浅谈基于物联网技术的配电云平台信息化建设

摘要：通过针对物联网技术的配电云平台信息化建设进行综合阐述，提出建设思路与简要方案，实现对配网云建设过程的业务、规范及技术层面需求进行说明。该文从基于物联网技术的配电云平台信息化建设的研究背景及意义、技术路线、技术架构设计、功能设计等方面分别进行了综述，并对配电云平台信息化建设建设要点及效果进行了分析和总结。

关键词：物联网;配网;云平台

中图分类号：N945.23      文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2022）17-0022-03

1 研究背景及意义

在配电管理运行管理领域，各种系统由于建设部门和建设时间不同，覆盖业务领域也有差异，因此配电关键数据分散在各个系统中，缺乏公共信模型的表述，频繁的数据变更和相互交互也对系统建设和运行带来了很大的负担。面对电力改革的大形势、新型智慧配电网的需求和“大云物移智”的技术浪潮，为配电各项业务构建一个基于云计算平台的配电云业务中间平台是当务之急。配电云平台以“大检修”的主视角出发，秉承“大中台小前台”的理念，兼顾调度、营销等的需求，以建设智能配网运营核心应用为目标，重点在于配网智能化和主动工作管理，支持售电侧改革和新能源接入管理。

2 技术路线

配电管理是一个复杂的业务领域，包含了电网、设备、终端、网络、客户等各种各样的业务对象，在此领域中也活跃着众多的系统开发商、设备提供商等，共同推动配电管理的业务不断发展。从IEC61968标准来看，配电管理系统（DMS）也是由多种分布式应用组件构成，而非一个单一的信息系统。因此，配电云平台由一系列建立在云计算平台上的开放型、分布式的配电管理后端服务构成，对实时数据驱动、主动管理模式、面向移动互联的新型配电管理业务应用提供有力支撑。同时，平台充分考虑对各类云平台的兼容性，基于通用的IAAS层搭建资源管理平台，并采用第三方的My SQL、Postgre、Redis、Hadoop等平台组件作为PaaS层。配电云平台也提供了基础的支撑组件，如微服务管理平台、统一权限平台、BPM流程平台等。

3 设计思路

3.1 业务层

配电云平台覆盖配电管理的七大业务领域，采用微服务架构抽象配电领域的核心业务服务，允许各厂商定制专用服务，并和平台服务相组合，构建相对独立的配电管理业务系统[1]。

3.2 规范层

配电云平台遵循IEC61968构建，具备基于CIM的统一配电网模型和基于IRM的接口体系，其内部组件和各外部系统之间都通过统一的形式进行标准化交互。

3.3 技术层

该系统应基于云计算平台构建，充分利用大量的现有云服务，如分布式关系数据库、分布式内存缓存、分布式调用框架、大数据计算服务等等，具备极好的可扩展能力、可移植能力和开放性，同时需要具备高度实时性的自动化仿真能力，应用新型分析技术自动将大量的数据处理成有用的信息，极大提高工作人员的处理能力和响应能力[2]。

4 技术架构设计

总体技术架构遵循IEC61968的配电管理系统体系架构标准，基于组件化、服务化、动态化的设计思想，运用云计算的各种技术体系，按照微服务架构和分层结构风格进行设计。技术架构如图3所示，从数据、服务到系统，自下而上共分为八个层次：数据来源层、数据接入层、数据存储层、基础服务层、计算服务层、应用服务层、应用系统层、用户交互层，同时系统各个组成部分横向接受统一的运行状态监控和分级的安全控制管理[3]。

5 功能设计

配电云平台由8个子产品构成，包括两个集成平台（模型数据集成平台、实时数据化集成平台），一个数据中台和五个服务中心（模型服务中心、图形服务中心、拓扑服务中心、量测服务中心和停电管理中心）[4]。

5.1 模型数据集成平台

模型数据集成平台通过对分散在各个系统中的电网图模数据进行汇集、清洗、转换和拼接，形成完整一致的模型数据提供给数据中台，支持基于消息的实时交换模式和基于大数据的全量/增量同步模式。应用领域包括配网供电服务指挥平台、营配调数据贯通、全业务数据中心。

5.2 实时数据集成平台

实时数据集成平台支持对终端设备（智能公变终端、线路在线监测终端）的直接采集和从各自动化系统（配电自动化I区、调度EMS系统、用电采集系统）中接入数据，通过分布式消息总线、实时数据缓存库对各类实时数据进行统一汇集，通过量测模型库和流式数据处理对实时数据进行分析加工，形成告警和预警事件。应用领域包括新一代配电自动化系统、营配调数据贯通、全业务数据中心。

5.3 配电云数据中台

配电云数据中台对配电业务领域的各类数据（电网资源、空间位置、拓扑信息、电力资产、专题图形、客户信息、量测数据、事件信息、运行数据等）进行统一的存储和管理，并对外提供一致性基础访问服务，支持配电数据在关系数据、列式数据库、分析数据库和大数据平台间的分布和流转，支持对数据的逻辑重定义和对象化定义，支持基于SQL和基于Restful的访问服务，包含数据质量管理和持续治理体系、基于人工智能的挖掘分析体系。应用领域包括全业务数据中心、四分线损计算、设备状态估计、深度学习。

5.4 模型服务中心

模型服务中心提供基于IEC61968标准的模型服务，包括输变电配低电网资源服务、二次设备服务、客户信息服务等，其中模型描述服务对外提供模型的对象定义和关系定义，设备服务和设备容器服务提供设备的CRUD服务和具体对象化访问服务，设备搜索服务提供基于全文搜索引擎的查找和定位服务。应用领域包括多系统模型交换、设备管理、设备搜索。

5.5 图形服务中心

图形服务中心以核心GIS引擎为核心，与容器化技术相结合，对外提供空间分析服务、GIS栅格化服务、专题图服务和路径规划服务，包括地理图、变电站内图、配电站内图、单线图、站间联络图、区域系统图等各类图形，支持图形的自由定义，具备极高的运行效率。应用领域包括电网GIS、电网专题图、配调应用、气象应用。

5.6 拓扑服务中心

拓扑服务中心以拓扑引擎为核心，支持多态数据管理，支持全网带电着色，提供连通性分析、供电范围分析、电源点追踪等核心服务，并实现了故障定位、供电半径分析、带电性分析等应用服务。应用领域包括线路供电半径分析、故障定位、带电着色、潮流计算。

5.7 量测服务中心

量测服务中心以实时数据缓存、列式数据库和大数据平台为技术支撑，对外提供统一高效的实时数据访问服务和基于消息的事件通知服务，包括量测模型服务、实时断面服务、历史数据服务、曲线数据服务和各类事件服务。应用领域包括同期线损计算、设备实时告警、实时断面展示、负荷预警。

5.8 停电管理中心

停电管理中心是计划停电、故障停电、故障研判的综合管理中心，通过基于DDDAS的自动化障研判引擎实现对各类告警事件的综合判别，为抢修管理和故障停电提供基础数据，并实现对停电信息的影响设备、影响范围和影响用户的分析服务，提供基于地理图的可视化服务[5]。应用领域包括故障综合研判、计划停电、故障停电、停电用户通知。

6 结束语

本文针对基于物联网技术的配电云平台信息化建设进行综合阐述，通过对系统设计的业务、规范及技术层面进行阐述，并就技术架构和功能设计进行了简要说明，基于物联网技术，结合配电网云平台建设，实现对模型数据、实施数据、配网云数据三大平台的研究方案，同时，建立模型、图形、拓扑、量测及听蒂娜管理五大中心，解决新型智慧配电网的需求，支撑“大云物移智”整体规划建设，实现配网业务的“大中台小前台”，综合利用电网内部数据资源，提高生产效率，创新配网建设过程中的信息化建设。

参考文献：

[1] 李勇.异构存储系统中的缓存技术研究[D].武汉：华中科技大学，2014.

[2] 陈杰.本地文件系统数据更新模式研究[D].武汉：华中科技大学，2014.

[3] 罗东健.大规模存储系统高可靠性关键技术研究[D].武汉：华中科技大学，2011.

[4] 王健宗.云存储服务质量的若干关键问题研究[D].武汉：华中科技大学，2012.

[5] 刘洋.层次混合存储系统中缓存和预取技术研究[D].武汉：华中科技大学，2013.

收稿日期：2022-03-16

作者简介：钟方伟（1981—），男，新疆乌鲁木齐人，中级工程师，研究方向为计算机科学;李斌（1995—），男，新疆昌吉人，研究方向为云计算及大数据;贾佳（1986—），女（回族），新疆乌鲁木齐人，初级工程师，研究方向为软件工程。