李星舉，張婧楠，王 杰，劉立博

(國網(wǎng)鞍山供電公司，遼寧 鞍山 114002)

國家電網(wǎng)有限公司(簡稱公司)提出要加快電網(wǎng)向新型電力系統(tǒng)升級(jí)，同時(shí)要落實(shí)“雙碳”目標(biāo)，發(fā)揮電力大數(shù)據(jù)支撐作用。全社會(huì)也對(duì)當(dāng)前電網(wǎng)能夠?qū)庸I(yè)互聯(lián)網(wǎng)、探索5G和變電站的多站融合、完成30萬充電樁的接入、適應(yīng)柔性調(diào)節(jié)等提出需求，尤其是僅能實(shí)現(xiàn)單向輸送電能、消納清潔能源困難、自動(dòng)化程度較低的配電網(wǎng)，升級(jí)改造任務(wù)日益迫切?？v觀基于云計(jì)算、人工智能、區(qū)塊鏈、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)等新興技術(shù)的互聯(lián)網(wǎng)公司發(fā)展經(jīng)驗(yàn)，重視數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)技術(shù)，對(duì)原有產(chǎn)業(yè)進(jìn)行數(shù)據(jù)化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化轉(zhuǎn)型是一種可遷移、可復(fù)制的可靠路徑。新型電力系統(tǒng)建立在智能電網(wǎng)、能源互聯(lián)網(wǎng)等眾多新型網(wǎng)架基礎(chǔ)上，各個(gè)業(yè)務(wù)口徑已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)在線化、數(shù)據(jù)化、智能化。然而，盡管新技術(shù)應(yīng)用不斷發(fā)展，以新能源為基本供能來源的新型電力系統(tǒng)需要同時(shí)在穩(wěn)步推進(jìn)的同時(shí)，注意基層業(yè)務(wù)的轉(zhuǎn)化與升級(jí)?；鶎庸╇姽净蚬╇娝饕獦I(yè)務(wù)是營銷和配電兩大領(lǐng)域，同時(shí)也是電網(wǎng)數(shù)據(jù)的重要接入口，現(xiàn)在推廣綜合能源服務(wù)、銜接5G基站等新基建項(xiàng)目、受理用戶電動(dòng)汽車或電供暖等需求中存在獲取數(shù)據(jù)既多且雜、數(shù)據(jù)貫通性不足、多平臺(tái)融合性不夠等問題，需要探索建立適應(yīng)新型電力系統(tǒng)的基于云計(jì)算等高容量、低功耗、可遷移技術(shù)特征的營配融合業(yè)務(wù)平臺(tái)解決方案，并付諸實(shí)踐。

在新型電力系統(tǒng)認(rèn)識(shí)方面，歐陽昌裕[1]從國家能源新戰(zhàn)略內(nèi)涵、能源綠色低碳發(fā)展、清潔低碳體系構(gòu)建、電力發(fā)展大勢、形態(tài)特征5個(gè)維度入手，探究新型電力系統(tǒng)建設(shè)路徑和挑戰(zhàn)，得出未來發(fā)電側(cè)、電網(wǎng)側(cè)、用戶側(cè)的生態(tài)圖景；朱征等[2]從新型配電網(wǎng)同步相量算法和新研制的新型配電網(wǎng)同步相量裝置設(shè)計(jì)出發(fā)，搭建了高精度同步相量測試平臺(tái)，并基于該平臺(tái)設(shè)計(jì)了符合配電網(wǎng)環(huán)境特征的多場景測試方案，并對(duì)算法在標(biāo)準(zhǔn)場景及配電網(wǎng)實(shí)際測量環(huán)境下的性能進(jìn)行全面測試，驗(yàn)證了所設(shè)計(jì)算法的高精度和快響應(yīng)特性。在新能源供給側(cè)方面，魏凱等[3]結(jié)合新能源接入電網(wǎng)后的實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)研究，提出交直流混合配電網(wǎng)技術(shù)方案，并以電網(wǎng)恢復(fù)技術(shù)作為關(guān)鍵項(xiàng)目，對(duì)關(guān)鍵技術(shù)特征進(jìn)行驗(yàn)證；鄭建平等[4]在基于柔性直流配電網(wǎng)的城市互聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)中，提出柔性直流配電網(wǎng)示范工程的設(shè)計(jì)及分析，并成功在世界容量最大、電壓等級(jí)最多的珠海唐家灣三端柔性直流配電網(wǎng)工程中投入運(yùn)行。在數(shù)據(jù)應(yīng)用方面，顏融[5]依托人工智能、云計(jì)算等新技術(shù)，提出暫態(tài)穩(wěn)定快速批量評(píng)估算法框架，使加快專家系統(tǒng)和用戶側(cè)綜合能源服務(wù)具備了理論支撐；伍也凡[6]等以源網(wǎng)荷儲(chǔ)同步優(yōu)化、智能控制為目標(biāo)，將規(guī)劃設(shè)計(jì)作為加強(qiáng)數(shù)據(jù)應(yīng)用的突破口，有效利用分布式電源、魯棒優(yōu)化、多目標(biāo)規(guī)劃等技術(shù)，將數(shù)據(jù)挖掘與應(yīng)用作為新型電力系統(tǒng)的重要支撐，綜合提升配電網(wǎng)可靠性。

從當(dāng)前的研究成果可知，新型電力系統(tǒng)建設(shè)與傳統(tǒng)電網(wǎng)具備顯著差異，一個(gè)明顯特征就是能源供給側(cè)更加分散，電力系統(tǒng)調(diào)控模式更加復(fù)雜，配電網(wǎng)從供售電末端向電源供給側(cè)和消費(fèi)側(cè)雙重職能身份轉(zhuǎn)變，常規(guī)的配電春秋季檢修運(yùn)維、現(xiàn)場表計(jì)核抄與線損計(jì)算、搶修工單與用戶回訪等任務(wù)隨之發(fā)生深刻變化。當(dāng)前，在工程實(shí)踐中，電網(wǎng)公司等能源行業(yè)往往依靠外部互聯(lián)網(wǎng)或數(shù)據(jù)技術(shù)公司代理進(jìn)行平臺(tái)設(shè)計(jì)和運(yùn)維，具體運(yùn)營經(jīng)驗(yàn)和數(shù)據(jù)模型存在大量空白。盡管可以節(jié)約部分用工成本，但也為未來面向用戶側(cè)、即未來的潛在供能側(cè)深化改革埋下隱患。數(shù)據(jù)表明，越來越多的用戶需要足夠的數(shù)據(jù)分析產(chǎn)品和綜合能源建議進(jìn)行對(duì)應(yīng)的新能源反送或市電接入操作，取得對(duì)應(yīng)的差價(jià)獲益，因而研發(fā)面向基層供電末端需求的綜合業(yè)務(wù)云平臺(tái)日益迫切。

當(dāng)前，能源互聯(lián)網(wǎng)在配電網(wǎng)側(cè)的應(yīng)用越來越廣，以智能負(fù)荷開關(guān)、電能表、考核表及各類傳感器等設(shè)備在配電網(wǎng)使用中既多且雜，基層供電公司或供電所人員需要同時(shí)面對(duì)處理搶修任務(wù)、開展例行檢修、解決用戶投訴、推廣業(yè)擴(kuò)報(bào)裝等多重任務(wù)。對(duì)此，本文針對(duì)新型電力系統(tǒng)建設(shè)預(yù)期場景，面向多樣化用戶需求和營配工作人員實(shí)際需要，設(shè)計(jì)一種經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)可行的現(xiàn)場輔助平臺(tái)解決方案，并以在遼寧某地級(jí)市城區(qū)供電公司日常應(yīng)用反饋數(shù)據(jù)為樣本，驗(yàn)證其實(shí)際效果，為新型電力系統(tǒng)建設(shè)升級(jí)提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)支撐和有益探索。

1 新型電力系統(tǒng)相關(guān)研究

新型電力系統(tǒng)建設(shè)有賴于發(fā)電側(cè)、電網(wǎng)側(cè)、負(fù)荷側(cè)的協(xié)調(diào)互動(dòng)，加快電網(wǎng)感知能力、信息中臺(tái)、泛在互聯(lián)的特征建設(shè)，同時(shí)需要深刻認(rèn)識(shí)到新能源接入后電源波動(dòng)性大、負(fù)荷側(cè)不確定性情況增加等，信息系統(tǒng)與電力系統(tǒng)的新一輪融合勢在必行。公司今年上線的新能源云，標(biāo)志著新能源為主體的新型電力系統(tǒng)建設(shè)進(jìn)程將全面對(duì)接“碳達(dá)峰、碳中和”目標(biāo)。新能源云逐漸向供給側(cè)深化應(yīng)用，需要足夠多的基層數(shù)據(jù)和技術(shù)中臺(tái)進(jìn)行對(duì)接，這在技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)則構(gòu)建、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、服務(wù)云化等諸多方面提出新的要求和新的挑戰(zhàn)。當(dāng)前，服務(wù)用戶的末端配電網(wǎng)面臨著新能源接入帶來的一定風(fēng)險(xiǎn)，如諧波污染、風(fēng)電周期性波動(dòng)、電動(dòng)汽車集中充電或反饋電上網(wǎng)等未知性風(fēng)險(xiǎn)、繼電保護(hù)裝置設(shè)計(jì)和新能源適應(yīng)性改造等大量問題亟待解決。同時(shí)，由于電網(wǎng)用戶的身份由單純的能源消費(fèi)者向能源消費(fèi)+供給者轉(zhuǎn)變，這將帶來末端配電網(wǎng)和服務(wù)模式的深刻變化。從國外的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)來看，美國在相關(guān)研究中走在技術(shù)前列，其通過建立大型用電企業(yè)與發(fā)電企業(yè)之間的中長期期貨貿(mào)易市場，逐步解決了新能源上網(wǎng)電價(jià)壓降、電網(wǎng)公司經(jīng)營性利潤、跨能源區(qū)電能交易及生產(chǎn)企業(yè)經(jīng)營保障等各類問題。并建立電能現(xiàn)貨交易，補(bǔ)齊了在非企業(yè)用戶、普通用戶和企業(yè)電能短期交易等方面的平臺(tái)短板[7]，為構(gòu)建新型電力系統(tǒng)模式做出一定貢獻(xiàn)。但在美國大力發(fā)展風(fēng)電核電光伏的得克薩斯州遭遇大風(fēng)雪時(shí)出現(xiàn)了連續(xù)多日的大停電，發(fā)電企業(yè)無法兌現(xiàn)其在合同中規(guī)定的供能責(zé)任，給地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和居民生活帶來巨大損失，這一事件需要認(rèn)真反思和警惕，在加快建設(shè)新型電力系統(tǒng)中一定多積累經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)。

新型電力系統(tǒng)的建設(shè)需要從中長期發(fā)展需要出發(fā)，集中解決發(fā)輸變配用各個(gè)領(lǐng)域的問題，在保證實(shí)現(xiàn)單位GDP能耗降低和能耗總量雙降的同時(shí)，綜合利用人工智能(AI)、大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈、云計(jì)算等先進(jìn)信息技術(shù)，保證“雙碳”目標(biāo)的最終實(shí)現(xiàn)。如果從當(dāng)前的電力系統(tǒng)做一個(gè)假設(shè)推演，從電廠發(fā)電，經(jīng)過電網(wǎng)，最終配送給用戶的傳統(tǒng)模式將變成類似互聯(lián)網(wǎng)的雙向貫通模式，這不僅需要在用戶側(cè)增加非侵入式電量采集裝置、更豐富的配電網(wǎng)智能傳感器、更全面的GIS、BIM信息貫通，更需要真正的電力系統(tǒng)重構(gòu)和革新。新型電力系統(tǒng)的建設(shè)需要至少經(jīng)歷2個(gè)明顯階段：第1個(gè)階段是以光伏、風(fēng)電、水電等電能生產(chǎn)者為代表的新能源成為電源側(cè)的主體，同時(shí)需要煤炭、燃油等化石能源作為重要調(diào)節(jié)手段的一個(gè)共存階段，這個(gè)階段需要政策、法律、技術(shù)、資金、人員、設(shè)備等各方參與和努力，盡快構(gòu)建新型電力系統(tǒng)基本框架；第2個(gè)階段是以大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)為支撐，多能互補(bǔ)、源荷互動(dòng)、交直共生的能源模式，網(wǎng)架部分將依托堅(jiān)強(qiáng)大電網(wǎng)，衍生泛在供用能一體化的微電網(wǎng)，真正實(shí)現(xiàn)電能隨取隨用、按量計(jì)費(fèi)、智能高效、清潔友好的目標(biāo)。

目前，某些地區(qū)面臨電量吃緊、有序用電的壓力，社會(huì)輿論對(duì)于供電穩(wěn)定、能效管理、精準(zhǔn)控制、實(shí)時(shí)響應(yīng)等需求空前關(guān)注，降低能耗、提升效率獲得新一輪的廣泛共識(shí)。從負(fù)荷需求角度看，第三產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟(jì)極度依賴電力安全可靠供應(yīng)，同時(shí)也呼喚電網(wǎng)企業(yè)能夠快速精準(zhǔn)地提供服務(wù)范圍更廣、指導(dǎo)意義更強(qiáng)的公共產(chǎn)品和信息服務(wù)，這對(duì)影響企業(yè)制定工時(shí)計(jì)劃、公眾安排好日常生活具有巨大的心理安撫作用。從清潔能源開發(fā)角度看，中國各類新能源儲(chǔ)量超大，具備支撐經(jīng)濟(jì)發(fā)展、保障和改善民生的潛力；從運(yùn)營管理角度看，有賴于5G等通信技術(shù)支持，用戶側(cè)與配電網(wǎng)設(shè)備間實(shí)現(xiàn)毫秒級(jí)控制成為可能[8]；從市場建設(shè)角度看，保安全、保供應(yīng)、保兜底應(yīng)該成為出發(fā)點(diǎn)，容量市場、碳排放交易、電能和調(diào)峰市場應(yīng)該相互支持、聯(lián)通共享；從商業(yè)模式角度看，需要基于新能源發(fā)電企業(yè)中長期補(bǔ)償性收益，讓企業(yè)在沒有后顧之憂情況下，盡力壓降成本、革新技術(shù)，為政策優(yōu)化提供參考[9]。

綜合國內(nèi)外相關(guān)研究結(jié)果及新型電力系統(tǒng)發(fā)展思路，可以得出以下結(jié)論：一方面，電網(wǎng)從骨干網(wǎng)架到末端配電箱、電能表都需要重新進(jìn)行設(shè)計(jì)和改造，進(jìn)而滿足能源安全、節(jié)能環(huán)保、智能友好、安全可靠等社會(huì)需求，盡管在產(chǎn)學(xué)研等領(lǐng)域已經(jīng)開始對(duì)新型電力系統(tǒng)進(jìn)行研究，但主要集中于調(diào)度算法設(shè)計(jì)、工業(yè)園應(yīng)用結(jié)果分析和未來電網(wǎng)情境展望等環(huán)節(jié)，一定程度上落后于實(shí)際需求；另一方面，由于政策法律、行業(yè)發(fā)展、技術(shù)進(jìn)步、資金歸集與電網(wǎng)、信息網(wǎng)的融合等都需要一定時(shí)間，當(dāng)前急需從實(shí)際應(yīng)用出發(fā)，提出技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理的建設(shè)方案，并進(jìn)行相關(guān)結(jié)果驗(yàn)證。

2 面向用戶需求的云計(jì)算平臺(tái)設(shè)計(jì)

2.1 云平臺(tái)所需覆蓋主要領(lǐng)域探究

云計(jì)算是當(dāng)前解決能源行業(yè)等傳統(tǒng)領(lǐng)域算力、算法的關(guān)鍵支撐性技術(shù)，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于電網(wǎng)調(diào)控、故障處理、專家診斷和數(shù)據(jù)容災(zāi)等領(lǐng)域。云計(jì)算平臺(tái)的2個(gè)鮮明特征是：資源池化和軟硬件解耦[10]。云計(jì)算技術(shù)的出現(xiàn)給沒有及時(shí)參與互聯(lián)網(wǎng)化改造的傳統(tǒng)企業(yè)帶來了新的曙光，電網(wǎng)公司十分重視研究和應(yīng)用云計(jì)算技術(shù)，從國網(wǎng)云到新能源云，可見云資源投入逐年加大，各個(gè)省公司已經(jīng)搭建起各自的私有云平臺(tái)。目前，尚處于建設(shè)探索階段的新型電力系統(tǒng)主要分為4層架構(gòu)——感知層、網(wǎng)絡(luò)層、平臺(tái)層和應(yīng)用層。感知層是實(shí)現(xiàn)新型電力系統(tǒng)全面感知的核心能力，也是新型電力系統(tǒng)中包括關(guān)鍵技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)化方面、產(chǎn)業(yè)化方面亟待突破的部分；網(wǎng)絡(luò)層是新型電力系統(tǒng)架構(gòu)中標(biāo)準(zhǔn)化程度最高、產(chǎn)業(yè)化能力最強(qiáng)、最成熟的部分，廣泛覆蓋的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)是實(shí)現(xiàn)新型電力系統(tǒng)的基礎(chǔ)設(shè)施；平臺(tái)層負(fù)責(zé)提供信息處理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)海量數(shù)據(jù)信息的深度挖掘應(yīng)用。同時(shí)，平臺(tái)層緊密結(jié)合人工智能、大數(shù)據(jù)背景及新型智能電網(wǎng)的特性，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)流顯性、隱性價(jià)值挖掘和應(yīng)用；應(yīng)用層能提供豐富的基于新型電力系統(tǒng)的應(yīng)用，是新型電力系統(tǒng)發(fā)展的根本目標(biāo)。基于云計(jì)算的營配融合現(xiàn)場輔助云平臺(tái)總體架構(gòu)如圖1所示。

2.2 云平臺(tái)架構(gòu)搭建

本次設(shè)計(jì)涉及的云平臺(tái)是面向電網(wǎng)公司營銷現(xiàn)場實(shí)際的、具備自動(dòng)記錄存儲(chǔ)相關(guān)信息并能支持大數(shù)據(jù)分析的輔助現(xiàn)場核抄工作總體方案。該平臺(tái)屬于公司系統(tǒng)內(nèi)搭建的私有云平臺(tái)，云管方面主要技術(shù)為openstack，虛擬化方面主要技術(shù)是KVM(kernel-based virtual machine)，存儲(chǔ)方面選擇了分布式對(duì)象存儲(chǔ)，網(wǎng)絡(luò)部分除進(jìn)行虛擬IP分配還將保證安全、負(fù)載分擔(dān)等功能。由于是面向用戶現(xiàn)場、基層人員使用，因此該平臺(tái)必須保證管理人員對(duì)數(shù)據(jù)安全的直接控制和業(yè)務(wù)流程的管控權(quán)力。針對(duì)新能源用戶不斷增長的現(xiàn)狀，云平臺(tái)的易擴(kuò)展性也突顯出來，可以同時(shí)支持?jǐn)?shù)千用戶使用，并能保證較低成本。

圖1 基于云計(jì)算的營配融合現(xiàn)場輔助云平臺(tái)總體架構(gòu)

基于S/M架構(gòu)的云平臺(tái)服務(wù)器端，需要保證現(xiàn)場工作人員在可穿戴設(shè)備或手機(jī)端方便獲得授權(quán)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)資源高可用和安全無漏洞兩大集中優(yōu)勢。由于該平臺(tái)除記錄工作信息、用能狀態(tài)、線損數(shù)值等關(guān)鍵數(shù)據(jù)外，還記錄短視頻或圖片等信息，所以在未來對(duì)接新能源云等大數(shù)據(jù)、云計(jì)算平臺(tái)前，需要進(jìn)一步完善Map Reduce和SQL優(yōu)化方案，保證末端手持設(shè)備的快速數(shù)據(jù)加載和分析使用，提升云平臺(tái)之間的互通性和友好性。在線虛擬機(jī)設(shè)置界面和云平臺(tái)模塊構(gòu)成如圖2所示。

圖2 在線虛擬機(jī)設(shè)置界面和云平臺(tái)模塊構(gòu)成

2.3 云平臺(tái)建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)

從新型電力系統(tǒng)的技術(shù)架構(gòu)可知，建設(shè)的具體思路，即建立所謂智云網(wǎng)邊端(ACENT)架構(gòu)?！爸恰奔粗咐肁I技術(shù)搭建電網(wǎng)智能應(yīng)用服務(wù)平臺(tái)，為新型電力系統(tǒng)提供良好發(fā)展生態(tài)的基礎(chǔ)?！霸啤奔粗冈朴?jì)算和云存儲(chǔ)，依托國網(wǎng)新能源云平臺(tái)，推動(dòng)企業(yè)中臺(tái)體系構(gòu)建，進(jìn)一步開展基礎(chǔ)性、前瞻性研究?！熬W(wǎng)”即指空天地一體化網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，需要5G無線通信、光纖通信、新型材料等領(lǐng)域進(jìn)一步突破，保證網(wǎng)架堅(jiān)強(qiáng)、狀態(tài)可控、智能運(yùn)維、安全經(jīng)濟(jì)的目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn)?！斑叀奔粗敢赃吘売?jì)算技術(shù)為代表的關(guān)鍵技術(shù)在變電儲(chǔ)能、多站協(xié)同、冗余計(jì)算的具體研發(fā)和應(yīng)用，同時(shí)需要邊緣計(jì)算設(shè)備的跟進(jìn)研究?！岸恕奔粗钢悄芨兄K端，這是物聯(lián)網(wǎng)感知層的核心技術(shù)，被稱為電力三次設(shè)備，是電網(wǎng)信息物理融合(CPS)的基礎(chǔ)。用戶側(cè)的需求預(yù)測分析理論與技術(shù)方法見表1。

表1 用戶側(cè)的需求預(yù)測分析理論與技術(shù)方法

3 現(xiàn)場輔助云平臺(tái)方案設(shè)計(jì)及應(yīng)用分析

3.1 云平臺(tái)應(yīng)用背景

搭建具備匹配電網(wǎng)公司服務(wù)特征和服務(wù)能力的云計(jì)算平臺(tái)，需要在諸多功能上橫縱貫通，保證在業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)化、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)化的基礎(chǔ)上，承接新型電力系統(tǒng)建設(shè)任務(wù)，實(shí)現(xiàn)用電無感知，檢修零中斷。本文基于上述分析，從解決現(xiàn)場營銷和配電專業(yè)融合問題入手，搭建基于云計(jì)算的現(xiàn)場輔助云平臺(tái)，并開發(fā)了對(duì)應(yīng)小程序，方便99%情境下的移動(dòng)終端使用。本文以遼寧某大型城市的區(qū)供電公司服務(wù)范圍展開實(shí)際驗(yàn)證，該地區(qū)供電服務(wù)面積涉及6個(gè)鎮(zhèn)、共計(jì)317 km2；其服務(wù)范圍內(nèi)擁有供電用戶12.27萬戶。變電及配電設(shè)備方面，該轄區(qū)內(nèi)共有220 kV變電站5座、66 kV變電站14座；10 kV配電變壓器1689臺(tái)，容量454.48 MVA；10 kV配電線路119條，長度868.5 km，是屬于典型的城區(qū)和鄉(xiāng)村、平原和山地、3個(gè)產(chǎn)業(yè)全覆蓋的綜合經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)，具備較好的研究條件?，F(xiàn)場表箱二維碼和手機(jī)端設(shè)備信息界面如圖3所示。

圖3 現(xiàn)場表箱二維碼和手機(jī)端設(shè)備信息界面

3.2 云平臺(tái)基本架構(gòu)及服務(wù)界面功能設(shè)計(jì)

硬件方面，云平臺(tái)在供電公司機(jī)房搭建服務(wù)器集群，并在手機(jī)端或PC端可以登錄使用客戶機(jī)。當(dāng)前服務(wù)器采用CPU、硬盤、網(wǎng)絡(luò)融合部署，在虛擬桌面運(yùn)行過程中可支持1000個(gè)以上同時(shí)加載業(yè)務(wù)。存儲(chǔ)使用RAID10模式，“SSD+HDD”混合設(shè)計(jì)，保證兼顧冗余和經(jīng)濟(jì)性，具備高效快捷的 I/O 性能，完全支持營銷服務(wù)中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)服務(wù)，并可以通過預(yù)留API方便對(duì)接混合云等上級(jí)云管平臺(tái)。面向新型電力系統(tǒng)的“雙碳”設(shè)計(jì)需求，云平臺(tái)原生的綠色環(huán)保能力，可以最大限度降低單位主機(jī)能耗，減少冷量需求，同步降低采購本與設(shè)備功耗。

軟件方面，云平臺(tái)基于 KVM 和openstack框架設(shè)計(jì)，均采用開源平臺(tái)產(chǎn)品，避免出現(xiàn)“卡脖子”問題，維護(hù)公司合法權(quán)益。系統(tǒng)基于ARM架構(gòu)和Linux內(nèi)核，使用KVM公司產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)硬件虛擬化和資源池化，最終對(duì)接到openstack。在原生openstack基礎(chǔ)上進(jìn)行Nova、Glance、Nurton供能加固，保證資源自動(dòng)調(diào)度的同時(shí)，減少重復(fù)設(shè)計(jì)產(chǎn)品的浪費(fèi)。在手機(jī)界面使用微信小程序，其后端為具備負(fù)載均衡供能的Web融合界面，可根據(jù)營銷、配電業(yè)務(wù)的擴(kuò)展和取消靈活選擇交付桌面。

業(yè)務(wù)方面，融合配電、用電檢查、計(jì)量、采集、抄核收、安全等多個(gè)業(yè)務(wù)模塊，與基層供電公司7級(jí)臺(tái)區(qū)經(jīng)理制有效銜接，保障供電服務(wù)的一貫性、可靠性，保障用戶方便查詢電量、電費(fèi)、變壓器損耗和負(fù)載優(yōu)化等綜合信息，用戶對(duì)平臺(tái)回訪滿意率100%?，F(xiàn)場輔助云平臺(tái)尤其考慮安全管控，在現(xiàn)有電網(wǎng)向新型電力系統(tǒng)過渡期，發(fā)揮現(xiàn)有傳感器及安全保障系統(tǒng)作用，保證公網(wǎng)、自維設(shè)備、計(jì)量裝置等各類設(shè)備的安全可靠運(yùn)行，保障重點(diǎn)區(qū)域、重點(diǎn)用戶、民生項(xiàng)目的供電可靠性和“獲得電力”水平持續(xù)提升。分臺(tái)區(qū)達(dá)標(biāo)率完成統(tǒng)計(jì)情況如圖4所示。

圖4 分臺(tái)區(qū)達(dá)標(biāo)率完成統(tǒng)計(jì)情況

3.3 云平臺(tái)方案應(yīng)用實(shí)例

現(xiàn)場輔助云平臺(tái)應(yīng)用于營銷閉環(huán)管理方面，以實(shí)現(xiàn)設(shè)備巡檢信息功能特色，包括計(jì)量裝置檢查結(jié)果、巡檢情況記錄、現(xiàn)場照片等，并支持巡檢人員信息包括姓名、手機(jī)號(hào)碼、定位和簽名的多重確認(rèn)安全手段。數(shù)據(jù)流程可上傳云平臺(tái)，借助微信小程序，供管理人員隨時(shí)隨地核實(shí)審查，實(shí)現(xiàn)核抄工作的全流程閉環(huán)管理。

在節(jié)約現(xiàn)場管理成本方面，自從2021年1月起初步試運(yùn)行，云平臺(tái)已經(jīng)節(jié)約人工及車輛成本6.76萬元；按照2020年供電量為10 573萬kWh計(jì)算，當(dāng)前年均綜合損失率為5.65%，損失電量減少1743萬kWh，平均單價(jià)按543.53元/kWh計(jì)算，可增加電費(fèi)947.37萬元。在提升線損管理方面，該地區(qū)供電公司同期線損在線監(jiān)測達(dá)標(biāo)率完成98.49%，較年初94.68%提升了3.81個(gè)百分點(diǎn)，環(huán)比提升0.63個(gè)百分點(diǎn)，可以再節(jié)約配電成本36萬元，經(jīng)濟(jì)效益提升十分明顯。綜上，現(xiàn)場輔助云平臺(tái)不僅具備大數(shù)據(jù)分析的支撐能力和數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，而且相較于傳統(tǒng)模式具備巨大盈利能力。

4 結(jié)語

本文結(jié)合新型電力系統(tǒng)的基本概念、關(guān)鍵技術(shù)和建設(shè)思路，從云計(jì)算應(yīng)用出發(fā)，提出面向基于營配融合管理模式的現(xiàn)場輔助云平臺(tái)解決策略。通過綜述云平臺(tái)開發(fā)背景和使用場景，探索云平臺(tái)基本架構(gòu)和服務(wù)界面重要功能，最終對(duì)比、分析、確定了技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理的現(xiàn)場輔助云平臺(tái)方案，并通過計(jì)算，驗(yàn)證其在遼寧某大型城市區(qū)供電公司范圍內(nèi)試運(yùn)行9個(gè)月的經(jīng)濟(jì)效果，具有一定的可靠性和經(jīng)濟(jì)性，為建設(shè)以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)規(guī)劃和運(yùn)營維護(hù)作出有益探索。