基于SOA的“綠色智能”電網(wǎng)信息集成展示

雷 珽（國(guó)網(wǎng)上海市電力公司電力科學(xué)研究院，200000）

基于SOA的“綠色智能”電網(wǎng)信息集成展示

雷 珽
（國(guó)網(wǎng)上海市電力公司電力科學(xué)研究院，200000）

近年來智能電網(wǎng)建設(shè)，受到國(guó)家高度重視，智能電網(wǎng)建設(shè)是促進(jìn)綠色用電，提高用電安全性的可靠保證。為了積極的督促智能電網(wǎng)的建設(shè)，更好的展示智能電網(wǎng)建設(shè)成果，本文提出了建設(shè)基于面向服務(wù)架構(gòu)（Servise Oriented Architecture,SOA）的智能電網(wǎng)綜合信息集成展示系統(tǒng)。詳細(xì)介紹了智能配網(wǎng)綜合信息集成設(shè)計(jì)，并闡述了清潔能源微網(wǎng)接入、配電自動(dòng)化、智能用電等相關(guān)信息集成后的綜合展示，立足“綠色智能”的思想，從發(fā)電、配電、到用電整過程，突出體現(xiàn)智能電網(wǎng)的建設(shè)成果。

智能電網(wǎng);信息集成;面向服務(wù)

《智能電網(wǎng)重大科技產(chǎn)業(yè)化工程“十二五”專項(xiàng)規(guī)劃》中提出，建設(shè)智能電網(wǎng)，充分發(fā)揮電網(wǎng)在資源優(yōu)化配置、服務(wù)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的作用，對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)全面、協(xié)調(diào)、可持續(xù)發(fā)展具有十分重要的戰(zhàn)略意義。建設(shè)智能電網(wǎng)也是電網(wǎng)領(lǐng)域的一次重大技術(shù)革命，是本輪能源技術(shù)變革的重要內(nèi)容，在研究先進(jìn)輸變電技術(shù)的基礎(chǔ)上，依靠現(xiàn)代先進(jìn)通信技術(shù)、信息技術(shù)、設(shè)備制造技術(shù)，在發(fā)電、輸變電、配用電以及電網(wǎng)運(yùn)行控制等各個(gè)環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)全面的技術(shù)跨越，在不斷提升電網(wǎng)輸配電能力的基礎(chǔ)上，通過現(xiàn)代先進(jìn)技術(shù)的高度融合，大規(guī)模開發(fā)和利用新能源和可再生能源、全面提高大電網(wǎng)運(yùn)行控制的智能化水平，提高電網(wǎng)輸電及供電能力、抵御重大故障及自然災(zāi)害的能力，提升供電服務(wù)能力和水平，實(shí)現(xiàn)我國(guó)電網(wǎng)的跨越式發(fā)展。

1 基于SOA的電力應(yīng)用系統(tǒng)信息集成

智能電網(wǎng)包括智能輸電網(wǎng)和智能配電網(wǎng)兩個(gè)方面的內(nèi)容，其中智能配電網(wǎng)具有新技術(shù)內(nèi)容多、與傳統(tǒng)配電技術(shù)區(qū)別最大的特點(diǎn)，在智能電網(wǎng)中具有舉足輕重的作用。其內(nèi)容廣泛，研究領(lǐng)域頗多，智能電網(wǎng)概述、分布式電源并網(wǎng)技術(shù)、高級(jí)配電自動(dòng)化、高級(jí)量測(cè)體等系統(tǒng)在智能配網(wǎng)領(lǐng)域均有深度研究。因此，本系統(tǒng)主要針對(duì)上海市電力公司現(xiàn)有的智能配網(wǎng)研究成果及相關(guān)系統(tǒng)，結(jié)合“綠色智能”的展示思想，對(duì)相關(guān)系統(tǒng)信息進(jìn)行重點(diǎn)、深入集成。

1.1 基于SOA的電力企業(yè)應(yīng)用集成設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)采用基于SOA的架構(gòu)模式，基于適用于電力應(yīng)用系統(tǒng)的信息交換服務(wù)總線（InformationExpressServiceBus，IESB），形成了”三個(gè)服務(wù)層一中心樞紐”的電力企業(yè)應(yīng)用集成框架。

1.1.1 基于SOA架構(gòu)分析

首先，面向服務(wù)架構(gòu)(SOA)實(shí)際上是一個(gè)組件模型，具有粗顆粒度、松耦合、可配置、可重用、接口標(biāo)準(zhǔn)化等特點(diǎn)。SOA通過服務(wù)的高重用性來降低開發(fā)成本；通過服務(wù)的粗顆粒度松耦合特性來屏蔽復(fù)雜業(yè)務(wù)邏輯，從而降低業(yè)務(wù)流程復(fù)雜度；通過組織專業(yè)分工，使得軟件開發(fā)大規(guī)?；蔀榭赡堋Ｆ浯诸w粒松耦合的特性，在屏蔽復(fù)雜業(yè)務(wù)邏輯的基礎(chǔ)上使不同系統(tǒng)間信息集成變得簡(jiǎn)單方便，且使得有側(cè)重、有目標(biāo)的集成得以實(shí)現(xiàn)，而不是簡(jiǎn)單的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)指標(biāo)堆積。如清潔能源的發(fā)電，微網(wǎng)并網(wǎng)，智能樓宇、電動(dòng)汽車等相對(duì)獨(dú)立的系統(tǒng)，我們就可以從服務(wù)的角度，將其復(fù)雜的具體業(yè)務(wù)抽象為粗顆粒的服務(wù)，如：綠色發(fā)電、智能用電、高端技術(shù)等等，以電力應(yīng)用和電力科技為主線抽象為相關(guān)服務(wù)，屏蔽其復(fù)雜的具體業(yè)務(wù)的同時(shí)，更加突出體現(xiàn)“綠色智能”的建設(shè)思想。

其次，基于SOA架構(gòu)的信息集成，首先要完成企業(yè)業(yè)務(wù)的模塊化和信息訪問的合理化，以達(dá)到業(yè)務(wù)模塊可重用，這是SOA架構(gòu)下通過服務(wù)組合編排生成新的服務(wù)和流程的基礎(chǔ)。

1.1.2 三大服務(wù)層功能

基于SOA 的電力系統(tǒng)集成平臺(tái)甴服務(wù)抽象層、服務(wù)集成層，以及企業(yè)應(yīng)用和公共服務(wù)層三部分組成。

1）服務(wù)抽象層

服務(wù)抽象層是指業(yè)務(wù)模塊、流程，以及企業(yè)其他信息訪問服務(wù)的抽象表達(dá)，是通過服務(wù)封裝標(biāo)準(zhǔn)（Web服務(wù)，JMS或其他服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)）定義的標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)。在SOA框架指導(dǎo)下，可以用Web服務(wù)和XML等標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)，完成服務(wù)層表達(dá)與具體技術(shù)實(shí)現(xiàn)的隔離，為在已有系統(tǒng)基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)各系統(tǒng)間的綜合集成提供了可能。其中，技術(shù)實(shí)現(xiàn)可以利用歷史已有系統(tǒng)，也可以采用J2EE或.Net，以保證業(yè)務(wù)功能模塊的可重用性、業(yè)務(wù)流程的快速編排和優(yōu)化，以及業(yè)務(wù)模塊的互操作。此模塊的建設(shè)使具體的業(yè)務(wù)邏輯和數(shù)據(jù)指標(biāo)，抽象為結(jié)構(gòu)清晰的應(yīng)用服務(wù)，利于電動(dòng)汽車、智能樓宇等較獨(dú)立系統(tǒng)間信息以服務(wù)的形式集成。

2）服務(wù)集成層

服務(wù)集成層是SOA企業(yè)應(yīng)用集成的中心。集成層處理的對(duì)象都是服務(wù)，包括服務(wù)抽象層形成的各系統(tǒng)抽象服務(wù)，主要負(fù)責(zé)完成業(yè)務(wù)功能、數(shù)據(jù)的交換和業(yè)務(wù)流程編排等，提供服務(wù)的全局視圖、管理及控制。此模塊建設(shè)，使得抽象的服務(wù)，有條理、有邏輯、有目標(biāo)的集成編排，將粗顆粒的服務(wù)，產(chǎn)生內(nèi)在的相互關(guān)系，實(shí)現(xiàn)服務(wù)間的相互作用，實(shí)現(xiàn)由獨(dú)立服務(wù)到“事件”的集成。

3）業(yè)務(wù)應(yīng)用和公共服務(wù)

業(yè)務(wù)應(yīng)用和企業(yè)公共服務(wù)功能層中，業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)提供業(yè)務(wù)邏輯的實(shí)現(xiàn)，對(duì)外提供模塊化的業(yè)務(wù)功能服務(wù)。 在此要求：業(yè)務(wù)模塊功能服務(wù)遵循SOA集成平臺(tái)的服務(wù)封裝要求，以實(shí)現(xiàn)服務(wù)的統(tǒng)一接口，便于SOA集成平臺(tái)的服務(wù)調(diào)用和流程組合；在SOA架構(gòu)中，企業(yè)公共服務(wù)功能嚴(yán)格遵循標(biāo)準(zhǔn)形式且滿足被調(diào)用，實(shí)現(xiàn)公共服務(wù)調(diào)用功能。此模塊的建設(shè)，使經(jīng)各個(gè)獨(dú)立小服務(wù)組建的“事件”得以應(yīng)用，比如由智能樓宇、電動(dòng)汽車等系統(tǒng)眾多小服務(wù)組合的節(jié)能用電、用潔能電事件，經(jīng)一定的展示手段直觀明了的展示在群眾面前，實(shí)現(xiàn)服務(wù)應(yīng)用。

1.2 中心樞紐（lESB）建設(shè)

1.2.1 基于IESB集成的優(yōu)越性

1）電網(wǎng)信息流分析

隨著科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步與創(chuàng)新，智能電力應(yīng)用系統(tǒng)得以廣泛建設(shè)，信息化、網(wǎng)絡(luò)化應(yīng)用普遍，但各系統(tǒng)獨(dú)立運(yùn)行情況較多，不同系統(tǒng)間信息交互較為麻煩，因?yàn)楦飨到y(tǒng)可能分屬于不同的軟件提供商，點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通信方式要求每個(gè)系統(tǒng)都需要考慮與其他系統(tǒng)的接口，工作量大。就實(shí)際運(yùn)行情況，按電能使用過程，發(fā)電、輸電、配電、變電和用電，整理智能配網(wǎng)信息流。

2）基于IESB集成的優(yōu)點(diǎn)

IESB采用的是基于總線的通信方式，作為集成領(lǐng)域最新的技術(shù)，從概念上來說，屬于中間件的范疇，是構(gòu)建SOA架構(gòu)，實(shí)施開放平臺(tái)的核心所在?？偩€方式與點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信方式的不同點(diǎn)在于：各系統(tǒng)不直接與其他系統(tǒng)通信，而是只跟總線進(jìn)行交互，構(gòu)建“系統(tǒng)—總線服務(wù)—系統(tǒng)”交互模式，避免了系統(tǒng)對(duì)系統(tǒng)間，繁

圖（2—1）

瑣的接口開發(fā)應(yīng)用。

1.2.2 建設(shè)目標(biāo)

在全網(wǎng)統(tǒng)一建模的基礎(chǔ)上，按照IEC 61968標(biāo)準(zhǔn)建立電力企業(yè)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)交換和服務(wù)平臺(tái)，以消息服務(wù)總線為基礎(chǔ)，管理需求為向?qū)В瑢?shí)現(xiàn)各應(yīng)用系統(tǒng)之間的整合、集成與共享，為電網(wǎng)公司的集約化管理提供清潔的數(shù)據(jù)和管理、分析、決策的信息平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)資源優(yōu)化配置，提高科學(xué)決策管理能力，確保電網(wǎng)安全、經(jīng)濟(jì)、優(yōu)質(zhì)運(yùn)行。有側(cè)重、有目標(biāo)的集成潔能發(fā)電、智能配電、節(jié)能用電等清潔能源在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用相關(guān)服務(wù)，體現(xiàn)電力應(yīng)用過程中對(duì)清潔能源的利用，現(xiàn)代智能電網(wǎng)建設(shè)中對(duì)清潔環(huán)保的側(cè)重，突出清潔能源在電力應(yīng)用建設(shè)中的成果。

1.2.3 IESB的作用

系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用信息交換服務(wù)總線（IESB）為應(yīng)用提供基礎(chǔ)組件服務(wù)，并通過IESB適配器屏蔽接入系統(tǒng)的模型與IEC 61968模型之間的差異，實(shí)現(xiàn)各系統(tǒng)之間信息交換的標(biāo)準(zhǔn)化和即插即用。

其作用如圖（2—1）所示：

2 “綠色智能”展示

基于上文所介紹的信息集成技術(shù)和“綠色智能”的建設(shè)思想，重點(diǎn)集成相關(guān)系統(tǒng)信息，以WPF/Silverlight、Flex、動(dòng)畫及圖表等技術(shù)和展示形式，著重介紹清潔能源并網(wǎng)發(fā)電技術(shù)；智能配電過程；電動(dòng)汽車智能充放電；智能樓宇節(jié)能用電等相關(guān)信息，集中體現(xiàn)智能電網(wǎng)的建設(shè)成果。

2.1 潔能發(fā)電

潔能發(fā)電部分的展示主要是讓人們了解清潔能源發(fā)電技術(shù)，清潔能源的并網(wǎng)運(yùn)用，清潔能源在分布式發(fā)電中所占比例，日常生活中清潔能源的使用等。

2.2 智能配電

配電網(wǎng)直接面向用戶是保證供電質(zhì)量、提高電網(wǎng)運(yùn)行效率、創(chuàng)新用戶服務(wù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

2.3 節(jié)能用電

智能樓宇的建設(shè)，電動(dòng)汽車的推廣應(yīng)用，使得電能的應(yīng)用更加智能化、節(jié)約化。電動(dòng)汽車用清潔的電能替代傳統(tǒng)的燃油、燃?xì)猓悄軜怯罡侠淼墓?jié)約用電。在節(jié)約用能的同時(shí)，提高清潔能源的使用比率，充分體現(xiàn)了“綠色智能”。

3 結(jié)束語

本文針對(duì)智能電網(wǎng)配網(wǎng)部分，在充分分析各電力應(yīng)用系統(tǒng)信息流和上海市智能電網(wǎng)建設(shè)實(shí)情的基礎(chǔ)上，結(jié)合現(xiàn)有高端集成技術(shù)手段，采用適用于電力應(yīng)用系統(tǒng)間系統(tǒng)集成的IESB服務(wù)總線，形成了面向服務(wù)架構(gòu)的集成方案。實(shí)現(xiàn)了對(duì)現(xiàn)有智能電網(wǎng)建設(shè)過程中各電力應(yīng)用系統(tǒng)信息的集成。結(jié)合上海市智能電網(wǎng)建設(shè)思想，并針對(duì)智網(wǎng)運(yùn)行中體現(xiàn)“綠色智能”部分的相關(guān)信息，做了簡(jiǎn)單的展示內(nèi)容介紹，充分體現(xiàn)了上海市智能電網(wǎng)建設(shè)“創(chuàng)新，開放，人本，低碳，共生”的核心理念。

[1] 科學(xué)技術(shù)部編制,智能電網(wǎng)重大科技產(chǎn)業(yè)化工程“十二五”專項(xiàng)規(guī)劃，2012

[2] 徐丙垠、李天友、薛永瑞、金文龍,供用電,智能電網(wǎng)講座,2009,26(3)

[3] 曹渝昆,基于SOA的大型電力企業(yè)信息系統(tǒng)集成研究,上海電力學(xué)院學(xué)報(bào), 2011,27(1)

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[5] 路一鳴、劉東、柳勁松、黃玉輝、凌萬水、顧建煒,電力系統(tǒng)自動(dòng)化,2010,34（8）

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Based on SOA's "the green intelligent" grid information integrated display

Lei Ting
（State Grid Shanghai Municipal Electric Power Company Electric Power Research Institute，200000）

In recent years,the state attaches great importance to the construction of smart grid.Smart grid construction is the reliable guarantee of promoting green electricity and improving reliability of electricity.In order to actively supervise the construction of the smart grid and better show the results of the construction of smart grid,this paper proposes a construction ,which based on service-oriented architecture,of the integrated information display system about the smart grid.This paper describes the Integrated Design of the information of Intelligent Distribution Network,and describes the Integration Information about the clean energy micro-network access,the distribution automation and the smart electricity.The system is based on "smart green" thinking and highlights the construction result of smart grid, from power generation,power distribution,power to the entire process.

smart grid；information integration；service-oriented