某大型新能源公司電站運維管理系統(tǒng)的設(shè)計與實施

摘 要本文以國內(nèi)某大型新能源公司的電站運維管理系統(tǒng)建設(shè)方案為例，介紹了該新能源公司電站運維管理系統(tǒng)的主要設(shè)計方案及設(shè)計要點，為行業(yè)內(nèi)其他同類型電站運維管理系統(tǒng)的建設(shè)提供參考。

【關(guān)鍵詞】電站運行維護管理 J2EE B/S結(jié)構(gòu) 系統(tǒng)設(shè)計與實施

國內(nèi)某大型新能源公司以在風(fēng)能、太陽能等清潔可再生能源領(lǐng)域的投資、開發(fā)與運營為主業(yè)。隨著該公司的業(yè)務(wù)快速發(fā)展，投入運行的電站（風(fēng)電場、光伏電站）數(shù)量不斷增加。截至2016年底，該公司業(yè)務(wù)已覆蓋30個省、自治區(qū)和直轄市，投產(chǎn)、在建的風(fēng)電、太陽能等新能源裝機超過700萬千瓦，投入運行的電站將近100個。

電站作為新能源發(fā)電的具體運行維護的生產(chǎn)單位，其管理水平高低直接關(guān)系著電站發(fā)電量的高低。目前，該公司電站地域較為分散，分布在全國各地，電站的運行維護管理還比較粗放，電站運行維護中的大量信息目前還采用手工填寫方式記錄，無法有效指導(dǎo)電站運行維護管理工作。

為實現(xiàn)電站運行的信息化、電子化管理，確保設(shè)備安全、高效運行，提高設(shè)備消缺、檢修及維護速度，節(jié)約人力資源成本，對電站運維管理過程中的設(shè)備、運行、物資等方面進行信息化管理是非常有必要的。

1 系統(tǒng)設(shè)計原則

1.1 先進性原則

系統(tǒng)采用成熟的軟件架構(gòu)，利用先進的開發(fā)技術(shù)，做到人機界面友好、操作簡便、維護方便。網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)建設(shè)要立足于未來業(yè)務(wù)發(fā)展要求，計算機的軟硬件、數(shù)據(jù)庫等均應(yīng)采用先進穩(wěn)定的產(chǎn)品，滿足系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲和管理要求。系統(tǒng)要有合理框架結(jié)構(gòu)設(shè)計，滿足系統(tǒng)訪問速度快要求。

1.2 集成性原則

系統(tǒng)設(shè)計要全面考慮三峽新能源公司內(nèi)部各業(yè)務(wù)部門之間的信息交流與共享，實現(xiàn)各業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)在信息系統(tǒng)中的全面集成，充分發(fā)揮公司整體效益。

1.3 實時性原則

系統(tǒng)能及時準(zhǔn)確的反應(yīng)三峽新能源公司電站運行維護當(dāng)前的信息，能在最短時間內(nèi)為公司各級用戶提供最有價值的信息。

1.4 經(jīng)濟性原則

系統(tǒng)建設(shè)要從經(jīng)濟著眼，選擇性價比最高的方案，以節(jié)約系統(tǒng)建設(shè)投資。

1.5 開放性原則

為保障系統(tǒng)長遠(yuǎn)發(fā)展的接口及兼容問題，提高系統(tǒng)的柔韌性，系統(tǒng)應(yīng)該做到高度開放性。

2 技術(shù)選型分析

系統(tǒng)遵循統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一軟硬件平臺、統(tǒng)一接口服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)的原則，結(jié)合“集中式管理、分布式應(yīng)用”的思想，系統(tǒng)采用如下實現(xiàn)技術(shù)路線：

2.1 系統(tǒng)采用B/S架構(gòu)

B/S（Browser/Server）結(jié)構(gòu)即瀏覽器/服務(wù)器結(jié)構(gòu)，對于B/S結(jié)構(gòu)而言，瀏覽器是其重要的組成部分，主要有瀏覽器為用戶提供窗口進行交互，獲得服務(wù)。通過這種結(jié)構(gòu)的設(shè)計，能夠很好的滿足了用戶的需求，還能有效減輕用戶端的工作量，對成本的降低和開發(fā)設(shè)計的周期縮短提供技術(shù)基礎(chǔ)。

2.2 系統(tǒng)采用J2EE體系結(jié)構(gòu)

J2EE 的核心是一組技術(shù)規(guī)范和指南，所包含的各類組件、服務(wù)架構(gòu)及技術(shù)層次，均有共通的標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)格，讓各種依循 J2EE 架構(gòu)的不同平臺系統(tǒng)之間，存在良好的兼容性，解決過去企業(yè)后期使用信息產(chǎn)品時彼此之間無法兼容、企業(yè)內(nèi)部或外部難以互通的窘境，通過提供企業(yè)計算環(huán)境所必需的各種服務(wù)，使得部署在J2EE平臺上的多層應(yīng)用，可以實現(xiàn)高可用性、安全性、可擴展性和可靠性。

2.3 系統(tǒng)開發(fā)語言

系統(tǒng)采用Java語言開發(fā)，Java是一種簡單的、面向?qū)ο蟮?、分布式的、跨平臺的、可移植的、動態(tài)的語言。

2.4 系統(tǒng)采用數(shù)據(jù)庫

系統(tǒng)采用Oracle 11g數(shù)據(jù)庫。

2.5 系統(tǒng)采用先進的IT架構(gòu)建設(shè)系統(tǒng)運行支撐環(huán)境

以現(xiàn)有計算機網(wǎng)絡(luò)、軟硬件為基礎(chǔ)，采用以存儲為中心的IT架構(gòu)思想，體現(xiàn)高度的前瞻性和可擴展性，采用“分期投入，逐步擴展，保證系統(tǒng)應(yīng)用的完整性和硬件投資的有效性”原則，基于企業(yè)內(nèi)部專用網(wǎng)絡(luò)搭建系統(tǒng)運行支持環(huán)境，包括計算機網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、支撐軟件和安全保障體系。

3 系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)設(shè)計

考慮到電站運維管理系統(tǒng)的安全性和易用性，系統(tǒng)采用B/S架構(gòu)，分為三個層次進行設(shè)計，分別為展現(xiàn)層、業(yè)務(wù)層及數(shù)據(jù)層。系統(tǒng)體系架構(gòu)如圖1所示。

4 系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)設(shè)計

電站運維管理系統(tǒng)主要實現(xiàn)設(shè)備管理、運行管理、物資管理、系統(tǒng)管理等功能。系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)如圖2所示。

5 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湓O(shè)計

電站運維管理系統(tǒng)中服務(wù)器由應(yīng)用服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、中間件組成，各站點用戶通過本地瀏覽器直接訪問系統(tǒng)的服務(wù)器。電站運維管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器及中間件服務(wù)器，部署在北京總部，公司內(nèi)網(wǎng)用戶端通過瀏覽器直接訪問系統(tǒng)。各區(qū)域管理機構(gòu)、子公司采用SDH數(shù)據(jù)專線方式連接到公司總部廣域?qū)崿F(xiàn)內(nèi)網(wǎng)聯(lián)通，用戶端通過瀏覽器直接訪問系統(tǒng)。各電站通過深信服科技公司的VPN設(shè)備聯(lián)通公司總部實現(xiàn)內(nèi)網(wǎng)聯(lián)通，用戶端通過瀏覽器直接訪問系統(tǒng)。移動用戶通過深信服科技公司的SSL VPN設(shè)備訪問系統(tǒng)。平板電腦和智能手機等通過發(fā)布的移動APP應(yīng)用訪問系統(tǒng)。電站運維管理系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湓O(shè)計如圖3所示。

6 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設(shè)計

數(shù)據(jù)庫設(shè)計是電站運維管理系統(tǒng)的重要組成部分，數(shù)據(jù)庫中存儲了電站運行維護業(yè)務(wù)大量數(shù)據(jù)信息，數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)信息依據(jù)相應(yīng)的依賴關(guān)系和所構(gòu)造的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進行排列，其目的是實現(xiàn)快速、高效率的數(shù)據(jù)處理，同時保證庫中的數(shù)據(jù)盡可能少的冗余。本系統(tǒng)設(shè)計時，需要確立所有數(shù)據(jù)表中的字段屬性、名稱、字段類型等信息，并設(shè)置不同數(shù)據(jù)表間的聯(lián)系。每一條數(shù)據(jù)包含有很多信息，根據(jù)數(shù)據(jù)描述對象的差異其數(shù)據(jù)內(nèi)容又各有所異，而且數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建需要滿足數(shù)據(jù)便于擴充的需求。

本系統(tǒng)采用Oracle 11g數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)庫設(shè)計主要包括系統(tǒng)實體關(guān)系圖及對應(yīng)的數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)表兩部分。

7 系統(tǒng)安全設(shè)計

系統(tǒng)在進行安全設(shè)計時要考慮一個系統(tǒng)要具有消除潛在風(fēng)險的能力和對風(fēng)險的承受能力，三峽新能源公司電站運維管理系統(tǒng)主要從網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)計、系統(tǒng)權(quán)限設(shè)計、身份認(rèn)證設(shè)計和數(shù)據(jù)安全設(shè)計四個方面進行系統(tǒng)安全設(shè)計。

7.1 網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)計

7.1.1 防火墻與入侵檢測

電站運維管理系統(tǒng)采用山石網(wǎng)科的硬件防火墻（具有IPS入侵檢測功能）和深信服科技的上網(wǎng)行為管理設(shè)備，以防止外部非法用戶的進入，過濾不安全的服務(wù)，達到保護應(yīng)用程序安全和數(shù)據(jù)安全的目的。

7.1.2 采用防病毒技術(shù)

為有效加強軟件自身的抗病毒能力，采用掛接和捆綁第三方反病毒軟件（如McAfee），同步對外來的軟件與傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進行必須的病毒檢查操作。

7.2 系統(tǒng)權(quán)限設(shè)計

系統(tǒng)管理中提供用戶權(quán)限配置功能，系統(tǒng)管理員可以對系統(tǒng)用戶進行新增、刪除、查詢和修改等功能，設(shè)置用戶、用戶組的操作權(quán)限等各類權(quán)限。可根據(jù)部門、不同用戶類別等建立用戶組，然后對不同用戶及用戶組賦予不同的權(quán)限，從而約束用戶在系統(tǒng)中的使用權(quán)限。為系統(tǒng)內(nèi)部人員提供統(tǒng)一的權(quán)限管理機制。

7.3 身份認(rèn)證設(shè)計

為了保證用戶身份的安全性，系統(tǒng)提供用戶密碼鎖定策略和密碼規(guī)則配置。密碼鎖定，系統(tǒng)可配置失敗登錄次數(shù)和鎖定時間，在用戶失敗登錄達到一定次數(shù)后，在一段時間內(nèi)暫時禁止用戶的登錄行為，過了這段時間后才能再次允許用戶登錄；密碼規(guī)則配置，系統(tǒng)支持靈活配置密碼的數(shù)量以及包含的策略（大寫字母、小寫字母、數(shù)字、特殊字符等）。針對每個用戶提供有效期、密碼失效期的功能。

7.4 數(shù)據(jù)安全設(shè)計

數(shù)據(jù)安全設(shè)計是電站運維管理系統(tǒng)最重要的內(nèi)容。在系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)是核心內(nèi)容。主要通過將前端應(yīng)用服務(wù)器采用負(fù)載均衡技術(shù)，負(fù)載均衡技術(shù)既可以提高整個系統(tǒng)的性能，也可以提高整個系統(tǒng)的高可用性，當(dāng)一臺服務(wù)器出現(xiàn)問題的時候，另外一臺仍會繼續(xù)工作；后端數(shù)據(jù)庫服務(wù)器采用雙機熱備技術(shù)，雙機熱備技術(shù)可以提高數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的高可用性，防止一臺出現(xiàn)問題是服務(wù)中斷的情況發(fā)生。

8 系統(tǒng)實施

目前，電站運維管理系統(tǒng)已在投運的電站已全面推廣應(yīng)用，系統(tǒng)運行正常，達到了預(yù)期的目標(biāo)。系統(tǒng)利用信息化手段解決了電站運行維護中的設(shè)備管理、運行管理、物資管理的信息化、電子化，實現(xiàn)了電站運行維護管理的標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化，實現(xiàn)了各種運行維護信息的共享，確保了電站設(shè)備的安全、高效運行，提高了設(shè)備消缺、檢修及維護速度，節(jié)約了人力資源成本。

9 結(jié)束語

電站運維管理系統(tǒng)的設(shè)計與實施，提高了電站設(shè)備可利用率和供電可靠性，提高了電站設(shè)備消缺檢修維護速度，從而提高了發(fā)電效率和發(fā)電量，降低了該公司管理成本，提高了該公司的市場競爭力。

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作者簡介

董清（1982-），男，安徽省人。工程碩士學(xué)位?，F(xiàn)為中國三峽新能源有限公司工程師。主要研究方向為企業(yè)信息化建設(shè)。

作者單位

中國三峽新能源有限公司 北京市 100053