电力解决方案概述

在电网前加“智能”二字,进一步诠释了它与IT行业的联系,IT相关技术的发展应用,可以为智能电网的建设部署与顺利运行提供技术支撑与保障。为此,众多IT行业大公司充分发挥其在信息通信领域的专长,从技术角度对智能电网进行支持。

从世界能源电力发展趋势看,智能电网的大规模兴起,很可能导致电力产业自工业革命以来一场新的、跨行业的新技术革命,引起电力、IT等行业的重大变革,同时导致建筑业、汽车业、新材料行业、通讯行业等多个产业发生重要突破,并催生出一系列新兴产业。智能电网已经不再是传统意义上的电网,它融合了电力电子、信息通信、传感测量、超导、控制仿真、大规模储能等一系列新的技术应用,代表了未来电力工业与信息通信等产业的融合发展趋势。

图1 :智能电网总体示意图

概括讲,电力IT系统发展变革可以分为三个阶段。

第一阶段:过程级。以业务自动化为目标,电力企业主要在生产领域从最初没有IT到有初步的IT建设,如早期的DAS、SCADA、PLC等。

第二阶段:管理级。主要是业务流程整合。当前,在电力的全流程数据环境中间有很多的应用孤岛及信息孤岛;业务流程整合就是把各种孤立的应用通过业务流程的链条整合在一起,从过去EMS、DMIS、RMIS、FMIS到现在的D5000、OMS、SG186等,其目标是初步实现电力的电力流、信息流、业务流融合的战略。

第三阶段:智能级。实现以客户最佳体验为中心的按需用电、精确发电、实现真正的双向一次潮流和二次信息流,最大限度地减少能耗,最终实现面向智能电网的战略目标。

目前,我国电力系统正处于从第二个阶段向第三个阶段过渡。在战略流程和业务流程之间还需要一个智能决策支持系统(即OSS运营支撑系统),这样就形成了与企业战略融合,可以快速适应变化和竞争的智能IT系统。

智能电网的本质就是能源替代和兼容利用,它需要在创建开放的系统和建立共享的信息模式的基础上,整合系统中的数据,优化电网的运行和管理。要实现整个电网中无所不在的“智能”特色,电力和IT产业的协作是必然的。在国家电网智能电网计划中,大约有60-80%的投资将用于实现远程控制、交互智能等非传统项目。电力业务系统对IT支撑需求之强烈前所未有,智能电网将成为拉动电力行业信息化需求新的增长点。

智能电网计划的启动将带动电网生产运行、经营管理、客户服务以及社会能源利用模式的重大变革。信息化作为智能电网“四化”特征的突破口,其重要性凸显。智能电网下信息化的重要特征,其发展趋势、建设方向都将成为电网企业以及IT业界共同关注的问题。在智能电网建设的大环境下,企业信息化将渗透到电网业务价值链的各个环节,管理信息化与自动化的结合将更加紧密,技术引领与业务驱动并重,信息化与业务创新将深度融合。

在智能电网建设框架下,信息化建设将随着电网应用需求的提升而面临新的发展要求。 1、信息化将渗透到业务全流程

智能电网的建设将覆盖从电源、输配电、售电和用电管理的各个环节,信息化也将成为各业务环节实现智能化的手段,信息化部门需要为更多新的业务需求提供支撑和服务,如提供基于智能设备的应用功能、为设备安全交互提供可监测的数字宽带网络等。信息化部门也需要更加深入业务,紧跟智能电网建设带来的业务变革。

2、应用集成将结合更紧密

在建设智能电网的环境下,生产自动化与管理信息化的结合将更加紧密。由于大批的智能设备、仪器仪表、传感器等将被置入各级电网以及终端用户侧,届时将有大量的设备状态数据、生产实时数据、负荷数据在各类设备之间、系统之间传递,企业的生产管理和经营决策都需要依赖这些数据来完成,管理决策信息也需要有效地反馈到电网运行中,并进行调节。信息化部门将需要提供自动化与管理信息化交互的平台,为更多实时数据的安全传输、科学管理和分析应用提供环境和工具。目前的调度OMS/OSS及SG186->SG-ERP过渡都是向这个方向发展。

3、面向电力私有云服务的一体化平台架构

目前,电力企业信息化建设正在从管理级应用向智能级应用转变,EAI建设成为当前电力企业解决信息孤岛,实现信息资源共享的重要手段。随着虚拟化技术及云计算、云服务的成熟,未来电力信息基础架构将成为企业私有云服务平台。电力云的技术架构为云计算的基础架构,包括IaaS、PaaS和SaaS三个层次。而电力系统对云计算的需求,其一是希望能够在瞬间我们把大量的数据吸纳进来,然后是对数据的快速检索,最后是对数据的运算,以得出有效结论支撑企业高效运转。同时一体化得基础架构也为企业应用的虚拟化提供了基础保障。如目前国网规划的一级应用级数据容灾中心已经隐约看到未来电力云服务的雏形。

相对于电力三、四区的管理信息业务,电力调度业务同样也存在资源的合理利用与优化的问题,但考虑到电网控制对安全及可靠性的特殊要求,在这个领域只可能有限地借鉴云计算的一些特性为智能电网的三态控制提供服务。

智能电网的信息化体系实际上是从信息化架构层级、电网产业链、业务类型三个不同的维度,对建设体系进行划分和组合。智能电网下,无论是从电能流的方向还是从企业业务链递进方向,每个环节都伴随有大量数据生成、被采集、处理,供分析应用,并最终以不同的形态展示在用户面前。信息化的理念和技术将在这些环节实现智能化目标的过程中充分发挥作用。在这样的体系结构下,未来智能电网信息化建设将主要有以下的内容。

1覆盖全流程的信息通信网络

智能电网的运行依赖于大量数据采集、传输、计算分析,覆盖高、中、低压的宽带通信网络是智能电网的基础。智能电力设备将通过通信网络进行数据通信和互动,实施自动故障识别、对已经发生的扰动做出响应等。基于通讯网络设施,大量的数据在各设备、系统之间进行传输和计算,对数据的处理能力和计算效率提出了更高的要求,分布式计算技术和云计算服务的应用将应运而生。

2、基于标准化的企业云服务平台

智能电网强调需要建立高速的信息通道,使数据在业务流引擎的驱动下,在电网设备运行、电网调度以及各业务系统间有序流动,包括电网实时运行数据、电网拓扑结构数据、计量数据、用户数据以及外部应用系统数据,从而实现信息集成,形成跨部门、跨系统、跨应用的业务协同环境。电网企业可以通过建立企业服务总线,集成分散式和集中式的应用系统。形成企业私有云服务平台,同时,为了不同系统和不同主体能够相互识别与交换信息、协调运行,接口协议和通用信息模型(CIM)等标准规范必不可少。当然,要达到系统之间的无缝衔接,还必须界定各个系统的软、硬件组成,明确它们相互之间的接口。

3、新一代电网的业务功能开发和应用创新

智能电网业务功能的开发与应用创新是智能电网价值的根本体现。智能电网的功能开发可以覆盖电网企业业务流、电能流的各个环节。从目前的研究进展和发展趋势来看,与智能电网相关的业务需求基本有:电网的优化、系统模拟和方针、设备资产的全生命周期管理、设备状态的检测与远程诊断、电力交易撮合、营销与配电一体化管理、需求侧管理、智能家电应用解决方案、企业生产经营绩效分析等。智能电网的业务功能将随着业务的发展和需求的增长不断地丰富完善。

4、纵深的信息安全防御体系

坚强是智能电网的基础,坚强不仅仅是要求骨干网架的安全稳定、抗攻击性强,对智能电网运行所依赖的整个信息环境的安全也同样有严格的要求,建立一套覆盖物理层到应用层的纵深信息安全防御体系是对坚强智能电网的基础支撑。

结束语

未来的三到五年,智能电网建设的不断提速会推进信息化与工业化的两化融合。智能电网对电力信息化的整合和集成都提出了更高的要求,极大地推动电力行业信息化建设的发展。与此同时,信息化与电力工业的深度融合也将随着智能电网的建设体现得更加充分。此外,云计算、物联网等信息通信技术从技术层面也将会推动信息化与电力工业的持续深度融合。

解决方案

  • 云计算作为IT领域的重要变革,从诞生到发展更多的是被从技术和应用角度进行定义和解释。我们知道,云计算已经实实在在落地到各行各业,云是流动的,类似于运动的生命。云计算的流动性,跟IT应用的波动密切相关。IT应用消耗的资源,不是一成不变的,也不是逐渐递增的,而是在不同的时间有周期性的波峰、波谷,尤其是在突发事件下,会有数倍、数十倍甚至更高的、不可预测的峰值。
  • 以太网是广播性质的网络,一旦链路成环路很容易导致广播风暴,耗尽网络链路及设备资源。然而在传统的数据中心网络部署中,为了保证网络设备和链路的高可靠,往往通过引入双机热备、双链路双归属的冗余方式组网,引入MSTP+VRRP协议来实现链路和设备网关的热备,这种部署方式必然会带来网络环路和复杂度的增加。
  • 随着电力信息十二五的深入发展及智能电网建设对新业务的需求海量激增,应用级容灾、电力私有云服务也提上日程,电力信息通信广域网络面临前所未有的挑战。

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成功案例

  • 北方魏家峁煤电有限责任公司信息系统建设是将所属的电厂、煤矿作为一个整体进行统筹规划的,同时按照华能集团、北方公司信息系统建设的总体规划与要求,进行内外网、数据中心应用平台的规划、建设。
  • 根据国家信息安全等级保护要求及国家电网公司对通信内网和互联网物理隔离的要求。本次在园区建设到桌面的数据网,由通信内网和外网两个完全隔离的网络组成,内网业务实现电力系统内部办公,智能电网业务子项的实现,覆盖园区办公、生产、实验大楼的每个办公室;外网则覆盖园区办公、生产、实验大楼和220kV变电站、电动汽车充换电站的办公区。
  • 河南省电力信息网络应用系统非常庞大,有详细规划的系统多达37个,涉及服务器,小型机,磁盘阵列各种设备共164台。维护人员日常工作非常繁琐,工作量很大,对应用系统难以精确监控,也不能够及时的发现问题。

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行业刊物

电力能源行业相继提出“智能电网”“数字油田”及“两化深度融合”等目标,业务驱动 IT 信息基础设施创新已经成为电力能源企业核心竞争力的重要组成部分,电力能源行业的应用特点非常符合云计算的服务模式和技术模式。本期特刊将针对行业背景及发展趋势、云计算相关技术、电力能源应用实践进行深入讨论,揭开云计算的神秘面纱。
业务驱动 IT 信息基础设施创新已经成为电力能源企业核心竞争力的重要组成部分,电力能源行业的应用特点非常符合云计算的服务模式和技术模式。本期特刊将针对行业背景及发展趋势、云计算相关技术、电力能源应用实践进行深入讨论,揭开云计算的神秘面纱。

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