基于調(diào)控云的網(wǎng)絡(luò)分析服務(wù)架構(gòu)

1、    基于調(diào)控云的網(wǎng)絡(luò)分析服務(wù)架構(gòu)    劉艷英【摘  要】為解決網(wǎng)絡(luò)分析應(yīng)用在多級調(diào)度分級部署、數(shù)據(jù)共享困難、多用戶多需求支撐能力不足和應(yīng)用計算準確度待提升等問題，提出了基于調(diào)控云的網(wǎng)絡(luò)分析應(yīng)用服務(wù)模式：應(yīng)用研究了電網(wǎng)數(shù)據(jù)信息結(jié)構(gòu)構(gòu)建、網(wǎng)絡(luò)分析應(yīng)用計算服務(wù)封裝、分布式事務(wù)管理的設(shè)計方法。以狀態(tài)估計、調(diào)度員潮流和靜態(tài)安全分析為例，闡述了一套服務(wù)多用戶按需使用的計算服務(wù)流程和應(yīng)用模式。【關(guān)鍵詞】調(diào)控云;按需服務(wù);數(shù)據(jù)共享;網(wǎng)絡(luò)分析;分布式事務(wù)1、網(wǎng)絡(luò)分析應(yīng)用服務(wù)需求1.1準確計算需求當前調(diào)控系統(tǒng)采用多級部署、多級維護、多級存儲的分級模式，各級調(diào)

2、控中心分別負責(zé)本級別電網(wǎng)局部模型的維護和逐級向上共享，上級調(diào)度具有更大范圍的電網(wǎng)數(shù)據(jù)，可實現(xiàn)全網(wǎng)一體化計算;而下級調(diào)度缺少電網(wǎng)數(shù)據(jù)的交互和共享，一般采用電網(wǎng)邊界簡化等值模型或者使用上級全網(wǎng)模型定期分發(fā)的方式，特別是與外部電網(wǎng)有緊密聯(lián)系的電網(wǎng)，外部廠站潮流變化、拓撲變化或者電網(wǎng)故障對網(wǎng)絡(luò)分析應(yīng)用計算影響較大，會導(dǎo)致本地分析結(jié)果與上級調(diào)度的計算結(jié)果不一致。另外，不同應(yīng)用廠家建模的側(cè)重點和電網(wǎng)模型編碼方式存在差異，影響了各級調(diào)度間數(shù)據(jù)共享和應(yīng)用計算的準確性。因此，有必要建立統(tǒng)一、規(guī)范、標準的全網(wǎng)應(yīng)用數(shù)據(jù)模型，提升電網(wǎng)在線分析的計算準確性。1.2多應(yīng)用協(xié)同計算需求當前各應(yīng)用模塊相互獨立，對電網(wǎng)運行狀態(tài)

3、的描述局限在各自應(yīng)用內(nèi)，應(yīng)用之間缺乏統(tǒng)一的數(shù)據(jù)共享和功能調(diào)用，影響了全局運行狀態(tài)掌控能力。基于發(fā)電計劃、負荷預(yù)測、檢修計劃、電壓調(diào)整、調(diào)度員潮流等功能模塊的數(shù)據(jù)共享和協(xié)同分析，為電網(wǎng)運行狀態(tài)趨勢變化分析、電網(wǎng)預(yù)想故障掃描和風(fēng)險評估、電網(wǎng)發(fā)電用電平衡和電壓穩(wěn)定評估等提供智能化支撐手段。同時，多應(yīng)用協(xié)同計算也能夠為dts仿真、在線穩(wěn)定分析等應(yīng)用提供未來運行方式斷面。1.3多用戶多場景需求當前的網(wǎng)絡(luò)分析是面向開發(fā)和調(diào)度管轄的應(yīng)用模式，在固定的模型和量測范圍計算，為用戶提供統(tǒng)一的結(jié)果展示，應(yīng)用在各級調(diào)度都需要部署，計算結(jié)果共享困難。而實際上，國分省和省地多級調(diào)度的應(yīng)用業(yè)務(wù)是近似的，只是模型和量測的范圍

4、不同，電網(wǎng)互聯(lián)程度的加深和調(diào)控業(yè)務(wù)的擴展要求應(yīng)用計算不再局限于各自的調(diào)控范圍。網(wǎng)絡(luò)分析服務(wù)需要轉(zhuǎn)變?yōu)槊嫦蛴脩艉蜆I(yè)務(wù)的應(yīng)用模式，適應(yīng)多級用戶的不同業(yè)務(wù)需求。1.4數(shù)據(jù)挖掘分析需求網(wǎng)絡(luò)分析應(yīng)用在計算過程中和結(jié)束后能夠提供大量的計算數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)包含了電網(wǎng)正常運行時的模型和量測信息，以及電網(wǎng)故障運行時的特征信息?；诮y(tǒng)一的數(shù)據(jù)整合開展數(shù)據(jù)挖掘和分析是推動網(wǎng)絡(luò)分析應(yīng)用技術(shù)進步的新手段，主要包括：一是對電網(wǎng)正常運行的計算數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，實現(xiàn)對量測權(quán)重、潮流調(diào)整策略等的優(yōu)化設(shè)置;二是對電網(wǎng)故障數(shù)據(jù)進行多維關(guān)聯(lián)分析，用于故障特征提取和輔助決策策略優(yōu)化。2、調(diào)控云總體設(shè)計按照國家電網(wǎng)公司規(guī)劃，“十三五”期間

5、將完成企業(yè)管理云、公共服務(wù)云和生產(chǎn)控制云（即統(tǒng)稱為公司一體化“國網(wǎng)云”）的建設(shè)。它們將分別為國家電網(wǎng)公司未來的企業(yè)管理、對外服務(wù)和調(diào)度運行提供相應(yīng)的技術(shù)支撐。云計算所具有的特性符合調(diào)度自動化系統(tǒng)發(fā)展的方向，是調(diào)度自動化系統(tǒng)新部署模式的基礎(chǔ)。在調(diào)控云的總體設(shè)計中，對調(diào)控云的架構(gòu)、交付模式、云互聯(lián)與數(shù)據(jù)流，以及關(guān)鍵技術(shù)做了重點研究和設(shè)計。2.1調(diào)控云架構(gòu)設(shè)計調(diào)控云是面向電網(wǎng)調(diào)度業(yè)務(wù)的云服務(wù)平臺，其架構(gòu)設(shè)計既要滿足電網(wǎng)調(diào)控業(yè)務(wù)連續(xù)性、實時性、協(xié)同性的要求，也要符合云計算的理念，體現(xiàn)硬件資源虛擬化（共享與動態(tài)調(diào)配）、數(shù)據(jù)標準化和應(yīng)用服務(wù)化的特點?；陔娋W(wǎng)一體化特征的業(yè)務(wù)特點和調(diào)度業(yè)務(wù)管轄范圍的劃分原則

6、，以及電網(wǎng)中能量流、信息流的分布特征，調(diào)控云采用國分、省級分級部署方式，形成“1+n”的整體架構(gòu)。其中，主導(dǎo)節(jié)點（國分）處于調(diào)控云的核心位置，統(tǒng)領(lǐng)調(diào)控云的數(shù)據(jù)標準化、服務(wù)標準化、安全標準化，主導(dǎo)全網(wǎng)計算業(yè)務(wù)，部署220kv及以上主網(wǎng)模型數(shù)據(jù)及其應(yīng)用功能，側(cè)重于國分省調(diào)主網(wǎng)業(yè)務(wù);協(xié)同節(jié)點（省級）n個，部署在每個省級調(diào)控中心，是調(diào)控云的協(xié)同節(jié)點，嚴格遵循數(shù)據(jù)標準、服務(wù)標準和安全標準，并負責(zé)全網(wǎng)計算業(yè)務(wù)的子域協(xié)同，部署10kv及以上省網(wǎng)模型數(shù)據(jù)及其應(yīng)用功能，側(cè)重于省地縣調(diào)局部電網(wǎng)業(yè)務(wù)。該架構(gòu)實現(xiàn)不同層級業(yè)務(wù)的適度解耦，符合能量流、信息流的空間分布特性，符合業(yè)務(wù)分級、數(shù)據(jù)集中的技術(shù)路線，使得不同層級調(diào)

7、控云節(jié)點既各有側(cè)重，又保證了全局層面信息流與服務(wù)流的整體貫通。2.2應(yīng)用服務(wù)架構(gòu)網(wǎng)絡(luò)分析應(yīng)用服務(wù)遵循“服務(wù)業(yè)務(wù)化、功能模塊化”的原則，以“服務(wù)包”的方式提供給用戶，用戶不必關(guān)心應(yīng)用軟件所在的運行環(huán)境，只需要提供所需的數(shù)據(jù)便可得到計算結(jié)果，資源使用按需分配，以實現(xiàn)應(yīng)用的快速響應(yīng)、高效服務(wù)。網(wǎng)絡(luò)分析應(yīng)用服務(wù)架構(gòu)以調(diào)控云為基礎(chǔ)，以應(yīng)用計算為基本功能模塊，用戶登錄工作區(qū)，自定義需求，選擇電網(wǎng)模型、電網(wǎng)數(shù)據(jù)、電網(wǎng)應(yīng)用等，調(diào)控云通過平臺服務(wù)為用戶提供模型、數(shù)據(jù)、存儲和計算資源。應(yīng)用服務(wù)管理將應(yīng)用程序的不同功能單元通過服務(wù)之間定義的數(shù)據(jù)接口關(guān)聯(lián)起來，以統(tǒng)一和通用的方式進行交互，通過服務(wù)總線注冊于服務(wù)管理中心

8、，具有良好的開放性和層次性，建立計算服務(wù)、計算數(shù)據(jù)、執(zhí)行流程相分離的松耦合計算模式，其中dubbo服務(wù)框架是常用的服務(wù)總線中間件。應(yīng)用服務(wù)為用戶提供實時和非實時計算，為國、分、省、地用戶提供滿足不同模型范圍需求的分析統(tǒng)計、輔助決策;基于頁面展示服務(wù)實現(xiàn)應(yīng)用操作和結(jié)果展示;計算結(jié)果以通用的格式存儲和共享;通過訪問控制、安全認證、安全訪問、安全接入15保證應(yīng)用安全。服務(wù)能否被發(fā)現(xiàn)、服務(wù)能否被調(diào)用、服務(wù)調(diào)用能否得到正確的返回結(jié)果、服務(wù)響應(yīng)時間能否滿足要求是測評應(yīng)用服務(wù)架構(gòu)性能的4個要點。3、結(jié)束語以云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能為代表的信息系統(tǒng)新技術(shù)已逐漸成熟。這些新技術(shù)不僅對計算機系統(tǒng)帶來了新的發(fā)展和改變，同時也促進了所服務(wù)行業(yè)的發(fā)展，對國民經(jīng)濟起到了重要的推動作用。電網(wǎng)調(diào)控運行與新技術(shù)的結(jié)合必將對調(diào)度自動化系統(tǒng)帶來革命性的更新。未來將持續(xù)研究應(yīng)用云計算技術(shù)，全面構(gòu)建調(diào)控云平臺，并著力研發(fā)基于調(diào)控云平臺的各類應(yīng)用，為提高調(diào)度機構(gòu)駕馭大電網(wǎng)的能力、大范圍資源優(yōu)化配置以及應(yīng)對重大電網(wǎng)故障的協(xié)同處置提供有力的技術(shù)支持保障，服務(wù)于電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟、環(huán)保運行。參考文獻：1張明，王瑋，施建華，等.電力大數(shù)據(jù)調(diào)度云的優(yōu)化j.計算機仿真，2014，31（11）：123-126.2楊笑宇，龐鄭寧，樊啟俊，等.基