，以此滿足調(diào)度中心Portal的相關(guān)要求，在進(jìn)行門戶化Web時(shí)，通常只需要對(duì)于原有系統(tǒng)中的Web模塊進(jìn)行改造，使其滿足Portal應(yīng)用即可，例如：在操作時(shí)可以將Servlet進(jìn)行Portlet改造、JSP頁面的修改、Portlet部署描述符的添加等。調(diào)度中心的門戶系統(tǒng)改造，使得相對(duì)散亂的文件以及信息進(jìn)行集成，為用戶提供了一種集成化的環(huán)境，提升了其在使用過程中的服務(wù)性。

3 電力調(diào)度中信息整合技術(shù)的應(yīng)用趨勢

公開資料顯示，2013年～2017年，我國工業(yè)電力消費(fèi)總量分別為39236.9億千瓦小時(shí)、40802.7億千瓦小時(shí)、41550.0億千瓦小時(shí)、43088.9億千瓦小時(shí)、44959.8億千瓦小時(shí)，而建筑業(yè)電力消費(fèi)總量分別為675.1億千瓦小時(shí)、721.7億千瓦小時(shí)、698.7億千瓦小時(shí)、725.6億千瓦小時(shí)、789.2億千瓦小時(shí)，由此可知，在未來發(fā)展中，我國仍就具有較大的電力消耗規(guī)模，電力調(diào)度難度還將持續(xù)提升。以此為基礎(chǔ)，電力調(diào)度中信息整合技術(shù)的應(yīng)用是必然的，近年來，我國信息技術(shù)水平不斷提升，數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)和數(shù)據(jù)分析技術(shù)在各個(gè)重要領(lǐng)域中得以廣泛應(yīng)用，并已實(shí)質(zhì)性應(yīng)用成效，可在電力調(diào)度系統(tǒng)中融合這兩種先進(jìn)信息技術(shù)，對(duì)一段時(shí)間內(nèi)電力調(diào)度數(shù)據(jù)的變化規(guī)律進(jìn)行掌握，繼而調(diào)整電力調(diào)度規(guī)劃，滿足不同領(lǐng)域的電力應(yīng)用需求。

4 結(jié)束語

總而言之，電力公司應(yīng)在電力調(diào)度系統(tǒng)中合理融合信息整合技術(shù)，通過數(shù)據(jù)倉庫系統(tǒng)架構(gòu)互誠分島，整合虛擬化部署，電力調(diào)度數(shù)據(jù)中心架構(gòu)設(shè)備數(shù)據(jù)框架搭建有效降低電力調(diào)度風(fēng)險(xiǎn)，形成具有較高整體性和安全性的電力調(diào)度體系。

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