某大型新能源公司电站运维管理系统的设计与实施

摘 要本文以国内某大型新能源公司的电站运维管理系统建设方案为例，介绍了该新能源公司电站运维管理系统的主要设计方案及设计要点，为行业内其他同类型电站运维管理系统的建设提供参考。

【关键词】电站运行维护管理 J2EE B/S结构 系统设计与实施

国内某大型新能源公司以在风能、太阳能等清洁可再生能源领域的投资、开发与运营为主业。随着该公司的业务快速发展，投入运行的电站（风电场、光伏电站）数量不断增加。截至2016年底，该公司业务已覆盖30个省、自治区和直辖市，投产、在建的风电、太阳能等新能源装机超过700万千瓦，投入运行的电站将近100个。

电站作为新能源发电的具体运行维护的生产单位，其管理水平高低直接关系着电站发电量的高低。目前，该公司电站地域较为分散，分布在全国各地，电站的运行维护管理还比较粗放，电站运行维护中的大量信息目前还采用手工填写方式记录，无法有效指导电站运行维护管理工作。

为实现电站运行的信息化、电子化管理，确保设备安全、高效运行，提高设备消缺、检修及维护速度，节约人力资源成本，对电站运维管理过程中的设备、运行、物资等方面进行信息化管理是非常有必要的。

1 系统设计原则

1.1 先进性原则

系统采用成熟的软件架构，利用先进的开发技术，做到人机界面友好、操作简便、维护方便。网络基础建设要立足于未来业务发展要求，计算机的软硬件、数据库等均应采用先进稳定的产品，满足系统数据存储和管理要求。系统要有合理框架结构设计，满足系统访问速度快要求。

1.2 集成性原则

系统设计要全面考虑三峡新能源公司内部各业务部门之间的信息交流与共享，实现各业务数据在信息系统中的全面集成，充分发挥公司整体效益。

1.3 实时性原则

系统能及时准确的反应三峡新能源公司电站运行维护当前的信息，能在最短时间内为公司各级用户提供最有价值的信息。

1.4 经济性原則

系统建设要从经济着眼，选择性价比最高的方案，以节约系统建设投资。

1.5 开放性原则

为保障系统长远发展的接口及兼容问题，提高系统的柔韧性，系统应该做到高度开放性。

2 技术选型分析

系统遵循统一规划、统一软硬件平台、统一接口服务标准的原则，结合“集中式管理、分布式应用”的思想，系统采用如下实现技术路线：

2.1 系统采用B/S架构

B/S（Browser/Server）结构即浏览器/服务器结构，对于B/S结构而言，浏览器是其重要的组成部分，主要有浏览器为用户提供窗口进行交互，获得服务。通过这种结构的设计，能够很好的满足了用户的需求，还能有效减轻用户端的工作量，对成本的降低和开发设计的周期缩短提供技术基础。

2.2 系统采用J2EE体系结构

J2EE 的核心是一组技术规范和指南，所包含的各类组件、服务架构及技术层次，均有共通的标准及规格，让各种依循 J2EE 架构的不同平台系统之间，存在良好的兼容性，解决过去企业后期使用信息产品时彼此之间无法兼容、企业内部或外部难以互通的窘境，通过提供企业计算环境所必需的各种服务，使得部署在J2EE平台上的多层应用，可以实现高可用性、安全性、可扩展性和可靠性。

2.3 系统开发语言

系统采用Java语言开发，Java是一种简单的、面向对象的、分布式的、跨平台的、可移植的、动态的语言。

2.4 系统采用数据库

系统采用Oracle 11g数据库。

2.5 系统采用先进的IT架构建设系统运行支撑环境

以现有计算机网络、软硬件为基础，采用以存储为中心的IT架构思想，体现高度的前瞻性和可扩展性，采用“分期投入，逐步扩展，保证系统应用的完整性和硬件投资的有效性”原则，基于企业内部专用网络搭建系统运行支持环境，包括计算机网络设备、支撑软件和安全保障体系。

3 系统体系结构设计

考虑到电站运维管理系统的安全性和易用性，系统采用B/S架构，分为三个层次进行设计，分别为展现层、业务层及数据层。系统体系架构如图1所示。

4 系统功能结构设计

电站运维管理系统主要实现设备管理、运行管理、物资管理、系统管理等功能。系统功能结构如图2所示。

5 系统网络拓扑设计

电站运维管理系统中服务器由应用服务器、数据库服务器、中间件组成，各站点用户通过本地浏览器直接访问系统的服务器。电站运维管理系统的数据库服务器、应用服务器及中间件服务器，部署在北京总部，公司内网用户端通过浏览器直接访问系统。各区域管理机构、子公司采用SDH数据专线方式连接到公司总部广域实现内网联通，用户端通过浏览器直接访问系统。各电站通过深信服科技公司的VPN设备联通公司总部实现内网联通，用户端通过浏览器直接访问系统。移动用户通过深信服科技公司的SSL VPN设备访问系统。平板电脑和智能手机等通过发布的移动APP应用访问系统。电站运维管理系统的网络拓扑设计如图3所示。

6 系统数据库设计

数据库设计是电站运维管理系统的重要组成部分，数据库中存储了电站运行维护业务大量数据信息，数据库中数据信息依据相应的依赖关系和所构造的数据结构进行排列，其目的是实现快速、高效率的数据处理，同时保证库中的数据尽可能少的冗余。本系统设计时，需要确立所有数据表中的字段属性、名称、字段类型等信息，并设置不同数据表间的联系。每一条数据包含有很多信息，根据数据描述对象的差异其数据内容又各有所异，而且数据库的构建需要满足数据便于扩充的需求。

本系统采用Oracle 11g数据库，数据库设计主要包括系统实体关系图及对应的数据库结构表两部分。

7 系统安全设计

系统在进行安全设计时要考虑一个系统要具有消除潜在风险的能力和对风险的承受能力，三峡新能源公司电站运维管理系统主要从网络安全设计、系统权限设计、身份认证设计和数据安全设计四个方面进行系统安全设计。

7.1 网络安全设计

7.1.1 防火墙与入侵检测

电站运维管理系统采用山石网科的硬件防火墙（具有IPS入侵检测功能）和深信服科技的上网行为管理设备，以防止外部非法用户的进入，过滤不安全的服务，达到保护应用程序安全和数据安全的目的。

7.1.2 采用防病毒技术

为有效加强软件自身的抗病毒能力，采用挂接和捆绑第三方反病毒软件（如McAfee），同步对外来的软件与传输的数据进行必须的病毒检查操作。

7.2 系统权限设计

系统管理中提供用户权限配置功能，系统管理员可以对系统用户进行新增、删除、查询和修改等功能，设置用户、用户组的操作权限等各类权限。可根据部门、不同用户类别等建立用户组，然后对不同用户及用户组赋予不同的权限，从而约束用户在系统中的使用权限。为系统内部人员提供统一的权限管理机制。

7.3 身份认证设计

为了保证用户身份的安全性，系统提供用戶密码锁定策略和密码规则配置。密码锁定，系统可配置失败登录次数和锁定时间，在用户失败登录达到一定次数后，在一段时间内暂时禁止用户的登录行为，过了这段时间后才能再次允许用户登录；密码规则配置，系统支持灵活配置密码的数量以及包含的策略（大写字母、小写字母、数字、特殊字符等）。针对每个用户提供有效期、密码失效期的功能。

7.4 数据安全设计

数据安全设计是电站运维管理系统最重要的内容。在系统中，数据是核心内容。主要通过将前端应用服务器采用负载均衡技术，负载均衡技术既可以提高整个系统的性能，也可以提高整个系统的高可用性，当一台服务器出现问题的时候，另外一台仍会继续工作；后端数据库服务器采用双机热备技术，双机热备技术可以提高数据库服务器的高可用性，防止一台出现问题是服务中断的情况发生。

8 系统实施

目前，电站运维管理系统已在投运的电站已全面推广应用，系统运行正常，达到了预期的目标。系统利用信息化手段解决了电站运行维护中的设备管理、运行管理、物资管理的信息化、电子化，实现了电站运行维护管理的标准化、规范化，实现了各种运行维护信息的共享，确保了电站设备的安全、高效运行，提高了设备消缺、检修及维护速度，节约了人力资源成本。

9 结束语

电站运维管理系统的设计与实施，提高了电站设备可利用率和供电可靠性，提高了电站设备消缺检修维护速度，从而提高了发电效率和发电量，降低了该公司管理成本，提高了该公司的市场竞争力。

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作者简介

董清（1982-），男，安徽省人。工程硕士学位。现为中国三峡新能源有限公司工程师。主要研究方向为企业信息化建设。

作者单位

中国三峡新能源有限公司 北京市 100053