智能電網信息通信架構演進研究

牛 軍，牛鵬程

（內蒙古電力（集團）有限責任公司烏海電業局，內蒙古 烏海 016000）

0 引 言

智能電網發展受到了世界各國的高度關注，許多國家組織已經頒布了智能電網架構白皮書、路線圖和標準，以促進智能電網的發展。同時，我國也不甘其后，要求電力企業加強智能電網的建設，制定智能電網標準。目前，我國電網建設取得了良好的效果，但依然存在一些不足之處，尤其是通信架構方面的問題，遲遲無法得到解決，只是提出了想法，但卻沒有落實到實際行動。因此，對智能電網信息通信架構演進進行研究，意義十分重大。

1 智能電網架構的目標和原則

1.1 智能電網架構的目標

通過查閱相關資料得知，智能電網會在20年之后完全取代傳統電網，在這20年之中，世界各國會對傳統電網逐漸改進。智能電網架構包括如下6點目標：（1）適應新技術，推動傳統電網和信息通信技術的融合，通過這種方式，保證電網系統的運行質量和效果；（2）通信技術和傳統電網在融合過程中，容易受到多種因素的影響，因此需要對這些風險因素進行控制，以促進智能電網的發展；（3）使用與智能電網發展相契合的通信技術，并在此基礎上開發合適的通信架構；（4）對發展方案進行完善，為智能電網開發目標的實現，提供支持，并且保證所開發的電網架構具有可拓展功能；（5）電網架構應具備交互性和互操性，實現對信息孤島問題的預防；（6）增強電網架構的合理性[1]。

1.2 智能電網架構的原則

在智能電網架構開發目標設置完成后，需要依據原則，對電網通信架構進行開發，同時結合電網建設需求和未來發展趨勢，分析電網架構開發原則所涵蓋的內容，本文總結的智能電網架構原則由如下部分構成。

（1）對系統結構進行簡化，同時完成衡量機制的創建。電網企業應該充分發揮戰略性資產的優勢，對系統結構進行簡化，其中企業內部流程是主要簡化內容，有利于提升員工的工作效率。此外，還要將現有架構作為基礎，制定技術決策，從而實現可衡量機制的構建。該機制能夠衡量企業績效和價值，并對當前ICT模式進行驗證，判斷其是否屬于最佳模式，其目的在于保證企業的投資回報效益。

（2）圍繞需求，為后續開發創造有利條件。基于業務流程，推動架構開發轉型和ICT的發展，使其可靠性和服務效率得到有效提升。同時，還要進行通用數據模型的開發，構建一個易于訪問的數據資料，為數據交換、集成和共享創造便捷條件。ICT系統應具備可重復適用性，以此來促進業務交付能力的增強，有利于減少企業投資，保證系統始終處于發展狀態。此外，所應用的程序應具備可移植性的特點，避免程序和平臺虛擬化，并且服務內容可以隨時被更換。

（3）提高資源的利用效率。電網企業在發展智能電網的過程中，需要將現有電力系統和設備作為基礎，控制投入成本，同時還能充分發揮原有系統和設備的作用。這樣可以讓市場進度進一步加快，并且還能使電能電網的互操性得到強化，有助于關鍵業務可管理性的優化。因此，電力企業應該對現有資源整合方式進行研究，并找出其中不足，采取有效的措施解決問題。

（4）對可信數據源加以重視，并制定數據質量計劃。可信數據源可以為決策制定提供可靠的信息，因此電力企業應該加強對可信數據源的重視，明確和判定可信數據源，并在此基礎上，清晰的劃分可信數據源應用的業務領域范圍。此外，還要在其中構建數據庫，為可靠信息搜索和調取創造便捷條件，使信息的可靠性和完整性得到保證，數據管理成本也會因此而降低。針對業務制定數據質量計劃，是確保數據準確性的重要措施，電力企業需要予以關注[2]。

2 智能電網演進路線

開放標準、高集成分布式混合系統是智能電網發展的基礎，究其原因，主要是分布式混合系統具有非常強的互通性和互操性。智能電網架構的發展和演進應該與IT架構發展趨勢相契合，具體表現在如下3個方面。

2.1 業務筒倉階段

不同業務筒倉集合就是所謂的業務筒倉，從本質上看，筒倉服務與業務單元大致相同，每個筒倉都具有獨立的信息系統，電網的運行需要筒倉間的集成來維持。但是這種筒倉集成僅適用于普通電網，卻無法適用于智能電網。究其原因，主要是傳統筒倉結構集成難度較大，會導致大量的時間和成本被浪費，同時還潛藏著非常大的風險。因此，在智能電網架構演進過程中，需要解決筒倉間的交互問題。

2.2 總線部分集成階段

總線部分集成階段屬于標準化技術階段，其原理為使用企業服務總線，集成應用、服務和后臺。開放標準是服務總線的支撐，可以在整個基礎架構中共享業務筒倉的應用程序，從而實現系統間的交互和靈活調用功能，有利于規避信息孤島，是解決業務筒倉階段信息孤島問題的有效措施，但是服務總線對開放標準和數據模型執行提出了嚴格的要求，如果無法執行，服務總線就會喪失原有的作用。

服務總線架構屬于一個集成架構，但無法成為集成系統的目標架構，究其原因，主要是服務總線架構的下層與筒倉結構較為類似，無法滿足智能電網的架構需求。

2.3 異構網絡融合階段

異構系統融合是異構網絡融合階段的側重點，所謂的異構網絡就是指異構系統對各項業務應用系統進行集成，并借助連接裝置（適配器）對與企業各項業務存在關聯的異構系統、數據源和應用進行整合，最終構成異構網絡。異構網絡可以實現企業內部信息和應用的共享。

3 智能電網架構未來發展的設想

3.1 以服務為中心開發架構

想要確保智能電網體系的適應性和穩定性，必須要重視架構的作用，選擇一個靈活的架構，方能支持智能電網的發展。智能電網架構在發展過程中應遵循以服務為中心的原則，通過高度集成，解決現有電網架構存在的不足。因此，未來智能電網架構發展的目標應該是以服務為中心的架構。

3.2 分層服務器架構

分層服務器架構的基礎為開放標準，同時對企業服務總線ESB集成和適配器體系架構中間件融合進行了延續。基于開放標準對服務和業務進行集成，促使其轉化為業務模塊和服務模塊，實現了以業務為中心架構的開發。這種架構基于電網特點和業務需求，將服務進行了分層，最終形成了分層架構。該架構與系統的特征要求相符，眾多獨立的分布式系統組成了異構完整的系統架構，與成員系統運行和管理相獨立，卻與成員系統實現的系統功能存在關聯。

服務是架構面向的對象，該架構可以分解和轉化應用功能，促使其成為一個可以被訪問的服務。這些服務與協議和服務之間無法互相影響，簡言之，每個業務都是獨立的，在實現時無需對其他服務的位置和實現技術進行考慮，只需通過協議即可使用。服務之間實現交互和集成的方式為松耦合。這一交互和集成方式使各服務之間彼此獨立，不會對其他服務產生影響。依據不同的方式，對服務進行組合，所形成的業務流程存在顯著的差別，產生的功能也會因此而發生變化。松耦合性和重用性的特點，使系統對底層編程開發的需求大大降低，提高了系統的靈活性，系統應用開發質量也會得到保證。

該架構中具有開放標準定義的接口，接口的存在使服務描述更容易被理解，為服務重用性的實現創造了有利條件。這種接口與特定功能互相獨立，能夠對實現技術和物理位置進行屏蔽，只需保持接口不變，接口功能就不會在其他因素的影響下發生改變。

4 結 論

在信息技術發展的背景下，電網應該依據架構目標和原則，在控制投資成本的前提條件下，開發效益最大化的架構。在架構開發過程中，電力企業應該對現有電網資源進行充分利用，提升資源的利用率。同時，采取有效的解決方案，推動電網架構的發展，以滿足智能電網發展的需求。