电力行业精益化IT支撑平台

马 斌 钟方伟 周 平 孙 浩

电力行业精益化IT支撑平台

马 斌 钟方伟 周 平 孙 浩

本文主要研究电力行业信息通信系统建设、建转运、运维全过程精益化管控的支撑平台；首先阐述了电力行业精益化IT支撑平台建设的必要性，其次论述精益化IT支撑平台建设的技术路线，详细说明技术框架中包含的研究内容，然后论证了电力行业精益化IT支撑平台的设计方案，以及支撑平台数据集成的多数据源信息访问和检索方法，最后通过实例论证了方案的可行性，对平台在电力行业的应用效益做了总结，对平台的可扩展性做了展望。

随着坚强智能电网的全面建成和全球能源互联网概念的提出，信息通信技术已渗入发电、输电、变电、配电、用电、调度各环节，成为电网的核心中枢神经网，全面支撑送端电网的安全稳定运行。

随着信息数据共享融合工作的不断推进和电力大数据时代的到来，信息系统间的耦合度和关联度越来越高；通信网作为电力生产的支撑网络也随着大电网建设，分布范围越来越广，网络结构越来越复杂，而通信调度主要通过不同产品的网管系统对不同厂家的设备和通道的运行状态进行实时监控，无法从整体对通信网运行状态进行监控和告警管理。运维人员需花费大量的时间和精力进行检修风险评估分析，且稍有疏忽将会导致电网运行风险；而且，人员增长严重滞后于信息通信系统的增长速度，远远无法满足运维工作的需要。

为解决海量信息通信建设运维任务与信息通信运维技术人员缺乏的矛盾，提高信息通信系统建设质量、运维水平，实现资源优化配置信息通信系统建设、运维无缝对接和项目全过程闭环管控，需要研究设计电力行业精益化IT支撑平台，通过数据构建、数据采集配置和数据关联分析，实现信息通信系统运行状态监控、检修风险预警、资源动态拓扑展现等功能，大幅提高运维效率和系统运行可靠性。

平台研究技术路线

平台技术框架

平台研究遵循三条主线展开：一是基础资源层构建，以信息化工程建设数据、信息通信资源配置数据、配置关联关系数据为核心；二是数据采集与配置，横向贯通平台建设、建转运、运维三个环节的资源配置数据，纵向通过各类网管系统采集运行状态数据，并对数据进行分类处理；三是数据相关性分析，基于资源配置数据和状态数据进行可靠性、预评估、告警和故障等分析。

图1　精益化IT支撑平台技术框架

平台通过生产经营管理系统来构建、管控信息通信项目建设数据；通过IT运维资源管理系统来构建信息资源配置数据、管控资源配置关系属性、动态创建信息网络拓扑关系，同时对信息系统检修过程展开预评估；通过通信资源管理系统，构建通信资源配置数据、管控通信资源配置关系属性、动态创建信息网络拓扑关系，并贯通通信网管，采集通信系统运行状态数据、分析运行状态趋势。平台提供统一的数据源检索、采集工具，实现数据共享。

图2　精益化IT支撑平台资源配置框架

资源配置框架

电力信息网络系统以设备资源为主体，以各种关联关系为线索，构建了承载电力业务的信息通信网络，但是，信息和通信类资源分类多、属性差异较大、关联关系复杂，因此必须构建一种可配置的资源描述数据结构，并且可以表达多种连接关系的关联关系结构。

图3　数据分析框架示意图

图4　精益化IT支撑平台架构

以配置项的各类属性值来承载信息通信资源的数据信息，以配置项关联关系描述信息通信资源之间的多维业务关系，实现系统资源的可配置化，将基于系统资源的管控转化为基于配置项和关联关系的操作，从而提供统一数据模型是平台实现数据共享、采集和分析的基础。

在资源配置模型中，以工程建设资源、信息配置资源、通信配置资源为配置单元层级，纵向梳理各级配置属性。在各层级内，以系统内配置单元的逻辑关系为线索，建立关联关系。结合ETL技术基于多维数据源采集配置数据，根据配置项属性构建配置资源仓库。

在信息资源管理环节，以应用系统“端到端”的完整服务提供为线索，以应用、数据库、主机、存储、网络设备等关键系统设备为配置单元层级，纵向梳理各级配置子项。在各层级内，以系统内配置单元的逻辑关系为线索，横向梳理配置子项间关联关系，实现针对所有信息系统各项配置资源的“基线化管理”。

在通信资源管理环节，主要对各类通信资源的属性信息、连接信息、动静态资源关联关系和各层资源关联关系进行维护和管理，实现通信网络各种通信资源数据的规范、常态管理，包括空间基础信息、配线信息、光缆信息、传输设备及逻辑信息、数据网设备及逻辑信息、支撑网设备及逻辑信息、接入网设备及逻辑信息、业务网设备及逻辑信息、辅助设备信息、通信电源的维护管理。

图5　分布式信息资源访问方法

数据分析框架

精益化IT支撑平台的重要功能是为信息通信系统的稳定运行提供服务，因此基于运行状态的可靠性分析和检修操作的可行性分析是关键应用。

针对信息通信系统的建设费用、运维成本、运行时长、运行状态、故障次数、检修次数，通过资源配置模型、配置资源仓库、运行状态数据仓库，采用数据挖掘聚类算法来计算可靠性指标。

系统检修是对信息通信系统稳定运行带来较大影响的操作，由于系统关系复杂性、承载的业务重要性等因素，国家电网公司对检修计划和检修方案都有严格的要求，在规定的时间窗口完成的检修操作做出了明确的规定，检修方案必须经过严格评审通过才能执行。因此，通过模拟演练检修操作步骤，对检修方案的影响范围和可行性进行关联分析，实现检修预评估工作，是数据关联分析的关键技术。

平台体系架构设计

平台系统架构

电力行业精益化IT支撑平台，面向大规模IT建设、复杂关联关系的信息通信系统的建设、建转运和运维管控，通过配置资源共享、数据关联性分析，实现建设领域的生产经营管理系统、建转运和运维领域的IT运维资源管理系统和通信资源管理系统进行集成创新。

平台通过数据采集和系统集成接口两种方式，实现电网企业信息通信系统的数据源集成，包括业务系统日志、网络运行状态、系统监控、通信网管等数据资源；通过生产经营管理、IT运维管理、通信资源管理三个子系统，实现信息通信项目建设资源、信息系统配置和运行资源、通信系统配置和运行资源的全过程管控；通过分布式信息资源访问方法，实现平台范围内多维数据源的共享访问，通过分类信息检索方法实现数据资源的自定义分类检索，提高访问和检索效率。

图6　平台应用实例

多源数据检索

精益化IT支撑平台面向建设、建转运、运维三个环节，管控项目过程数据、信息资源数据、通信资源数据三个领域的资源，平台要对三个数据源进行数据访问和分类，构建主题数据仓库，为此，设计一种基于web service的分布式信息资源访问方法，用以实现分布异构信息资源的访问。通过为用户提供查询接口和返回查询结果的信息资源访问代理，在注册中心对用户发起的查询请求进行Web Service 服务发现，与绑定的Web Service 服务代理以及对用户查询请求进行数据解析的信息资源集成代理实现。其流程如下图5所示。

平台管理的数据涉及支撑电网运行管理的所有信息通信建设和资源数据，涉及数据量大、关联关系复杂，因此，设计基于分类的快速信息检索方法，通过对信息资源进行分类，缩小检索范围，从而实现在某一类别内进行检索时，能够提高信息检索的准确率。该方法用于对合同、项目信息，以及信息、通信资源的分类，从而按照配置项属性构建分类数据集，实现各类资源的快速检索。

实现与展望

电力行业精益化IT支撑平台实现了信息通信系统建设、建转运、运维全过程管控，提高运维效率和系统运行可靠性，全面支撑送端电网稳定运行，促进电力生产中枢神经网的健康、稳定运行。平台的建设和应用，使得电网信息通信运维人员的人均运维资产能力从100万元提升至500万元的水平；提高工作准确性，减少运维工作量，系统巡检工作量由原来每次2h缩减到现在30min。图6为信息系统资源配置关系和通信网络智能检修应用场景。

“十三五”国家电网在新疆投资超千亿元，精益化IT支撑平台在电网智能化应用方面前景广阔，对新疆维吾尔自治区打造国家能源基地战略具有重要意义。同时，为保障智能电网安全建设和全球能源互联网的推广应用，平台将紧跟信息通信系统运维的最新技术发展，并应用于平台的功能扩展和技术提升。

10.3969/j.issn.1001-8972.2015.24.020