山東電網(wǎng)調(diào)度運行管理系統(tǒng)建設(shè)研究

馬 強，孫 嘉，荊 銘

（山東電力調(diào)度中心，山東 濟南 250001）

0 引言

近年來，隨著山東電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴大，電網(wǎng)一、二次設(shè)備的日益增多，電力生產(chǎn)運行過程日益復雜，電網(wǎng)調(diào)度生產(chǎn)管理所涉及的內(nèi)容顯著增加，對調(diào)度生產(chǎn)管理提出了更高的要求。為了滿足“橫向集成、縱向貫通”的要求，通過通用靈活、簡單高效的實現(xiàn)機制，實現(xiàn)省地兩級調(diào)度機構(gòu)數(shù)據(jù)交換和數(shù)據(jù)共享，山東電網(wǎng)進行了省、地一體化調(diào)度運行管理系統(tǒng)（OMS）的建設(shè)。調(diào)度運行管理系統(tǒng)作為電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)調(diào)度運行管理和專業(yè)管理的重要手段，是推進調(diào)度生產(chǎn)信息化建設(shè)，實現(xiàn)調(diào)度生產(chǎn)應(yīng)用系統(tǒng)上下互聯(lián)，實現(xiàn)信息共享，提升調(diào)度業(yè)務(wù)，保證調(diào)度機構(gòu)高效工作，提高調(diào)度運行管理水平的有效途徑［1-5］。

調(diào)度運行管理系統(tǒng)建設(shè)的目標是建立統(tǒng)一的調(diào)度運行管理應(yīng)用支撐平臺及面向調(diào)度業(yè)務(wù)的統(tǒng)一應(yīng)用系統(tǒng)支撐平臺，建設(shè)一體化調(diào)度生產(chǎn)專業(yè)管理和調(diào)度運行管理應(yīng)用系統(tǒng)，滿足現(xiàn)有的各種業(yè)務(wù)管理需要，全面實現(xiàn)調(diào)度生產(chǎn)的流程化管理和規(guī)范化管理，加大各專業(yè)管理的深度，實現(xiàn)各應(yīng)用子系統(tǒng)間的一體化集成，為各級管理者提供快速準確的信息服務(wù)，實現(xiàn)與其他專業(yè)系統(tǒng)及上下級調(diào)度機構(gòu)間的互聯(lián)互通。

1 系統(tǒng)功能

山東電網(wǎng)調(diào)度運行管理系統(tǒng)從功能上劃分，包括調(diào)度運行、調(diào)度生產(chǎn)、自動化管理、基礎(chǔ)信息、綜合管理五大模塊，如圖1所示。

調(diào)度運行模塊包括值班管理、值班日志、操作票管理、檢修管理、應(yīng)急管理等部分，涵蓋了調(diào)度運行人員日常進行的各項工作。其中操作票管理包括操作票的擬寫、審核、預告、回復、執(zhí)行，檢修管理包括供電檢修票和發(fā)電檢修票的擬寫，審核、預告、開工、延期批準等內(nèi)容。

圖1 調(diào)度運行管理系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖

調(diào)度生產(chǎn)模塊包括調(diào)度計劃編制、電網(wǎng)方式安排、機網(wǎng)協(xié)調(diào)管理以及新設(shè)備投產(chǎn)等部分。其中調(diào)度計劃包括年度發(fā)電計劃及月度發(fā)電計劃的編制、審核、發(fā)布等內(nèi)容，設(shè)備投產(chǎn)包括發(fā)電設(shè)備和輸變電設(shè)備的投產(chǎn)管理。

自動化管理模塊包含了自動化專業(yè)對自動化系統(tǒng)、數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)進行的日常運行、維護、缺陷處理等各項工作?；A(chǔ)信息模塊包括各專業(yè)人員對廠站、設(shè)備參數(shù)、人員電話等信息的維護和查詢。綜合管理模塊實現(xiàn)了對日常工作任務(wù)、崗位計劃、工程項目、公文流轉(zhuǎn)進行流程化管理。

2 系統(tǒng)架構(gòu)

調(diào)度運行管理系統(tǒng)采用面向?qū)ο蟮慕７椒ㄟM行設(shè)計，將業(yè)務(wù)的表現(xiàn)與實現(xiàn)邏輯分開，系統(tǒng)分為表現(xiàn)層、業(yè)務(wù)邏輯層、數(shù)據(jù)層3層。

表現(xiàn)層。該層提供人機交互界面，完成所有的數(shù)據(jù)錄入和顯示操作。當用戶需要進行數(shù)據(jù)交換時，通過業(yè)務(wù)邏輯層提供的服務(wù)接口訪問數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，從而保證了后臺數(shù)據(jù)的安全性。

業(yè)務(wù)邏輯層。該層負責對輸入/輸出的數(shù)據(jù)按照業(yè)務(wù)邏輯進行加工處理，并實現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的訪問。該層對它的上級和下級分別提供了服務(wù)接口和數(shù)據(jù)庫代理。服務(wù)接口用于為表現(xiàn)層提供業(yè)務(wù)服務(wù)，當表現(xiàn)層錄入數(shù)據(jù)后，通過服務(wù)接口傳遞到業(yè)務(wù)邏輯層。業(yè)務(wù)邏輯層根據(jù)預先定義好的業(yè)務(wù)規(guī)則對數(shù)據(jù)進行分析處理，通過數(shù)據(jù)庫代理訪問數(shù)據(jù)庫取得顯示數(shù)據(jù)再根據(jù)業(yè)務(wù)規(guī)則進行加工，從服務(wù)接口返回到表現(xiàn)層進行顯示。數(shù)據(jù)庫代理接口用以實現(xiàn)對后臺數(shù)據(jù)庫的無關(guān)訪問。在數(shù)據(jù)庫代理內(nèi)部，為不同的數(shù)據(jù)庫提供了相同的接口引擎，從而屏蔽了與數(shù)據(jù)庫相關(guān)的細節(jié)。

數(shù)據(jù)層。調(diào)度運行管理系統(tǒng)采用第三代關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)Oracle 10 g，系統(tǒng)使用的數(shù)據(jù)控件、數(shù)據(jù)綁定控件、數(shù)據(jù)訪問對象等面向系統(tǒng)的各個對象均基于Oracle數(shù)據(jù)庫設(shè)計。

采用以上系統(tǒng)架構(gòu)，解決了以往客戶/服務(wù)器模式中存在的嚴峻問題，即隨著客戶機的增多，數(shù)據(jù)庫連接不斷增加，從而使服務(wù)器不斷擴容，最終導致系統(tǒng)癱瘓。在多層體系中，由于客戶機不是直接訪問數(shù)據(jù)庫，而是通過業(yè)務(wù)邏輯服務(wù)層，因此可以有效的實現(xiàn)各連接共用數(shù)據(jù)庫連接，減少了數(shù)據(jù)庫的資源占用。

3 關(guān)鍵技術(shù)

3.1 工作流服務(wù)

工作流服務(wù)是系統(tǒng)實現(xiàn)業(yè)務(wù)流程化的核心。該系統(tǒng)的設(shè)計采用了面向服務(wù)體系結(jié)構(gòu)，滿足了業(yè)務(wù)系統(tǒng)對流程快速構(gòu)建、柔性變化的要求，實現(xiàn)系統(tǒng)的開放性和可擴展性。其設(shè)計目標是能夠針對電力企業(yè)復雜易變的需求，敏捷地構(gòu)建和維護流程模型，并為個性化應(yīng)用的二次開發(fā)提供完備的基礎(chǔ)設(shè)施和服務(wù)支持，最大程度地提高應(yīng)用系統(tǒng)的實施效率。

工作流服務(wù)采用由流程設(shè)計工具、流程運行控制引擎、流程運行監(jiān)控界面組成的3層結(jié)構(gòu)（圖3）。其中流程設(shè)計工具通過可視化的直觀方式對流程的步驟、參與部門、負責人等進行定義，能快速響應(yīng)不斷變化的業(yè)務(wù)需求。流程設(shè)計支持分支步驟、同步步驟、回退步驟等復雜業(yè)務(wù)規(guī)則的定義。工作流引擎負責基于流程模型執(zhí)行流程實例的啟動、流轉(zhuǎn)、返回、結(jié)束等操作。流程運行監(jiān)控界面完成用戶對流程實例的各種處理操作，并且通過與流程運行控制引擎的交互實時監(jiān)控業(yè)務(wù)流程運行狀態(tài)。

圖2 調(diào)度運行管理系統(tǒng)三層架構(gòu)圖

圖3 工作流系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

3.2 報表服務(wù)

報表系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)由報表定義器、報表引擎服務(wù)、報表瀏覽器3部分組成。報表的定義器用于報表的數(shù)據(jù)源、數(shù)據(jù)集、參數(shù)和布局設(shè)計等定義。報表系統(tǒng)的引擎服務(wù)提供統(tǒng)一開放的報表模板存取、解析以及報表實例的生成。報表的瀏覽器提供瀏覽器/服務(wù)器模式下的報表瀏覽，用戶通過瀏覽器訪問報表WEB服務(wù)器，瀏覽報表。報表系統(tǒng)的設(shè)計遵循以下原則：

1）報表系統(tǒng)支持多數(shù)據(jù)源定義，即報表的數(shù)據(jù)來源可分散在一個數(shù)據(jù)庫的多個數(shù)據(jù)表中，也可以分布在多個物理數(shù)據(jù)庫中，而不必將所有數(shù)據(jù)集中在一張數(shù)據(jù)表或一個數(shù)據(jù)庫中。

2）報表系統(tǒng)可以生成多種格式的實例報表文件供客戶端瀏覽：Word文檔、Excel表格、Html網(wǎng)頁格式等。

3）報表系統(tǒng)提供開放的基于Web Service的數(shù)據(jù)接口，可為其他應(yīng)用系統(tǒng)提供報表服務(wù)。

3.3 安全認證

安全對系統(tǒng)來說，是至關(guān)重要的環(huán)節(jié)，結(jié)合調(diào)度運行管理系統(tǒng)的需要和國網(wǎng)公司對電力二次系統(tǒng)的安全要求，從以下幾個方面來實現(xiàn)調(diào)度運行管理系統(tǒng)的安全控制：

1）網(wǎng)絡(luò)安全。在調(diào)度運行管理系統(tǒng)與其他應(yīng)用系統(tǒng)之間通過防火墻進行隔離，以便有效的防止黑客入侵和隔離病毒的威脅。同時，在調(diào)度運行管理系統(tǒng)與要進行數(shù)據(jù)交換的系統(tǒng)之間采用安全網(wǎng)關(guān)對所有的網(wǎng)絡(luò)操作進行有效的過濾。

2）系統(tǒng)備份。對數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，選取帶有支持RAID5的磁盤陣列的雙機熱備份結(jié)構(gòu)，同時，制定備份計劃，對數(shù)據(jù)進行每日的增量備份和定期的完全備份。對應(yīng)用服務(wù)器，采用雙機熱備份結(jié)構(gòu)，從而實現(xiàn)應(yīng)用組件的負載均衡和失敗恢復。

3）權(quán)限控制。支持不同粒度的權(quán)限控制策略，系統(tǒng)針對應(yīng)用和數(shù)據(jù)實行不同的權(quán)限控制策略。系統(tǒng)對應(yīng)用的權(quán)限控制分成組件和方法兩種粒度，對數(shù)據(jù)的權(quán)限控制分為數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)表、數(shù)據(jù)列三種粒度。

4）數(shù)據(jù)加密。對于通過調(diào)度運行管理系統(tǒng)與外部系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交換的數(shù)據(jù)，采用IDEA加密算法進行加密。每次加密時，產(chǎn)生本次加密所用的密鑰。在將相關(guān)數(shù)據(jù)發(fā)送的同時，對需要傳送的數(shù)據(jù)進行加密處理，并將密鑰一同發(fā)送給接收系統(tǒng)，接收系統(tǒng)通過系統(tǒng)提供的組件，根據(jù)接收到的密鑰將數(shù)據(jù)解密，得到正確的數(shù)據(jù)。

4 結(jié)語

山東電網(wǎng)調(diào)度運行管理系統(tǒng)采用先進的軟件技術(shù)，對大型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)進行統(tǒng)一管理，以高速計算機網(wǎng)絡(luò)為依托，站在對整體業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)規(guī)劃和整合角度的高度規(guī)劃設(shè)計，構(gòu)建了涵蓋調(diào)度中心各專業(yè)的調(diào)度運行管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)不僅有效的減輕了工作人員的工作負擔，提高了工作效率，而且為進一步加快信息化建設(shè)和深化調(diào)度自動化應(yīng)用，促進企業(yè)管理方式的轉(zhuǎn)變和管理水平的提高打下了堅實的基礎(chǔ)。