电网调控云平台设计与实现

电网调控云平台设计与实现

石玮

国网山东省电力公司青岛供电公司 山东 青岛 266002

摘要：电力调度控制中心作为电网公司的核心部门，涉及主配电网调度运行、监视和控制等核心业务。在当前交直流电网混合运行、分布式新能源快速发展、储能设备快速发展和国网公司大力建设电力物联网的形势下，迫切需要提升数据的支撑能力，以实现纵向电网运行协同处置、横向部门业务协作互通、对外服务能力有效提升。某省电网调度控制中心（简称安徽省调）开展了调控云建设，多种深度实现调控业务上云，有效整合现有数据资源和应用系统，实现业务提升。

关键词：电网调控；云平台；设计；实现

1电力调控云概述

电力调控云是以电网调度为核心业务的服务平台，其整体的架构设计综合考虑了电网调控业务需求和云计算技术特点。电力调控云主要由基础设施层(IaaS)、平台服务层(PaaS)、软件服务层(SaaS)三部分组成。IaaS层以虚拟化的方式将物理资源虚拟化，构建资源池即计算资源池、存储资源池、网络资源池，并以接口调用的方式完成对这些资源的统一管理。为有效支撑调控云未来业务的发展，调控云硬件架构建设将立足于规范化、统一化、标准化的设计原则，采用业界标准的硬件设备，建设形成资源池，实现对各类资源的按需分配，方便业务的快速部署和弹性扩容；同时弱化硬件、软件、数据、网络、存储等IT系统不同层面资源之间的物理依赖，实现高可靠、高可用、高弹性，实现集约化和透明化管理。利用虚拟化资源管理和调度技术，构建深度契合调度业务的虚拟化资源管理和调度平台，实现支撑调度业务的资源的统一管理、灵活调度、按需交付，从而快速响应调度业务对资源的需求，提高实体资源的利用效率，提升调度的整理管理水平。PaaS层集成了数据存储与监视、公共服务，权限、日志、告警等众多平台资源管理应用。考虑到电网业务的发展规划，电力调控云的PaaS层主要由5个业务支撑平台组成，即模型数据云平台、运行数据云平台、公共资源管理、实时数据云平台、大数据平台。SaaS层为调控云应用服务提供部署、获取、运行一体化的资源，并具有管理资源的权限。

2电网调控云平台设计与实现

按照国家电网公司在“十三五”期间的规划，全面建设调控云平台，深入“云计算”等新技术在调控业务的实践应用，以国分调控云平台的建设模式搭建省调控云平台，实现电网基础数据的有效管理与分工，提升电网在线分析和调度管理的综合能力。

2.1基础设施上云

以国分云平台某节点为例，在上述IaaS层技术构架的基础上部署了IaaS平台。平台实现了统一资源管理、通用访问权限管理和监控告警管理。1）统一资源管理。针对物理资源、虚拟资源，显示IssS资源及配置情况，并对资源规格、编排进行管理，提供在线流程及统计报表功能。2）通过访问权限管理。支持多种用户角色和分级的多用户权限管理，二者结合为用户提供灵活的分权分域管理，与PaaS公共资源管理中的权限服务进行对接，进行权限认证，实现统一账号单点登录。3）监控、告警管理。通过纳管方式统一监控物理服务器、虚拟机、网络交换机、存储等多种类型的云上相关资源，支持IaaS平台实时告警信息展示功能。4）模型订阅触发器管理功能仅在云端提供，通过在云端数据库表创建触发器的方式实现云端增量变化数据的及时感知。5）云端订阅管理可查看调控云的云端与源数据端的订阅关系列表，云端不可以调整源数据端的订阅关系。6）模型数据发送。当云端模型数据变化后，需要将变化的模型数据发送至一个或多个订阅方；可实现模型数据实时订阅，云端模型变化后应及时更新至订阅方所在的源数据端数据库；可将同一个变化的模型数据发送至多个订阅方。7）系统设置。具备对模型订阅全局参数配置修改、查看的功能。修改配置信息后可在不重启服务器的情况下生效。支持对节点名称、服务地址、日志等信息进行配置。平台通过多维度展示能够反映虚拟化整体情况的信息，快速了解和掌握虚拟化环境整体运行状况。虚拟化环境整体资源情况的统计与展示，包括系统健康度、告警信息、CPU/内存/存储等资源分配比例、宿主机/虚拟机状态统计、资源利用率、不健康虚拟机数量等。利用实体工作站可以实现对国分云资源使用、异常告警、节点互联、数据汇集情况的多维度监视，并对平台实行7×24h监视管理。IaaS层基于负载均衡功能的智能DNS反向代理国分云主导节点智能DNS反向代理流量走向。

2.2数据平台上云

基础设施上云相当于应用运行的环境将传统硬件搬到了云平台上，逻辑结构和内在关系并未发生任何变化。对于电力调度运行业务来说，更为重要的是通过上云构建数据中台，打破业务和数据壁垒，有效整合数据，提升业务水平。因此，某省调开展了数据平台上云工作，建设模型数据平台、运行数据平台和实时数据平台，有效整合各个业务系统数据，提升应用水平。实施数据平台上云PaaS层的第1步是根据“电力调度通用数据对象结构化设计”的要求，对电网厂站、设备及其他管理设施与公共信息进行统一建模。建模时，改变传统模型服务于应用的方式，而以按照与实际设备一致的方式建模，避免模型为适应不同业务而造成的碎片化，使得模型真正成为数据惟一的“身份证”，实现数据标准化。在此基础上，对调度各业务系统（如调度自动化主站系统、调度信息管理系统、电煤系统、水调系统等）进行适应性改造，增加业务系统模型与调控云模型的对照关系，梳理出以调控云为主轴的数据全景图，发掘数据内在价值，以调控云为平台实现数据有效整合上云，根据数据的时效性和用途分别建设运行数据平台和实时数据平台，挖掘数据价值，为业务提升提供数据支撑。

2.3应用服务上云

国分云、省级云、地县调控系统通过调度数据网进行电网图形信息的共享，标准化的图形、模型从省级云上传至国分云，下发至地县调控系统，实现全网图模一体化维护及全局共享。基于调控云的电网图形一体化维护总体框架分为国分云、省级云、地县调度3级，每一级包括基础服务、Web图形服务、Web图形客户端三大模块。1）基础服务包括权限服务、模型服务、文件服务、数据库服务，是整个电网图形标准化的应用支撑平台。在Web图形进行业务处理时，会调用相应的基础服务实现权限控制、模型数据获取、文件的分布式存储及数据库访问。2）Web图形服务包括图元标准化转换逻辑、图形标准化处理逻辑、拓扑模型标准化维护逻辑及分布式版本控制逻辑，是电网图形一体化维护技术的核心。3）Web图形客户端包括Web图形编辑、Web图形浏览、Web模型检索，是电网图形标准化技术的人机页面。通过Web浏览器展示、维护调控系统图形，包括厂站接线图的绘制、图元的绘制和变换、电气图元图模数据的关联、拓扑模型的建立等。国分云主要维护500kV及以上电压等级的模型图形，如换流站、大型发电厂等。省级云负责维护本省500kV以下的图模，若涉及特高压的设备或跨界线路等边界设备，则从国分云订阅，构建标准化的电网图形及拓扑模型，并将之通过调度数据网上传至国分云，解决相同设备不同地区重复维护的问题，提升电网图形和拓扑模型的准确度。

3结束语

某省调积极研究云计算技术架构，结合电网调度运行和管理实际，构建电网调度控制云平台；根据业务的特点和适应性，实施了基础设施上云、数据平台上云、应用服务上云等多层次的上云工作，实现了基础设施的整合管理，数据资源整合提升和应用服务统一部署，有效提升调控业务信息化水平，在企业核心业务上云方面做出了突破性的探索。后续该省调还将继续研究基于云平台开展跨部门业务和公共服务，以及使用数据拓展业务范围和业务能力，为电力物联网建设和业务转型提供多方面支撑。

参考文献

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