水電站信息化管理平臺建設

李冬

摘 要：在知識經(jīng)濟時代到來的大背景下，21世紀的生產(chǎn)管理工作必將極大程度地依靠電腦技術和網(wǎng)絡技術，尤其是水電站這種大型工作系統(tǒng)，其建設管理必將成為信息化管理，但現(xiàn)在國內(nèi)的大部分水電廠只實現(xiàn)了設備數(shù)字化，建立信息化管理平臺少之又少。本文科學地梳理了水電企業(yè)信息化建設相關的管理和業(yè)務架構，充分考慮當前IT技術先進和成熟的平臺化建設思想，對建立數(shù)字化、智能化、自動化的信息管理系統(tǒng)提出策略性分析，對提升水電廠競爭力具有一定的參考意義。

關鍵詞：水電站；信息化；管理平臺

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.09.122

1 背景

近年來，世界水電行業(yè)蓬勃發(fā)展，截止到2017年，世界水電約新增裝機2190萬千瓦，其中包括320萬千瓦抽水蓄能裝機容量，而我國同年新增裝機容量則達到了9120MW，水電裝機容量和發(fā)電量穩(wěn)居世界第一[1]。但隨著時代的發(fā)展，在信息高速膨脹的今天，以及知識經(jīng)濟時代到來的大背景下，水電行業(yè)的生產(chǎn)管理工作向信息化方向轉(zhuǎn)型已經(jīng)成為了必然趨勢[2]，尤其是水電站這種大型工作系統(tǒng)，其建設管理必將更多的依靠電腦技術和網(wǎng)絡技術，成為信息化管理。水電站的信息化管理就是在現(xiàn)有電站自動化、智能化運行的基礎上，進一步強化信息化、工業(yè)化深度融合，完善數(shù)據(jù)采集、傳輸、分析、利用，從而提高電廠的經(jīng)濟運行水平和風險管控水平，持續(xù)提升企業(yè)市場競爭力。

現(xiàn)階段我國新建或經(jīng)改造的水電站普遍實現(xiàn)了“無人值班，少人值守”模式，但是建設有信息化管理平臺的水電站卻寥寥無幾，基本都只是在設備上實現(xiàn)了數(shù)字化，設備在線監(jiān)測與分析網(wǎng)絡也日趨完善，這些都為信息化管理平臺的建設提供了數(shù)據(jù)支撐，同時新技術的不斷發(fā)展和生產(chǎn)知識庫的積累，也為水電站信息化管理平臺的建設奠定了良好的基礎[3]。因此，水電站信息化管理平臺的建設迫在眉睫。

2 信息化平臺建設相關管理和業(yè)務架構

通過信息化平臺建設，有效運用數(shù)字化技術架構驅(qū)動企業(yè)生產(chǎn)運行和企業(yè)經(jīng)營管理，促進企業(yè)設備運轉(zhuǎn)更加可靠，生產(chǎn)運行更加優(yōu)化，企業(yè)管理更加高效。通過對公司自身的生產(chǎn)、運營、管理的全面監(jiān)控，數(shù)據(jù)全面應用，實現(xiàn)數(shù)據(jù)對企業(yè)業(yè)務的驅(qū)動，輔助企業(yè)迅速完成業(yè)務決策。平臺可以從以下幾個方面展開建設：

2.1 基礎設施建設

完成企業(yè)基礎設施網(wǎng)絡升級、安全加固、統(tǒng)一運維的建設，為企業(yè)信息化建設提供高性能、高可用性、高擴展性和高安全性的基礎設施及技術支持，為包含計算機監(jiān)控系統(tǒng)、設備監(jiān)測、庫壩監(jiān)測、河渠監(jiān)測等生產(chǎn)和管理相關的內(nèi)外部數(shù)據(jù)可靠接入提供保障，為信息化平臺建設提供有效的數(shù)據(jù)支撐。

2.2 管控支撐平臺

2.2.1 云計算平臺建設

部署6臺2路高性能服務器作為計算資源池，在OpenStack的管理下，通過虛擬化軟件，如FusionSphere、VMware vSphere等，對計算、存儲、網(wǎng)絡等物理資源進行虛擬化，提供統(tǒng)一的計算、存儲、網(wǎng)絡資源池，統(tǒng)一進行虛擬機配置，部署管理，并根據(jù)業(yè)務系統(tǒng)的不同需求生成不同配置的服務模板以及虛擬機，部署服務器操作系統(tǒng)及服務器業(yè)務應用，對外提供虛擬計算服務。

2.2.2 企業(yè)服務總線建設

企業(yè)服務總線使用SpringCloud、SpringBoot系列技術框架和組件，滿足各系統(tǒng)間、上下級單位間、及對外系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)進行交換、傳輸、整合、共享等需求，實現(xiàn)業(yè)務之間的聯(lián)動和數(shù)據(jù)統(tǒng)一。全面推進企業(yè)服務總線平臺建設有助于系統(tǒng)間、上下級單位間、外部單位間所有的信息系統(tǒng)進行信息集成與交互、流程的協(xié)同與扭轉(zhuǎn)，信息的記錄與監(jiān)控均在企業(yè)服務總線上運行，在企業(yè)服務總線構建與基礎支撐之上，將一切的邏輯、業(yè)務和過程抽象為服務，以服務的形式在總線內(nèi)部被調(diào)度、執(zhí)行和管理，并提供對所有服務狀態(tài)、關鍵指標的監(jiān)控功能。

2.2.3 大數(shù)據(jù)平臺建設

大數(shù)據(jù)平臺部分主要采用開源的Hadoop構成，大數(shù)據(jù)平臺項目內(nèi)容主要包括的是采用開源Hadoop平臺來搭建智慧企業(yè)生態(tài)系統(tǒng)基礎數(shù)據(jù)平臺，主要包括Hadoop的搭建、安裝、調(diào)試、調(diào)優(yōu)等服務工作，還包含數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)接口的程序開發(fā)、業(yè)務遷移的技術支持與平臺培訓等相關工作、平臺管理等相關服務工作。數(shù)據(jù)傳輸時需對數(shù)據(jù)進行壓縮和加密，傳輸數(shù)據(jù)包括實時數(shù)據(jù)、業(yè)務數(shù)據(jù)、模型數(shù)據(jù)及非結(jié)構化數(shù)據(jù)等。

2.2.4 信息展示平臺建設

通過采用先進的、現(xiàn)代化的電子設備，利用多種高科技手段，全方位多角度直觀地，對公司信息化管理平臺中的管理數(shù)據(jù)、業(yè)務數(shù)據(jù)進行綜合分析與展示。

2.2.5 移動應用平臺建設

隨著智能手機的快速普及多種智能終端爆發(fā)性增長，以及手機5G時代的到來，讓信息跟著人走已成為現(xiàn)實，手機不再只是簡單的通話工具，更成為隨身攜帶的工作平臺、信息獲取平臺，實現(xiàn)手機與各應用系統(tǒng)進行通訊，以便在任何需要的時間和場合，方便、高效、迅速地獲取和處理業(yè)務信息，決策于千里之外，打破傳統(tǒng)的信息處理模式。

2.3 應用系統(tǒng)建設

2.3.1 統(tǒng)一計算平臺建設

提供基于大數(shù)據(jù)的科學計算、數(shù)據(jù)挖掘、數(shù)據(jù)建模、機器學習、深度學習等與傳統(tǒng)計算、科學計算、人工智能計算一體的綜合型算法工具。該工具部署在Hadoop平臺上，與Hadoop平臺一起組建完成智慧企業(yè)建設生態(tài)系統(tǒng)的核心部分，同時，該算法工具為程序開發(fā)、模型訓練、邏輯回歸、深度學習、自動趨優(yōu)、自我完善等服務提供支撐，滿足大數(shù)據(jù)應用及各類業(yè)務應用的需要。

2.3.2 統(tǒng)一應用軟件開發(fā)平臺（包括組態(tài)類）

統(tǒng)一應用軟件開發(fā)平臺是軟件開發(fā)的基礎平臺，提供一整套的應用軟件設計開發(fā)方法論及支持工具，縮短開發(fā)周期，保證軟件的可維護性，降低應用開發(fā)的風險，滿足企業(yè)持續(xù)改進的業(yè)務應用需求。

應用軟件開發(fā)平臺具備邏輯解耦的分層架構，包括但不限于：基礎設施、集成開發(fā)工具、公共套件、單體應用開發(fā)框架、微服務開發(fā)框架、可視化構造工具、全開發(fā)周期的工具、模型驅(qū)動框架、大數(shù)據(jù)集成開發(fā)、前端展現(xiàn)工具、權限開發(fā)及運行支撐組件、流程開發(fā)及運行支撐組件、研發(fā)流水線工具、提供在線開發(fā)工具、中央級代碼倉庫、分布式項目協(xié)同管理組件等。

2.3.3 統(tǒng)一報表平臺建設

統(tǒng)一報表平臺無縫化對接大數(shù)據(jù)平臺，加快報表開發(fā)速度，提高數(shù)據(jù)應用的及時性，還可以在業(yè)務需求變更、調(diào)整后，大大的降低維護難度，實現(xiàn)可視化做到隨需應變。最終在深入完善復雜報表、打印導出、圖形化分析、移動決策、大屏監(jiān)控、自助分析等多個可視化分析領域的支撐。

統(tǒng)一報表平臺系統(tǒng)基于Hadoop大數(shù)據(jù)平臺構建，采用分布式部署，以滿足公司報表建設需要。統(tǒng)一報表平臺讀取Hadoop大數(shù)據(jù)平臺、

實時數(shù)據(jù)庫、關系型數(shù)據(jù)庫和其他相關類型的數(shù)據(jù)源，從PC端到移動端再到大屏，從數(shù)據(jù)采集到分析再到可視化，從傳統(tǒng)數(shù)據(jù)體量再到大數(shù)據(jù)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)智慧化展示、可視化分析。

2.3.4 數(shù)字電站建設[4]

以“無人值班（少人值守）”模式為基礎，以通信平臺為支撐，在現(xiàn)有的計算機監(jiān)控系統(tǒng)、機電設備在線監(jiān)測系統(tǒng)、水工建筑物監(jiān)測信息平臺、保護信息系統(tǒng)、安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)等專業(yè)系統(tǒng)的基礎上，以統(tǒng)一建模方式，集中接入的方式，生產(chǎn)信息整合和交換服務平臺建設。以“數(shù)據(jù)采集自動化、信息預測精確化、調(diào)度決策最優(yōu)化、運行控制一體化”為特征，實現(xiàn)“電力流、信息流、業(yè)務流”的高度一體化融合，實現(xiàn)對電站的生產(chǎn)和運行狀況全面監(jiān)控、電站業(yè)務狀態(tài)全面感知和生產(chǎn)運行數(shù)據(jù)集中展示。

2.3.5 生產(chǎn)運行數(shù)字化

建立具有采集廣泛、全面快捷、有效的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。通過遠程自動化遙測和遙控技術、物聯(lián)網(wǎng)技術采集電站、大壩、設備、輸電系統(tǒng)以及環(huán)境數(shù)據(jù)，通過信息集成技術整合現(xiàn)有系統(tǒng)數(shù)據(jù)等方式，實現(xiàn)電力生產(chǎn)雨情、雨量、流量、電量以及經(jīng)營管理資金、利潤額等數(shù)據(jù)的實時采集。

2.3.6 一體化平臺建設

一體化平臺具備企業(yè)級門戶管理、各業(yè)務系統(tǒng)權限統(tǒng)一管理、生產(chǎn)物資管理、接口服務管理、合同管理、考試競賽管理、移動應用管理等能力。為公司信息化管理、生產(chǎn)運行、人員培訓等提供支撐，保障生產(chǎn)業(yè)務發(fā)展。

一體化平臺采用J2EE體系，運用SpringCloud、SpringBoot系列技術框架和組件技術，實現(xiàn)微服務架構。個別系統(tǒng)根據(jù)實際的情況應用不同的架構模式，在建設過程中完成接口服務、身份認證、權限管理、身份管理、安全審計、數(shù)據(jù)集成、服務管理、服務開發(fā)、服務監(jiān)控、服務預警。對外提供用戶、組織同步、單點登陸、待辦任務集成和統(tǒng)一服務調(diào)用接口。系統(tǒng)采用oracle數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。

3 結(jié)束語

水電站信息管理平臺建設，旨在通過將電力工業(yè)技術與電子信息技術、企業(yè)管理技術高度融合，進一步加強發(fā)電過程自學習、自適應、自趨優(yōu)、自恢復、自組織能力，有力促進水電站運行更安全、更高效、更清潔、更低碳、更靈活，從而實現(xiàn)全面提升企業(yè)競爭力的目的。

參考文獻：

[1]智研咨詢.2017年世界水電區(qū)域結(jié)構：中國占比第一！我國水電須適應全球數(shù)字化、綠色發(fā)展趨勢[EB/OL].http：//www.chyxx.com/industry/201809/681349.html.2018-09-29/2018-12-01.

[2]劉春梅.項目管理的區(qū)域?qū)崿F(xiàn)研究[D].北京化工大學，2003.

[3]馮漢夫，石爽，馬琴等.智能化水電站建設的思考[J].水電廠自動化，2010，34（04）：1-5.

[4]張征正，郭晨旭，吳凱等.基于提質(zhì)增效的水電廠智能化建設展望[J].科技展望，2016（36）.