调控云介绍.ppt
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1、调控云介绍,二一八年六月,2,1.调控云综述,2.IaaS,3.PaaS,4.SaaS,3,1.调控云综述,4,整体架构,需求分析,随着特高压交直流电网建设的全面提速、新能源的快速发展、电力市场化改革的深入推进,电网调度运行正在步入一个新时期、新阶段。现阶段,电网一体化特征已更加明显,对调度自动化提出了新的要求,急需提升以下四个支撑能力。,5,调度自动化的发展需求,6,提升信息感知与同步的支撑能力,电网交直流高度融合,一体化特征凸显。电网事故的关联性、复杂性越来越高。电网运行中智能控制(自动)、处置协同(人工)尤为迫切。基础是信息感知。信息感知的目标:共享与同步(分别对应信息感知的结果和过程)
2、信息感知的内容:跨越调度管辖、跨越电力范畴、跨越专业管理。,急需加强技术创新,实现基于实时电网全模型的的在线分析,提升对在线分析的实用化水平。,提升电网在线分析的支撑能力,特高压电网进一步加强后,现有电网实时模型已不能完全满足在线分析的要求。当前电网在线分析软件使用的模型采用几种模式:本地局部模型、外网等值模型、全模型定期分发。对与外部电网融合度较高的电网而言,这几种模式都存在明显缺陷,影响在线分析结果准确性,导致在线分析软件实用性不高。,河北电网与6省电网互联,7,8,提升调度管理精益化的支撑能力,分中心,省调,重复建模冗余,小营1号变,小营#1变,=?,小营1#变,=?,小营变,关联性差,
3、主题不明确,横向不统一,亟需开展运行数据标准化设计,建立规范的关联关系,实现跨机构、跨专业的基础信息运维、查询与应用,调度运行数据累积已初具规模,但由于数据存储分布分散,数据分析、挖掘深度不够,难以适应当前调度管理以大数据为驱动的需要。主要表现在:数据存储孤岛问题没有彻底解决(横向存在于各专业系统,纵向存在于各调度机构;存储硬件实现了共享,数据相对独立)。数据存储时间长短不一,未做到统筹规划。数据存储能力一方面不足,另一方面又重复存储。(如PMU数据,故障录波数据,I/III区运行数据)数据没有按对象或事件分类,未有效开展数据的清洗、处理和加工。(冗余与缺失并存)数据挖掘应用较少、挖掘深度不够
4、,缺少通用挖掘算法。(定制报表多,深度查询少),9,提升数据深度应用的支撑能力,亟需规划建设大数据平台,开展基于数据的挖掘和深度应用,实时监视与控制业务实时性强、可靠性要求高,继续采用分布分层的方式。仿真培训、数据分析与应用等涉及面广,需求的信息量大,实时性要求不高,功能布署上应适度集中。在线分析、决策计划等处于中间层次,亦根据实际情况决定分布还是集中模式。,集中,分布,调度自动化应用特点,10,11,12,建设的四个阶段,调控云按照研究-试点-推广的原则稳步推进,到“十三五”末,建成资源调配弹性灵活、数据应用规划统一、功能服务集中智能的调控云。第一阶段(2016年-2017年)试点建设国分云
5、,建设模型管理和部分应用功能,部署调控云与数据源端的纵向同步功能。第二阶段(2017年-2018年)研发“电网模型”、“运行数据”和“实时数据”云平台;开展省级云试点建设,建设基础设施和“电网模型”、“运行数据”云平台及部分应用功能,部署两级云之间的纵向同步功能,实现两级云之间的数据交互与共享。,第三阶段(2018年-2019年)开展省级云的“实时数据”云平台建设,拓展调控云应用功能,推广省级云建设。第四阶段(2020年)完善和提升调控云建设,全面建成调控云技术体系。,13,建设的四个阶段,14,调控云综述汇报提纲,需求分析,整体架构,网络结构,15,16,国分一体化、省地一体化两级调控云“1
6、+N”模式,调控云-体系架构,分布实时监控集中模型管理集中分析决策,17,调控云的组成,基础设施即服务(云基础设施)。由若干服务器、网络设备组成资源池,通过云OS管理这些资源,进而虚拟化,用于承载各类应用软件。,平台即服务(云平台)。包含公共组件,PGMCP、RtDCP、ODCP三个平台。通常有若干组数据、不同类型的DB、系列管理和服务软件。,软件即服务(云应用服务)。由面向调度运行和管理的若干应用软件组成。包括但不限于数据分析与展示类应用、电网分析类应用、大数据分析决策类应用、仿真培训类应用。,18,19,2.IaaS,20,IaaS基础设施即服务(Infrastructure as a S
7、ervice),为消费者 提供处理、存储、网络和其它基础性资源,使用者可利用这些资源部署和运行任 意软件,包括操作系统和应用程序。使用者不管理或控制任何底层的云计算基础设施,但能控制操作系统、存储和部署的应用,还可能对选择网络组件(例如防火墙)进行有限的控制,云基础设施层(IaaS)架构,有效整合、统一管理,调控云IaaS基础设施服务设计目标是应用虚拟化技术(Virtualization)和IaaS管理平台将服务器、存储、网络和安全等硬件设备进行有效整合,生成统一管理、灵活调度、动态迁移的基础服务设施资源池,为上层PaaS平台提供自动化的基础设施服务。,A-B节点双活,22,硬件配置,23,硬
8、件配置,24,硬件配置,25,硬件配置,26,调控云汇报提纲,A-B节点双活,27,28,A-B节点双活,29,A-B节点双活,30,A-B节点双活,31,A-B节点双活,32,A-B节点双活,33,3.PaaS,公共组件,运行数据云平台,34,整体架构,35,运行数据云平台,36,PaaS公共组件-功能模块,源于开源,多于开源,优于开源,37,PaaS公共组件-资源管理,38,资源管理主要实现对PaaS层的资源监视、任务调度、故障冗余、容器管理等功能。容器管理本暂不实现。资源监视实现对各个节点的CPU、内存、磁盘等资源信息的监视与告警,支持对分布式任务的CPU、内存等资源实际占用情况的监视功
9、能。任务调度实现按照任务所需的CPU、内存等资源,所需启动的任务实例个数等信息,自动选择当前资源空闲的节点运行,保证系统总体上负载均衡;并可指定任务运行节点及任务启动的实例个数。故障冗余实现任务异常退出后在本节点重新启动的功能及重启失败后在其他节点重启的功能。,PaaS公共组件-云中间件,39,云中间件包含云消息总线、云服务总线、Web中间件。云消息总线主要实现高吞吐量的分布式消息发布订阅功能。通过磁盘存储提供消息的持久化,及时应对数以TB的消息存储也能够保持长时间的稳定性能。能够支持每秒数百万的消息。云服务总线主要提供一种分布式的服务框架,实现远程服务调用。以标准化接口,提供服务注册、服务管
10、理、服务发现、服务调用等功能。Web中间件主要提供Web站点及服务的发布及管理功能,在需要进行服务发布管理的服务器上部署。,PaaS公共组件-开发运维,40,开发运维提供平台监视、日志管理、持续集成、软件仓库等功能。平台监视功能实现对调控云平台中心各类软硬件、业务系统等运行情况的实时监视与告警。日志管理提供简单、高效、可靠、灵活的日志管理框架,提高日志数据规范性、完整性、全面性,实现日志数据高速检索及自动化分析,为提升日志数据价值提供支持。持续集成、软件仓库。,PaaS公共组件-公共服务,41,日志服务主要实现日志的集中化、标准化管理,提供统一的日志存储接口,按照不同来源,不同级别,不同存储路
11、径对日志进行管理。告警服务主要实现告警的统一化、标准化管理,支持处理不同应用的各种告警和事件,并根据定义以某种具体方式发出告警信息,如推画面、短信通知等。权限服务主要实现用户权限的集中管理。提供基于角色的验证和控制,通过服务化的方式,向应用提供包括用户名/密码、生物识别等多种手段在内的用户识别功能。文件服务主要实现文件的集中化管理,提供文件管理功能和目录管理功能。报表服务主要实现报表的统一发布及调阅功能。提供Web端复杂报表设计器,支持表达式和扩展等功能,支持复杂报表制作功能,支持报表导出等功能。工作流服务主要提供图形化流程设计建模工具、流程管理监控台、流程运行引擎等功能。索引服务、GIS服务
12、、语音服务、视频服务本期暂不部署。,运行数据云平台,42,43,发展历程,根据国调发布的电力调度通用数据对象结构化设计规范,梳理业务系统对设备的要求,建设维护一套完整的、具有扩展性的设备模型。,电网模型云平台-数据对象结构化设计,45,编码生成服务,编码生成服务提供满足国调电力调度通用数据对象结构化设计规范的唯一对象编码ID生成及发布服务。该服务提供EMS系统现有存量模型的编码设置与OMS新设备启用模型的编码生成功能。服务功能通过Web Service方式进行接口发布,支持跨系统平台、跨语言的服务调用。,发电厂、变电站ID01113100000001:发电厂 上海市调创建 编号00010112
13、3100000001:变电厂 上海市调创建 编号0001一次设备(断路器、母线)ID132131000000000001:断路器 上海市调创建 编号00000001130131000000000001:母线 上海市调创建 编号00000001,3.1模型数据中心-结构化设计,电网数据对象ID编码,模型云平台-总体架构,46,模型云平台-元数据管理及字典管理,47,数据字典管理,元数据管理,48,云端-数据管理-元数据及建表管理,48,功能具备直接对元数据及实体表维护的功能具备日志记录功能,操作痕迹可查询具备版本验证功能,对元数据变更信息进行有效性验证具备版本发布或补发功能具备接收客户端变更申请
14、功能特点数据维护提醒,当维护表类型、字段类型等具备一定范围参数时,具备下拉列表提醒功能参数自动生成,当维护表名等信息时,可根据所在对象等信息生成表名与实体库关联验证,对变化内容,如修改字段名称,结合实体库进行验证,保证变更有效,SG_DATACENTER,SG_DATACENTER,接收并执行,变更申请流程,审核验证,功能具备数据存在性校验功能具备数据编码生成及发布功能,数据及ID编码注册及发布功能设备参数存储服务端痕迹管理特点设备容错性校验,具备模糊算法,可对同一设备命名不规范时进行识别,如1号母线,号母线等具备设备编号分段生成,根据设备类型、创建者、编码规则分步生成设备编码并整合。,49,
15、云端-数据管理-ID编码及数据注册管理,131199010200000001,*站/500kV.1#主变,131199010200000001,统一命名,数据导入,编码映射,返回编码,编码下发,117093590814949416,131199010200000001,华东D5000,1*站/500kV.1#主变,131199010200000001,模型数据中心,调度控制系统,调度管理系统,模型云平台-模型数据管理-存量治理,模型数据中心,调度控制系统,调度管理系统,131199010200000001,*站/500kV.1#主变,131199010200000001,*站/500kV.1#
16、主变,131199010200000001,电网模型云平台,131199010200000001,*站/500kV.1#主变,117093590814949416,131199010200000001,*站/500kV.1#主变,10000000001,编码映射,模型发布,模型云平台-模型数据管理-增量治理,模型云平台-模型数据管理-数据维护,52,模型云平台-图模管理-图形编辑,画面编辑,拓扑生成,53,模型云平台-图模管理-图形转换,54,在电网模型云平台实现网络拓扑功能,通过图形编辑器建立设备之间的连接关系,并通过网络建模功能生成拓扑连接点号,建立设备间的拓扑关系,将数据库中相互孤立的设
17、备连接成电网,为各业务提供基于电网拓扑的分析应用支撑。,网络 建模,网络建模,电网模型取用:订阅与发布,各业务系统及应用可通过电网模型云平台的模型订阅/发布服务,按需获取电网模型云平台公共模型,实现电网模型云平台公共模型信息共享。,按需订阅服务:可按区域、电压等级、厂站集合、应用等订阅模型。模型变化通知及模型自动发布服务。多种发布方式:文件服务,简单邮件服务等。针对异构系统,提供基于订阅配置的标准CIM/E模型文件的共享。,模型订阅与发布服务,模型订阅与发布流程,模型订阅配置,同期线损系统可通过电网模型云平台的订阅、发布服务获取需要的电网模型信息。,模型云平台-图模管理-多版本管理,57,实现
18、时间、空间和应用维度模型版本的统一管理,支持任意时刻、不同范围、不同应用的电网模型断面抽取,满足在线稳定计算、离线方式计算、保护整定计算等业务对模型版本维护管理的需求。,模型云平台-图模管理-多版本管理,58,模型云平台-图模管理-多版本管理,59,源数据端,60,元数据和字典数据流,61,模型数据流-省地分布式部署,62,模型数据流-省地集中式部署,63,模型数据同步技术主要通过触发器、时间戳、数据订阅等方式感知数据的变 动,对变动的数据进行抽取清理,封装成统一规定的报文信息,发送消息总线,目的端通过总线获取相关报文并解析入库。模型数据同步的范围主要包括机构人 员、公共资源、电网容器、一二次
19、设备及其缺陷故障等数据。1.数据订阅和发布 调控云通过模型订阅/发布服务,为各业务系统按需 供公共模型,实现公共 模型信息共享。调控云 供配置工具供各业务系统根据需要订阅电网模型。模型 发布服务根据业务的配置信息,从调控云导出并生成应用需要的定制模型,当定 制的模型发生变化时能够自动推送给订阅方。-54-2.数据传输组件 利用调控云 PaaS 层消息总线作为信息传输通道实现数据传输,使用规范的 数据结构定义数据流模型。发送端调用消息发送接口服务触发、数据交换过程,其接口参数主要包括接收数据域、数据结构的标识以及待发送数据等信息。发送 消息服务生成数据包后进行传输;接收消息服务接收到数据包后,根
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