可支撐億級(jí)客戶的智能用電互動(dòng)服務(wù)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究

1、中國(guó)電科院科學(xué)技術(shù)項(xiàng)目可行性研究報(bào)告1、 目的和意義1. 項(xiàng)目背景“十二五”期間，國(guó)家電網(wǎng)公司將基本建成覆蓋2億客戶的堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)，初步形成智能電網(wǎng)運(yùn)行控制和互動(dòng)服務(wù)體系，關(guān)鍵技術(shù)和裝備實(shí)現(xiàn)重大突破和廣泛應(yīng)用。“自動(dòng)化、信息化、互動(dòng)化”智能電網(wǎng)的全面建設(shè)，對(duì)電網(wǎng)架構(gòu)體系、用電系統(tǒng)、信息通信、網(wǎng)絡(luò)安全和客戶服務(wù)等環(huán)節(jié)的技術(shù)裝備提出了更為嚴(yán)苛的要求。其中，智能用電環(huán)節(jié)是電力客戶感知和體驗(yàn)智能電網(wǎng)建設(shè)成果的主要途徑，通過(guò)多種感知方式實(shí)現(xiàn)友好互動(dòng)，可以衍生出豐富的增值服務(wù)模式和巨大的市場(chǎng)價(jià)值。同時(shí)也將與國(guó)家大力發(fā)展的物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等戰(zhàn)略性新型產(chǎn)業(yè)形成廣泛融合互動(dòng)的發(fā)展格局，對(duì)建立完善的智能電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈具

2、有重大影響。2010年1月14日，劉振亞總經(jīng)理在公司2010年工作會(huì)議上提出要加快建設(shè)堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)，全面提升電網(wǎng)各環(huán)節(jié)的智能化水平，要求盡快在電網(wǎng)智能化上實(shí)現(xiàn)突破，提出深入研究“多網(wǎng)融合”技術(shù)路線和商業(yè)模式，爭(zhēng)取國(guó)家政策支持，加緊開展相關(guān)工作，力爭(zhēng)取得先發(fā)優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，要積極構(gòu)建新型商業(yè)模式，要求“高度關(guān)注智能電網(wǎng)發(fā)展趨勢(shì)，將智能技術(shù)應(yīng)用、電網(wǎng)智能化升級(jí)與研究開發(fā)新型商業(yè)模式緊密結(jié)合，把握先機(jī)、爭(zhēng)取主動(dòng)，開拓公司新的戰(zhàn)略業(yè)務(wù)領(lǐng)域，創(chuàng)造新的效益增長(zhǎng)點(diǎn)，增強(qiáng)公司核心競(jìng)爭(zhēng)力”。本項(xiàng)目旨在通過(guò)對(duì)智能用電領(lǐng)域“前瞻性、基礎(chǔ)性、戰(zhàn)略性”技術(shù)的深入研究，有效突破電網(wǎng)與用戶互動(dòng)技術(shù)難點(diǎn)，自主研發(fā)可支撐億級(jí)居民與

3、工商企業(yè)客戶的、國(guó)際領(lǐng)先的智能用電互動(dòng)服務(wù)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)，精準(zhǔn)及時(shí)感知和深度挖掘十億級(jí)電氣設(shè)備用電信息，優(yōu)化用電行為，推動(dòng)智能用電信息產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程,更好地為公司從單一能源提供商向綜合服務(wù)提供商的革命性戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型提供強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。2. 研究目的智能用電系統(tǒng)在國(guó)際上處于同一起跑線，技術(shù)壟斷尚未出現(xiàn)，是自主創(chuàng)新的大好時(shí)機(jī)。智能用電系統(tǒng)需要通過(guò)互動(dòng)提升智能。本項(xiàng)目將提出智能用電感知互動(dòng)的核心技術(shù)概念，研發(fā)智能用電互動(dòng)服務(wù)關(guān)鍵技術(shù)，支持（1）電氣設(shè)備與客戶，（2）電氣設(shè)備與電網(wǎng)，（3）客戶與電網(wǎng)，（4）利益相關(guān)方之間的四類互動(dòng)，在互動(dòng)芯片、互動(dòng)終端、服務(wù)平臺(tái)、商業(yè)模式、安全保障體系、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系、應(yīng)用示范

4、等方面實(shí)現(xiàn)技術(shù)跨越，最終實(shí)現(xiàn)國(guó)際領(lǐng)先的、具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的集成應(yīng)用系統(tǒng)。本項(xiàng)目將充分依托智能電網(wǎng)信息基礎(chǔ)設(shè)施，面向最廣大的終端電力客戶，充分發(fā)揮智能電網(wǎng)綜合資源和規(guī)模優(yōu)勢(shì)，突破云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用瓶頸，研發(fā)可支撐億級(jí)用戶智能用電互動(dòng)服務(wù)系統(tǒng)（以下簡(jiǎn)稱“互動(dòng)服務(wù)系統(tǒng)”）關(guān)鍵技術(shù)，為建設(shè)、推廣和運(yùn)營(yíng)智能用電綜合服務(wù)系統(tǒng)提供關(guān)鍵技術(shù)支撐。3. 經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益3.1 經(jīng)濟(jì)效益本項(xiàng)目的研究將會(huì)帶動(dòng)智能用電服務(wù)及相關(guān)產(chǎn)品的商業(yè)應(yīng)用與產(chǎn)業(yè)化推廣，通過(guò)智能用電互動(dòng)服務(wù)系統(tǒng)軟件和系列化終端產(chǎn)品的研發(fā)、制造、生產(chǎn)和銷售創(chuàng)造直接產(chǎn)值。同時(shí)，智能用電互動(dòng)服務(wù)系統(tǒng)商業(yè)運(yùn)營(yíng)還將創(chuàng)造運(yùn)營(yíng)服務(wù)收益和第三方接入收益分

5、層。經(jīng)初步分析和測(cè)算，預(yù)計(jì)項(xiàng)目投運(yùn)5年內(nèi)，可發(fā)展用戶10萬(wàn)戶，銷售軟件及終端產(chǎn)品15萬(wàn)臺(tái)套，累計(jì)總產(chǎn)值預(yù)計(jì)可達(dá)到50億元。此外，研發(fā)和推廣可支撐億級(jí)客戶的智能用電互動(dòng)服務(wù)系統(tǒng)，還可進(jìn)一步優(yōu)化提升電網(wǎng)公司資產(chǎn)利用率，帶動(dòng)信息通信、計(jì)算機(jī)軟件、自動(dòng)控制與儀器儀表等眾多關(guān)聯(lián)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，由此產(chǎn)生的間接產(chǎn)值也將非常巨大。3.2 社會(huì)效益智能用電互動(dòng)服務(wù)技術(shù)研發(fā)，將會(huì)直接促進(jìn)智能用電互動(dòng)服務(wù)系統(tǒng)的應(yīng)用和推廣，還將具有廣泛的輻射帶動(dòng)效應(yīng)，可有效突破云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用瓶頸，為云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供一個(gè)可復(fù)制、可推廣的典型示范工程；同時(shí)，智能用電是客戶感知和體驗(yàn)智能電網(wǎng)建設(shè)成果的主要途徑

6、，智能用電互動(dòng)服務(wù)系統(tǒng)的規(guī)?；瘧?yīng)用與推廣，將有效改善居民用電體驗(yàn)，提高居民用電生活品質(zhì)，為和諧社會(huì)的構(gòu)建提供用電技術(shù)保障。2、 國(guó)內(nèi)外研究水平綜述本項(xiàng)目研究的可支撐億級(jí)客戶的智能用電互動(dòng)服務(wù)關(guān)鍵技術(shù)涉及“互動(dòng)服務(wù)系統(tǒng)架構(gòu)、云計(jì)算技術(shù)、數(shù)據(jù)交換技術(shù)、數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)和第三方開發(fā)平臺(tái)技術(shù)”等。國(guó)內(nèi)外相關(guān)技術(shù)發(fā)展研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)如下：（1）互動(dòng)服務(wù)系統(tǒng)架構(gòu)目前主流大型系統(tǒng)軟件多采用SOA架構(gòu)，它是一種面向企業(yè)級(jí)服務(wù)的應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)架構(gòu)。在基于SOA架構(gòu)的系統(tǒng)中，應(yīng)用程序的功能是由一些松耦合并且具有統(tǒng)一接口定義方式的組件（service）組合構(gòu)建起來(lái)的。SOA和其它企業(yè)級(jí)系統(tǒng)架構(gòu)的不同之處就在于SOA提供

7、的業(yè)務(wù)靈活性。業(yè)務(wù)靈活性使得企業(yè)能對(duì)業(yè)務(wù)變更快速和有效地進(jìn)行響應(yīng)，并且利用業(yè)務(wù)變更來(lái)取得競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。目前，舊M、BEA、Oracle、微軟和金蝶等均有提供SOA服務(wù)的中間件產(chǎn)品。（5）云計(jì)算技術(shù)云計(jì)算是并行計(jì)算、分布式計(jì)算和網(wǎng)格計(jì)算的發(fā)展，是虛擬化、效用計(jì)算、基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)、平臺(tái)即服務(wù)和軟件即服務(wù)等概念混合演進(jìn)并躍升的結(jié)果?！盎A(chǔ)設(shè)施虛擬化技術(shù)”和“大規(guī)模數(shù)據(jù)并行處理技術(shù)”是云計(jì)算的兩項(xiàng)核心技術(shù)?；A(chǔ)設(shè)施虛擬化技術(shù)的核心問(wèn)題是軟硬件資源虛擬化，主要包括借助CPU擴(kuò)展指令或軟件仿真的全虛擬化、通過(guò)修改客戶操作系統(tǒng)的半虛擬化、基于虛擬容器的操作系統(tǒng)級(jí)虛擬化技術(shù)等。目前有關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施虛擬化的研究已不再局

8、限于資源虛擬化技術(shù)本身，還包括資源按需調(diào)度、多租戶技術(shù)、海量數(shù)據(jù)處理、大規(guī)模消息通信、分布式存儲(chǔ)等方面，旨在解決安全性、可用性、可擴(kuò)展性、信息保密、高性能等技術(shù)挑戰(zhàn)。比較有代表性的基礎(chǔ)設(shè)施虛擬化技術(shù)包括VMWare、MicrosoftHyper-V、Xen等虛擬機(jī)技術(shù)以及基于這些虛擬機(jī)技術(shù)的虛擬機(jī)群解決方案，如Nimbus和Eucalyptus。大規(guī)模數(shù)據(jù)處理作為云計(jì)算的基礎(chǔ)平臺(tái)化技術(shù)，能夠適應(yīng)用戶數(shù)量的急劇增長(zhǎng)，可以承載面向超大用戶規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，能夠高效率、高可靠但又能低成本的管理海量數(shù)據(jù)，能夠降低普通大眾用戶使用的門檻，降低構(gòu)建大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)服務(wù)和應(yīng)用的門檻。目前大規(guī)模數(shù)據(jù)處理領(lǐng)域做得最好的

9、是Google的大規(guī)模數(shù)據(jù)處理平臺(tái)、和Hadoop開源社區(qū)的數(shù)據(jù)處理平臺(tái)。（2）數(shù)據(jù)交換技術(shù)目前成熟的數(shù)據(jù)交換平臺(tái)技術(shù)主要有WebServices、ETL等，可有效滿足大數(shù)據(jù)量、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交換。在對(duì)數(shù)據(jù)交換實(shí)時(shí)性要求不高時(shí)，多使用中間數(shù)據(jù)庫(kù)的簡(jiǎn)單數(shù)據(jù)交換模式。（4）數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)中的模式識(shí)別、聚類、決策樹等技術(shù)都比較成熟，但目前缺少與電力用電業(yè)務(wù)的有效集成與綁定應(yīng)用。（6）第三方開發(fā)平臺(tái)第三方開發(fā)平臺(tái)是由運(yùn)營(yíng)商提供的，面向第三方的開放式電子商務(wù)服務(wù)基礎(chǔ)服務(wù)框架，其主要內(nèi)容包括：以O(shè)penAPI形式開放的電子商務(wù)基礎(chǔ)服務(wù)、運(yùn)營(yíng)商自有的開放式應(yīng)用平臺(tái)、對(duì)第三方應(yīng)用平臺(tái)的開發(fā)式基礎(chǔ)支持。淘寶

10、開放平臺(tái)（TaoBaoOpenPlatForm,TOP）是淘寶軟件公司面向第三方開發(fā)者，提供API接口和相關(guān)開發(fā)環(huán)境的開放平臺(tái)。淘寶的OpenAPI是開放在阿里軟件（AliSoft）的服務(wù)集群平臺(tái)上，而阿里軟件是阿里巴巴與微軟公司戰(zhàn)略合作的產(chǎn)物。阿里軟件服務(wù)集群平臺(tái)為開發(fā)者提供整套的淘寶API的附加服務(wù)：測(cè)試環(huán)境、技術(shù)咨詢、產(chǎn)品上架、版本管理、收費(fèi)策略、市場(chǎng)銷售、產(chǎn)品評(píng)估等等。第三方軟件開發(fā)者可通過(guò)淘寶API來(lái)獲取淘寶客戶信息、淘寶商品信息、淘寶商品類目信息、淘寶店鋪信息、淘寶交易明細(xì)信息、淘寶商品管理等信息，并建立相應(yīng)的電子商務(wù)應(yīng)用。3、 項(xiàng)目的理論和實(shí)踐依據(jù)1. 項(xiàng)目研究?jī)?nèi)容的原理簡(jiǎn)述可支

11、撐億級(jí)客戶的智能用電互動(dòng)服務(wù)系統(tǒng)是建立在電力通信網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)和電力信息系統(tǒng)基礎(chǔ)之上的大型分布式網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)，該系統(tǒng)由應(yīng)用層、網(wǎng)絡(luò)層和感知層。1）應(yīng)用層：集成了為電網(wǎng)公司和客戶服務(wù)的多項(xiàng)系統(tǒng)功能，是電網(wǎng)公司與客戶進(jìn)行感知互動(dòng)的控制中心。系統(tǒng)通過(guò)與公司SG-ERP（包括用戶用電信息采集系統(tǒng)、營(yíng)銷業(yè)務(wù)系統(tǒng)）及其它信息系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，利用云計(jì)算技術(shù)、數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)對(duì)海量分布式數(shù)據(jù)信息和訪問(wèn)信息進(jìn)行分析和挖掘，實(shí)現(xiàn)跨行業(yè)、跨應(yīng)用、跨系統(tǒng)之間的信息協(xié)同、共享和互通，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的各種應(yīng)用業(yè)務(wù)邏輯，包括智能家庭、智能社區(qū)、智能樓宇、智能城市的各種應(yīng)用。2）網(wǎng)絡(luò)層：是應(yīng)用層和感知層之間的紐帶，提供了可支撐億級(jí)用戶的

12、智能用電互動(dòng)服務(wù)系統(tǒng)與客戶感知互動(dòng)的信息傳輸通道。網(wǎng)絡(luò)層在具體建設(shè)中將充分依托電力通信網(wǎng)，積極利用互聯(lián)網(wǎng)、公共通信網(wǎng)以及其它行業(yè)通信網(wǎng)。3）感知層：智能感知互動(dòng)終端通過(guò)傳感網(wǎng)與配有智能感知互動(dòng)單元的電氣設(shè)備（如水、電、氣、熱表計(jì)、智能開關(guān)、智能插座、智能家電等）進(jìn)行雙向通信，完成數(shù)據(jù)采集、信息傳輸和控制功能。通過(guò)智能感知互動(dòng)終端，客戶可以自助定制本地控制邏輯，也可以通過(guò)系統(tǒng)服務(wù)商店購(gòu)買第三方的應(yīng)用，下載到智能互動(dòng)終端上運(yùn)行。電力客戶與智能用電互動(dòng)服務(wù)系統(tǒng)交互有多種方式，主要通過(guò)智能感知互動(dòng)終端、電腦和手機(jī)等進(jìn)行。智能感知互動(dòng)終端內(nèi)集成有安全芯片，確保交互信息的安全。2. 項(xiàng)目研究?jī)?nèi)容的理論和實(shí)

13、踐依據(jù)電力工業(yè)是典型的資本密集型和技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)，具有顯著的規(guī)模經(jīng)濟(jì)特征，特別是在輸電和配電等生產(chǎn)環(huán)節(jié)具有自然壟斷屬性。這些技術(shù)經(jīng)濟(jì)特性決定了電力工業(yè)的自身發(fā)展規(guī)律，垂直一體化的壟斷經(jīng)營(yíng)模式成為電力工業(yè)的自然選擇，并在相當(dāng)長(zhǎng)的歷史時(shí)期內(nèi)有效地推動(dòng)了電力工業(yè)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展。隨著產(chǎn)業(yè)規(guī)模的持續(xù)擴(kuò)大，壟斷經(jīng)營(yíng)模式的體制性弊端日益明顯，難以適應(yīng)電力工業(yè)的發(fā)展要求，而科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，使電力的技術(shù)經(jīng)濟(jì)特性悄然發(fā)生改變，特別是在電力生產(chǎn)的發(fā)電環(huán)節(jié)，傳統(tǒng)的規(guī)模經(jīng)濟(jì)效益不再明顯。自1988年開始，以私有化和電力市場(chǎng)建設(shè)為主要內(nèi)容的電力市場(chǎng)化改革，在世界范圍內(nèi)掀起了電力體制改革浪潮，電力工業(yè)的管理和運(yùn)營(yíng)

14、模式發(fā)生了深刻變化。到21世紀(jì)初期，包括中國(guó)在內(nèi)的世界上很多國(guó)家普遍開展了電力市場(chǎng)化改革的探索和實(shí)踐。分布式電源和電動(dòng)汽車的快速發(fā)展和廣泛使用，對(duì)于利用可再生能源，減少化石能源消耗以及實(shí)現(xiàn)能源梯級(jí)利用，提高能效具有十分重要的意義。但同時(shí)，電力客戶的身份定位也悄然轉(zhuǎn)變，部分客戶已經(jīng)從單純的電力消費(fèi)者，轉(zhuǎn)變?yōu)榧仁请娏οM(fèi)者，同時(shí)又是電力生產(chǎn)者市場(chǎng)化改革的開展和客戶身份的重新定位，使電力流和信息流由傳統(tǒng)的單向流動(dòng)模式向雙向互動(dòng)模式轉(zhuǎn)變。信息的透明共享，電網(wǎng)的無(wú)歧視開放既體現(xiàn)了對(duì)人的尊重，對(duì)價(jià)值服務(wù)的認(rèn)同，同時(shí)也成為電網(wǎng)無(wú)法回避的挑戰(zhàn)。電網(wǎng)的透明開放為電網(wǎng)自身的運(yùn)營(yíng)發(fā)展提供了巨大的機(jī)遇，客戶的積極、廣

15、泛參與對(duì)于電網(wǎng)優(yōu)化資產(chǎn)效能，提高安全水平，降低運(yùn)營(yíng)成本具有重要意義，使電網(wǎng)構(gòu)建新型商業(yè)模式，提供電力增值服務(wù)，拓展戰(zhàn)略發(fā)展空間成為可能，但同時(shí)也對(duì)電網(wǎng)友好兼容各類電源和客戶接入，提供高效優(yōu)質(zhì)服務(wù)提出了更高的要求。當(dāng)前，新一輪世界能源革命的序幕已經(jīng)拉開，其目標(biāo)就是通過(guò)科技創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)以低碳能源為核心的低碳經(jīng)濟(jì)。推動(dòng)科技創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)高效管理，已經(jīng)成為電網(wǎng)迎接發(fā)展挑戰(zhàn)的必然選擇。在科技發(fā)展日新月異的今天，將先進(jìn)技術(shù)與傳統(tǒng)電力技術(shù)有機(jī)高效融合，推動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)技術(shù)轉(zhuǎn)型，全面提高資源優(yōu)化配置能力和運(yùn)行效率，保障安全、優(yōu)質(zhì)和可靠的電力供應(yīng)，提供靈活、高效和便捷的價(jià)值服務(wù)，是新形勢(shì)下電網(wǎng)發(fā)展面臨的新課題。同時(shí)

16、，電網(wǎng)的形態(tài)和功能定位正在發(fā)生深刻變化，電網(wǎng)發(fā)展任務(wù)更加繁重，亟需推進(jìn)體制機(jī)制創(chuàng)新，轉(zhuǎn)變發(fā)展模式，優(yōu)化業(yè)務(wù)布局，提高運(yùn)營(yíng)效率，實(shí)現(xiàn)管理轉(zhuǎn)型，以適應(yīng)生產(chǎn)力發(fā)展對(duì)生產(chǎn)關(guān)系變革提出的客觀要求。當(dāng)前，公司正在加快轉(zhuǎn)變發(fā)展方式，堅(jiān)持以信息化促進(jìn)管理現(xiàn)代化、服務(wù)網(wǎng)絡(luò)化。本項(xiàng)目研究將充分利用公司覆蓋城鄉(xiāng)的供電網(wǎng)架、安全可靠的通信網(wǎng)絡(luò)、有效暢通的信息等優(yōu)勢(shì)資源，借鑒國(guó)際先進(jìn)的商業(yè)模式，研制開發(fā)智能服務(wù)系統(tǒng)，在為客戶提供用電服務(wù)基礎(chǔ)上，向社會(huì)提供廣泛的綜合服務(wù)，創(chuàng)新公司新的盈利模式，推動(dòng)公司可持續(xù)發(fā)展。信息、通信、網(wǎng)絡(luò)、自動(dòng)化和電力系統(tǒng)等新技術(shù)新產(chǎn)品的應(yīng)用，為系統(tǒng)建設(shè)提供了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)支撐。智能電網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等關(guān)鍵

17、技術(shù)研究、設(shè)備研發(fā)、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范制定、示范化工程和試點(diǎn)項(xiàng)目應(yīng)用，為系統(tǒng)建設(shè)提供了充分的實(shí)踐依據(jù)。3. 項(xiàng)目研究的關(guān)鍵和難點(diǎn)本項(xiàng)目研究的關(guān)鍵和難點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（ 1）數(shù)據(jù)挖掘算法設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的差異性是數(shù)據(jù)挖掘的一個(gè)挑戰(zhàn)。數(shù)據(jù)來(lái)源于不同種類、不同品牌的用電設(shè)備，國(guó)家對(duì)智能家居、用電設(shè)備無(wú)明確的強(qiáng)制數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，采集的途徑和方式也有多種，數(shù)據(jù)可能會(huì)各有差別。數(shù)據(jù)挖掘算法設(shè)計(jì)的難點(diǎn)還體現(xiàn)在：為家庭用戶提供高質(zhì)量用電建議，使得家庭用戶樂(lè)于使用本系統(tǒng)并從本系統(tǒng)獲得好處，實(shí)際解決家庭用戶用電問(wèn)題；為企業(yè)用戶提供可以準(zhǔn)確的用電控制計(jì)劃，提供用電設(shè)備更新?lián)Q代可信的數(shù)據(jù)依據(jù)；為國(guó)家電網(wǎng)提供電價(jià)調(diào)整政策和電網(wǎng)的安全

18、運(yùn)行提供有效的數(shù)據(jù)依據(jù)；為用電設(shè)備生產(chǎn)廠家提供各種用電設(shè)備精確的運(yùn)行數(shù)據(jù)，為生產(chǎn)廠家提供改良生產(chǎn)的依據(jù)。（ 2）云計(jì)算應(yīng)用技術(shù)難點(diǎn)云計(jì)算環(huán)境下的業(yè)務(wù)處理邏輯并行化研究是一個(gè)技術(shù)難點(diǎn)。系統(tǒng)平臺(tái)業(yè)務(wù)處理普遍存在順序依賴關(guān)系,設(shè)計(jì)并行算法需要考慮處理邏輯、數(shù)據(jù)狀態(tài)之間的相互影響，因此算法的復(fù)雜性大大提高。根據(jù)業(yè)務(wù)需要將服務(wù)進(jìn)行分割，定義服務(wù)的邊界以及粒度是設(shè)計(jì)的一個(gè)難點(diǎn)。系統(tǒng)提供了大量功能，這些功能和實(shí)際業(yè)務(wù)并非一一對(duì)應(yīng)，合理化設(shè)計(jì)功能并封裝，為各項(xiàng)業(yè)務(wù)提供靈活的服務(wù)需要考慮很多復(fù)雜因素，因此功能的邊界和粒度的定義將非常復(fù)雜。保證云計(jì)算的服務(wù)質(zhì)量是系統(tǒng)的一個(gè)難點(diǎn)。系統(tǒng)數(shù)據(jù)量巨大、終端數(shù)量龐大、并發(fā)用

19、戶數(shù)大，這些特點(diǎn)都決定了該系統(tǒng)的復(fù)雜度高，云計(jì)算的可靠性、安全性、高效性等需要深入研究和實(shí)踐。（ 3）支撐億級(jí)用戶的系統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)設(shè)計(jì)支持億級(jí)用戶數(shù)據(jù)處理能力的技術(shù)架構(gòu)設(shè)計(jì)?；?dòng)服務(wù)平臺(tái)需要支持億級(jí)同時(shí)在線用戶，平均每秒GB級(jí)別的數(shù)據(jù)采集處理和準(zhǔn)實(shí)時(shí)處理能力。2010年騰訊QQ最高峰時(shí)同時(shí)在線用戶為1億，淘寶網(wǎng)每天最多6000萬(wàn)人訪問(wèn)，互動(dòng)服務(wù)平臺(tái)面臨的挑戰(zhàn)要更苛刻。首先，平臺(tái)要解決GB級(jí)數(shù)據(jù)的傳輸瓶頸，研究通過(guò)公網(wǎng)、專網(wǎng)的搭配、數(shù)據(jù)異步傳輸架構(gòu)、多級(jí)數(shù)據(jù)緩存架構(gòu)等多種技術(shù)手段解決傳輸瓶頸的方式。其次要解決數(shù)據(jù)的準(zhǔn)實(shí)時(shí)處理。智能用電要求對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)實(shí)時(shí)的挖掘分析，及時(shí)給出用電指導(dǎo)，如何滿

20、足數(shù)據(jù)的準(zhǔn)實(shí)時(shí)處理是本課題的難點(diǎn)之一。（ 4）對(duì)外提供增值服務(wù)的開放式API規(guī)劃和管理設(shè)計(jì)合理的API封裝是一個(gè)比較復(fù)雜而具有難度的工作。隨著系統(tǒng)的推廣應(yīng)用、業(yè)務(wù)處理的復(fù)雜度增加，如何滿足對(duì)外提供增值服務(wù)或業(yè)務(wù)應(yīng)用的需求，開放式API在一開始規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)就需要考慮有序管理。API安全認(rèn)證機(jī)制也是另外一個(gè)難點(diǎn)。實(shí)際接入平臺(tái)的應(yīng)用系統(tǒng)終端可能有個(gè)人電腦、手持終端、手機(jī)，支持終端的操作系統(tǒng)也多元化，為多種異構(gòu)終端提供API安全認(rèn)證是一個(gè)挑戰(zhàn)。（ 5）靈活的收費(fèi)策略設(shè)計(jì)多層面的靈活的計(jì)費(fèi)策略滿足不同業(yè)務(wù)的個(gè)性化計(jì)費(fèi)需求是本項(xiàng)目的難點(diǎn)。系統(tǒng)平臺(tái)的計(jì)費(fèi)分為兩個(gè)層面。第一個(gè)層面是云計(jì)算層面的費(fèi)用計(jì)算，是對(duì)云計(jì)

21、算資源的直接使用方進(jìn)行計(jì)費(fèi)。第二個(gè)層面是開放式API對(duì)外提供增值服務(wù)時(shí)的費(fèi)用計(jì)算。這些費(fèi)用計(jì)算需要提供多種可定制化的計(jì)費(fèi)策略，滿足不同業(yè)務(wù)的個(gè)性化需求。（ 6）開放性標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范化問(wèn)題智能電網(wǎng)尚在起步階段，與之對(duì)應(yīng)的多種終端設(shè)備，包括用電設(shè)備、智能插座、智能電表、網(wǎng)關(guān)等設(shè)備多無(wú)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，更無(wú)專門為智能電網(wǎng)需求提供的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，各設(shè)備和上下層級(jí)之間如何保障通信暢通（通信協(xié)議）、數(shù)據(jù)一致，為智能電網(wǎng)收集完整的數(shù)據(jù)信息是一個(gè)技術(shù)難點(diǎn)。（ 7）系統(tǒng)安全方面的技術(shù)難點(diǎn)如何構(gòu)建支撐億級(jí)用戶的網(wǎng)絡(luò)信任體系及相應(yīng)的安全基礎(chǔ)設(shè)施，實(shí)現(xiàn)對(duì)基于云計(jì)算技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能用電互動(dòng)服務(wù)系統(tǒng)中的人、設(shè)備和應(yīng)用程序等一

22、切實(shí)體的可信身份認(rèn)證是本項(xiàng)目系統(tǒng)安全保障體系研究的難點(diǎn)。4、 項(xiàng)目研究?jī)?nèi)容和實(shí)施方案1. 項(xiàng)目研究?jī)?nèi)容本項(xiàng)目旨在突破電網(wǎng)與用戶互動(dòng)技術(shù)難點(diǎn)，提出智能用電感知互動(dòng)的核心技術(shù)概念，自主研發(fā)可支撐億級(jí)居民與工商企業(yè)客戶的、國(guó)際領(lǐng)先的智能用電互動(dòng)服務(wù)關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)億級(jí)電氣設(shè)備用電信息的精準(zhǔn)及時(shí)感知和深度挖掘，優(yōu)化用電行為，構(gòu)建智能用電產(chǎn)業(yè)鏈，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。項(xiàng)目主要研究?jī)?nèi)容包括：1）智能用電互動(dòng)交互技術(shù)；2）智能用電技術(shù)；3）海量數(shù)據(jù)處理技術(shù)；4）異構(gòu)應(yīng)用智能封裝及快速部署技術(shù)；5）彈性資源虛擬化管理技術(shù)。1.1 智能用電互動(dòng)交互技術(shù)建設(shè)智能用電互動(dòng)服務(wù)系統(tǒng)的目標(biāo)之一是實(shí)現(xiàn)需求側(cè)響應(yīng)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)和用戶的

23、雙向互動(dòng)。智能感知互動(dòng)終端和感知單元為平臺(tái)和電力用戶之間提供了友好的、可視化的交互平臺(tái)。平臺(tái)可通過(guò)感知互動(dòng)終端和感知互動(dòng)單元采集用戶的用電數(shù)據(jù)、行為數(shù)據(jù)，獲取用戶主動(dòng)提交的數(shù)據(jù)，根據(jù)用戶請(qǐng)求返回相應(yīng)的結(jié)果，或者根據(jù)平臺(tái)設(shè)置的策略，將各類數(shù)據(jù)主動(dòng)推送到用戶。智能用電服務(wù)系統(tǒng)與用戶的互動(dòng)技術(shù)研究不僅僅包括通過(guò)軟、硬件界面進(jìn)行的簡(jiǎn)單數(shù)據(jù)交互，還包括增強(qiáng)用戶體驗(yàn)、感知和預(yù)測(cè)用戶需求、在用戶日常生活中給用戶提供建議或者進(jìn)行引導(dǎo)等更高層次的互動(dòng)技術(shù)。1.2 智能用電技術(shù)智能用電技術(shù)與電力用戶關(guān)系最為緊密，智能用電技術(shù)對(duì)提高電網(wǎng)運(yùn)行效率，指導(dǎo)用戶有序用電至關(guān)重要。本項(xiàng)目主要研究用電數(shù)據(jù)高效采集與深度挖掘，用

24、電模型建立，能效分析與節(jié)能用電策略制定，需求側(cè)響應(yīng)，峰谷時(shí)段劃分和分時(shí)電價(jià)研究、用電趨勢(shì)預(yù)測(cè)等內(nèi)容。智能用電互動(dòng)服務(wù)系統(tǒng)在智能用電技術(shù)領(lǐng)域可以提供信息搜集、處理、挖掘及可視化，分析和輔助決策，商業(yè)智能等方面的技術(shù)支撐。1.3 海量數(shù)據(jù)處理技術(shù)智能用電互動(dòng)服務(wù)系統(tǒng)通過(guò)云計(jì)算將原來(lái)分散、孤立的數(shù)據(jù)資源集中存儲(chǔ)、統(tǒng)一管理，為各應(yīng)用系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)層集中服務(wù)的數(shù)據(jù)虛擬平臺(tái)，有利于實(shí)現(xiàn)各應(yīng)用系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)共享。本項(xiàng)目主要研究云數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和處理的虛擬化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一數(shù)據(jù)虛擬化層次體系、統(tǒng)一數(shù)據(jù)元素標(biāo)準(zhǔn)和統(tǒng)一信息編碼，在此基礎(chǔ)上對(duì)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)規(guī)范化定義，建立全局統(tǒng)一的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)視圖模型和虛擬數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，提升業(yè)務(wù)人員從不同

25、緯度對(duì)數(shù)據(jù)應(yīng)用分析的理解。用戶或應(yīng)用程序可以通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的SQL語(yǔ)言訪問(wèn)虛擬數(shù)據(jù)庫(kù)，獲得數(shù)據(jù)源的聚合查詢結(jié)果。為解決在數(shù)據(jù)資源層進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的異構(gòu)等差異性特點(diǎn)，需要數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的統(tǒng)一訪問(wèn)接口基礎(chǔ)上，研究數(shù)據(jù)交換接口的規(guī)范性。為了集成和兼容現(xiàn)有應(yīng)用系統(tǒng)，應(yīng)用數(shù)據(jù)交換接口的標(biāo)準(zhǔn)研制需要能夠兼容和識(shí)別現(xiàn)有應(yīng)用程序和設(shè)備輸入的數(shù)據(jù)格式和語(yǔ)義，輸出的控制信息能夠滿足應(yīng)用系統(tǒng)和設(shè)備的輸入接口規(guī)范，用戶接入訪問(wèn)能夠滿足安全性特征要求規(guī)范。數(shù)據(jù)交互接口應(yīng)該具備實(shí)時(shí)性、智能化、自動(dòng)化、可定制的特性。在兼容現(xiàn)有業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)接口規(guī)范的基礎(chǔ)上，在上層提供面向服務(wù)架構(gòu)的數(shù)據(jù)服務(wù)總線，提供更加靈活的按需動(dòng)態(tài)集成和訪問(wèn)的接口標(biāo)準(zhǔn)。應(yīng)用

26、的數(shù)據(jù)統(tǒng)一部署到云計(jì)算中心，各個(gè)應(yīng)用數(shù)據(jù)的用戶級(jí)別是不一樣的，需要針對(duì)不同的需求根據(jù)用戶身份對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行安全控制。需要研究在統(tǒng)一虛擬化環(huán)境，數(shù)據(jù)虛擬資源自主的權(quán)限設(shè)置模型和訪問(wèn)控制，達(dá)到應(yīng)用（服務(wù)）可以獨(dú)立控制其數(shù)據(jù)。對(duì)于安全性很高的應(yīng)用數(shù)據(jù)，云存儲(chǔ)服務(wù)可以提供應(yīng)用獨(dú)立的數(shù)據(jù)加密的密鑰和算法，應(yīng)用在存儲(chǔ)時(shí)是存儲(chǔ)對(duì)關(guān)鍵數(shù)據(jù)進(jìn)行加密后的數(shù)據(jù)，而訪問(wèn)后先解密再進(jìn)行運(yùn)算的。1.4 異構(gòu)應(yīng)用智能封裝及快速部署技術(shù)不同種類的應(yīng)用除了需要計(jì)算、存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)能力外，往往還存在對(duì)其軟件環(huán)境的較強(qiáng)依賴。在部署大規(guī)模不同種類應(yīng)用時(shí)，處理軟件依賴關(guān)系以及配置軟件環(huán)境往往耗費(fèi)大量人力資源。針對(duì)不同種類的應(yīng)用，系統(tǒng)采用模板自

27、動(dòng)或手動(dòng)構(gòu)建及全局受控共享技術(shù)，使得大規(guī)模應(yīng)用能夠按需快速部署，應(yīng)用節(jié)點(diǎn)間自動(dòng)交互配置，并且該過(guò)程對(duì)用戶透明。除此之外，通過(guò)專業(yè)技術(shù)人員針對(duì)不同的系統(tǒng)采用不同的優(yōu)化策略制作出來(lái)的系統(tǒng)模板鏡像，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)快速透明部署，還能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)于不同種類的應(yīng)用自動(dòng)調(diào)優(yōu)，使得用戶在獲得應(yīng)用的同時(shí)，還能夠享受自動(dòng)優(yōu)化后的高效執(zhí)行環(huán)境。1.5 資源彈性分區(qū)管理技術(shù)分區(qū)是根據(jù)特定用途劃分出來(lái)的一組服務(wù)器（可以涵蓋網(wǎng)絡(luò)、物理機(jī)、虛擬機(jī)、軟件等多種形式的資源）的邏輯集合，其主要用途是支持多種異構(gòu)業(yè)務(wù)應(yīng)用模式，并可兼顧資源使用方式上的差異。分區(qū)管理的主要功能包括對(duì)分區(qū)的基本信息管理、分區(qū)節(jié)點(diǎn)控制、分區(qū)劃分管理和分區(qū)存儲(chǔ)策

28、略管理等。通過(guò)物理主機(jī)分區(qū)管理，可以對(duì)一堆零散的機(jī)器進(jìn)行資源整合，通過(guò)分區(qū)來(lái)呈現(xiàn)不同類型的資源池。本項(xiàng)目主要研究面向超大規(guī)模應(yīng)用需求的服務(wù)器虛擬化技術(shù)、分區(qū)彈性擴(kuò)展特性、機(jī)器動(dòng)態(tài)接入和移出、不同分區(qū)彈性補(bǔ)充和回收計(jì)算、支持批處理和編譯交互的高性能計(jì)算分區(qū)。2. 項(xiàng)目實(shí)施方案本項(xiàng)目將以智能電網(wǎng)建設(shè)和推廣應(yīng)用為契機(jī)，構(gòu)建有利于促進(jìn)智能服務(wù)與信息技術(shù)融合發(fā)展的互動(dòng)機(jī)制，充分發(fā)揮國(guó)家電網(wǎng)公司的技術(shù)和產(chǎn)業(yè)引領(lǐng)作用。項(xiàng)目研究總體上分為三個(gè)階段，即“規(guī)劃設(shè)計(jì)、系統(tǒng)研發(fā)、項(xiàng)目驗(yàn)收”三個(gè)階段。分階段實(shí)施計(jì)劃具體如下：（1）規(guī)劃設(shè)計(jì)針對(duì)可支撐億級(jí)用戶的智能用電互動(dòng)服務(wù)技術(shù)現(xiàn)狀和用戶應(yīng)用需求進(jìn)行調(diào)研，提出項(xiàng)目規(guī)劃設(shè)

29、計(jì)方案，為關(guān)鍵技術(shù)研究提供依據(jù)。（2）技術(shù)研發(fā)依據(jù)前階段應(yīng)用調(diào)研成果，結(jié)合項(xiàng)目總體設(shè)計(jì)規(guī)劃要求，組織實(shí)施可支撐億級(jí)用戶的智能用電互動(dòng)服務(wù)關(guān)鍵技術(shù)需求分析、功能架構(gòu)設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)、軟件編碼、軟硬件調(diào)試等工作。（3）項(xiàng)目驗(yàn)收通過(guò)深入分析和仔細(xì)研究，對(duì)項(xiàng)目研究?jī)?nèi)容進(jìn)行完善和提高，完成項(xiàng)目驗(yàn)收。5、 預(yù)期目標(biāo)和成果形式1）制定可支撐億級(jí)客戶的智能用電互動(dòng)服務(wù)系統(tǒng)技術(shù)導(dǎo)則等企業(yè)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，形成報(bào)批稿；2）完成可支撐億級(jí)客戶的智能用電互動(dòng)服務(wù)示范系統(tǒng)軟件研發(fā);3）申請(qǐng)專利5項(xiàng)，其中發(fā)明專利1項(xiàng)；4）完成高水平技術(shù)研究報(bào)告1部；5）發(fā)表高水平論文5-8篇；6）申請(qǐng)軟件著作權(quán)5項(xiàng)。八、項(xiàng)目的進(jìn)度安排廳P時(shí)間段

30、內(nèi)容12012年1月一2012年3月1、智能用電互動(dòng)服務(wù)關(guān)鍵技術(shù)調(diào)研，編制億級(jí)客戶智能用電互動(dòng)服務(wù)關(guān)鍵技術(shù)需求分析；2、制定億級(jí)客戶智能用電互動(dòng)服務(wù)總體技術(shù)方案；22012年4月一2012年8月1、研究制定億級(jí)客戶的智能用電互動(dòng)服務(wù)系統(tǒng)技術(shù)導(dǎo)則等企業(yè)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，形成報(bào)批稿；2、完成智能用電互動(dòng)服務(wù)關(guān)鍵技術(shù)開發(fā)；3、完成億級(jí)客戶智能用電互動(dòng)服務(wù)示范系統(tǒng)軟件編碼開發(fā)與單元測(cè)試。32012年9月一2012年10月1、完成億級(jí)客戶智能用電互動(dòng)服務(wù)示范系統(tǒng)軟件集成測(cè)試；2、提交5項(xiàng)軟件著作權(quán)申請(qǐng)。42012年11月2012年12月1、修改、完善和優(yōu)化項(xiàng)目研究成果；2、編制完成億級(jí)客戶智能用電互動(dòng)服務(wù)關(guān)鍵

31、技術(shù)研究總結(jié)報(bào)告；3、提父5項(xiàng)專利申報(bào)。4、發(fā)表局水平論文5-8篇；2012412月5、編制項(xiàng)目結(jié)題驗(yàn)收材料；6、組織項(xiàng)目結(jié)題驗(yàn)收。519九、項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)預(yù)算本項(xiàng)目研究經(jīng)費(fèi)預(yù)算530萬(wàn)元，擬申請(qǐng)?jiān)簞?chuàng)新基金經(jīng)費(fèi)300萬(wàn)元，自籌經(jīng)費(fèi)230萬(wàn)元。詳細(xì)經(jīng)費(fèi)預(yù)算如下:單位：萬(wàn)元科目金額申請(qǐng)資助自籌備注(一)直接費(fèi)用4992892101.人員費(fèi)75075(1)研究機(jī)構(gòu)人員費(fèi)60060(2)臨時(shí)工工資150152.設(shè)備及軟件費(fèi)375240135預(yù)算明細(xì)表(1)購(gòu)置1350135服務(wù)器、軟件等(2)試制2402400軟件3.業(yè)務(wù)費(fèi)43430預(yù)算明細(xì)表(1)材料費(fèi)12120(2)資料費(fèi)770(3)外協(xié)測(cè)試試驗(yàn)及加工費(fèi)10100預(yù)算明細(xì)表(4)會(huì)議費(fèi)660(5)差旅費(fèi)8804.其他直接費(fèi)用660(二)間接費(fèi)用3111201.現(xiàn)有儀器設(shè)備使用費(fèi)200202.直接管理費(fèi)用5503.其他間接費(fèi)用660(二)協(xié)作研允支出000預(yù)算明細(xì)表協(xié)作支出1000協(xié)作支出2000合計(jì)5303