乡镇供电所一体化系统关键技术研究

李毅靖 吴钢 李川 李兆隆 利润霖

摘 要：随着国家电网公司的智能化及自动化水平的不断提高，对基层单位信息化水平的要求随之提高。为使信息系统入口不统一及数据难以共享等问题得以有效解决，以电网公司基层单位信息化需求为依据，对乡镇供电所及班组一体化系统进行了研究。基于经典系统设计和实现方法完成了对系统整体架构的构建，通过在基层电网单位的建设与实践证明该系统能够使电力基层单位信息的使用及共享质量和效率得到显著提升。

关键词：智能电网; 乡镇供电所; 信息一体化系统; 关键技术

中图分类号： TP311.52

文献标志码： A

Abstract：With the continuous improvement of the level of intelligence and automation of the State Grid Corporation， the requirements for the level of informatization of grassroots units have been improved. In order to solve the problems of inconsistent information system entry and difficult data sharing， this paper mainly focuses on township power supply stations. Based on the informationization needs of the grassroots units， the township power supply stations and the team integration system are studied. The system architecture is completed based on the classical system design and implementation method. The system is built and implemented in the grassroots power grid unit. The use of power base unit information and the quality and efficiency of sharing have been significantly improved.

Key words：Smart grid; Township power supply; Information integration system; Key technologyies

0 引言

快速推進的电力企业信息化建设为电力发展提供了技术保障，在带来管理便利的同时也带来了挑战，信息系统作为一种流程管控系统多以专业分工为依据，数据统计口径在缺乏整体协调的情况下难以统一，信息系统操作步骤繁琐，增加了跨专业数据共享难度，同时降低了操作易用化程度。因此在构建基层乡镇供电所一体化系统时需重点解决这些问题，以信息化发展需求为依据通过统筹考虑和顶层设计实现数据的融合与共享，打造一体化信息平台。

1 需求分析

作为国家电网公司的主要构成，乡镇供电所及班组在向社会基层组织及用户提供服务方面起到了重要作用，具有数量多、分布广特点的乡镇供电所显著增加了公司级信息化及一体化管理的难度，对乡镇供电所及班组的业务水平和营业效率的重视程度不断提高。目前国家电网公司通过相关信息化工程的投入使用（包括SG186 工程、SG-ERP 工程）已经初步完成了一体化企业级信息系统的构建，该信息系统能够覆盖公司各级单位，对于不同的业务应用基本实现了横向及纵向的集成与贯通，为建设和完善智能电网建设、提升生产管理水平提供了支撑。但国家电网公司在全面深入建设“三集五大”体系的过程中，相关信息系统建设和应用问题日益凸显，包括一些系统入口不统一、数据重复录入等，尤其是乡镇供电所及班组这些基层单位作为数据录入源端会涉及到较多不同种类的业务系统，而公司的管理分析和决策需通过基层录入的全面细致的基础及过程数据为依据进行，增加了基层班组人员的工作量[1]。通过开展乡镇供电所一体化建设工作以成为解决上述问题的有效手段，为切实减轻乡镇供电所的工作负担提高公司的一体化管理能力，本文主要对乡镇供电所一体化系统进行了研究和设计，介绍了该系统在初步建设实施过程的效果。

2 系统设计和实现

2.1 建设目标

针对影响信息系统使用及数据融合的问题（包括应用系统不统一、数据重复录入等），本文以乡镇供电所及班组工作现状以及供电所基层业务操作整合需求为依据，完成了乡镇供电所一体化信息系统的构建，乡镇供电所一体化信息系统建设目标主要体现在：（1）系统整合，在详细的分析和梳理基层典型业务场景以及信息系统常用业务功能的基础上，通过对应集成方式的使用完成对基层用电所常用系统的有效整合，从而使基层单位数据录入质量和效率得以显著提高，进而提高用户体验及基层工作效率;（2）提升管理水平，通过建设一体化信息系统实现对班组业务的有效规范（包括集成接入标准、日常业务操作流程等），从而使乡镇供电所管理质量得以有效提升[1]。

2.2 整体架构

该一体化信息系统整体架构示意图如图1所示。

主要可分为4 个层级：（1）表示层，该层的主要功能在于实时获取用户的请求信息，并显示相关处理结果及具体反馈信息，在设计基于JSP 动态页面的表示层时通过用户自定义标签库的使用实现。（2）系统控制层，该层主要负责对表示层和业务层间的数据交互进行处理，通过对接收到的用户请求进行逻辑判断，并据此完成相关应用组件的分配和处理，在此基础上完成对应处理结果的分析与反馈。（3）业务应用层，作为一体化信息系统的关键构成，该层的主要功能在于对各类逻辑请求操作进行处理，其逻辑请求处理过程采用对应平台组件模型实现（基于Java、 EJB、JavaBean应用）。（4）数据访问层，该层的主要功能在于为数据源提供接口以便能够供外界访问，本文采用了目前一种较为成熟的 ORM 框架（对象关系映射，能够提供抽象的数据访问接口且与数据源无关）Hibernate，其所采用的代码方式完全开源但却具备较高的安全性[2]。

3 数据融合与共享的实现

现阶段基层电力企业大多已完成了了企业级数据中心的建立，数据交换通过ESB及数据中心即可实现，ESB适用于数据量较小且无需同其他系统共享德尔数据交换过程，数据中心适用于需同其他系统进行数据共享且数据量较大的数据交换过程。

3.1 基于ESB的数据共享模式

对于信息系统间的不同功能单元，通过采用SOA 架构实现相互联系（具体通过服务间定义良好的接口和约定），在 SOA 消息传递过程中ESB（在传统中间件技术的基础上结合了 XML、Web Service 等技术，支持基于内容的路由和过滤，提供一系列的标准接口）是提供支撑的关键技术，ESB能够使存在于不同应用间的技术差异得到有效消除，通过协调运作各类应用服务器使不同服务间的通信与整合过程得以有效实现。ESB的处理模式提供了分布式的运行管理机制、事件驱动和文档导向功能，具备传输复杂数据的能力。ESB 实现的基本功能包括在总线范畴内的服务注册与管理（对服务的注册命名及寻址管理）、通过 ESB 互连的业务流程间的传输服务、支持丰富的传输协议和接口的路由与定位（位置透明，提供多种消息传递形式）、服务和事件管理支持（提供事件检测、触发和分布功能，调用测量、监控等相关记录数据）。ESB 总线适用于实时性的较小的非共享类数据集成，能够保证数据的实时交互[2]。

3.2 数据中心 +ESB总线的共享模式

作为细节数据集合的一种，数据中心（ODS）主要面向当前的主题、集成、可变的数据，能够有效满足电力企业对即时性的集成的信息操作需求。在系统整合数据整的过程中数据中心承担了数据的大批量获取及实时同步更新功能，支持多維汇总分析功能（包括统一视图查询、营销活动监控等），共享数据存放于数据中心，基于数据中心与 ESB的共享模式能够使信息系统间数据得以有效融合共享，空间有限的数据中心限制了该方案适用的共享数据类型（主要面向数据量小、实时性要求不高的数据）[3]。

3.3 数据中心 +ETL 的共享模式

对于各业务系统中的电力企业运营数据，数据中心可从中通过使用相关技术（包括抽取、转换、装载、企 业 应 用 集 成等）实时或准实时的抽取运营数据，然后经过进一步的操作处理工作（包括转换、加载、映射等）形成 ODS 的核心数据。系统间的数据集成过程，ETL 的共享方式适用于较大数据量的数据传输工作。难以进行技术改造的部分数据提供方系统通常采用 ETL 的处理方式。此种共享模式的流程为：先完成CIM 模型的定制，同时采用数据资源管理工具完成相关部署，信息系统 A 负责在数据中心存储共享数据，信息系统 B采用此种数据共享模式定期抽取数据[4]。

4 项目建设及实现路径

4.1 业务架构

构建业务架构的主要目的在于形成整体业务能力视图，需给予具体业务对核心业务进行相应处理（包括细化、抽象、归纳和总结），从而能够将关键输入提供给应用及数据架构。乡镇供电所一体化信息系统的界面整合范围涉及了常用信息系统（包括乡镇供电所及其营销类、检修类班组），通过整合供电所常用信息系统将统一的入口即操作流程提供给操作人员，具体包括权限控制、单点登录、统一入口等，操作人员成功登录系统界面后即可在权限范围内在不同的信息系统及功能模块间切换。

4.2 应用架构

在业务架构的基础上完成乡镇供电所一体化信息系统的应用架构的构建，具体应用的功能、划分及分布需以系统实际应用功能需求为依据进行定义，应用架构主要有4 个部分构成：（1）信息展现，为集成业务应用提供依据，将系统桌面以不同的使用者为依据通过提供不同的岗位维度（包括所长、技术员、安全员、营销员等桌面）进行展现。（2）业务应用模块，以业务应用功能为依据按不同的维度（包括业务域、岗位等）完成集成和组织过程。（3）权限管理，针对系统使用人员进行统一授权和管理，主要负责对使用者身份、资源、组织、合规性及安全等方面进行管理。（4）应用中心，包括注册接入和应用管理中心，主要是在系统中实施具体业务应用过程中，在应用中心完成相关功能的注册（由业务应用将提供），应用中心再向整合平台提供这些注册功能及各种维度，由整合平台完成功能组合后实现最终用户个人桌面的生成。

4.3 数据架构

该乡镇供电所一体化信息系统以电力系统的数据处理过程为依据构建数据架构，按照逻辑层主要由7部分构成：客户端，提供具体的操作及使用界面;应用服务层，主要针对操作应用界面完成相关处理功能（包括配置、布局、页面集成等）;界面层，读取并展示界面配置结果;接口服务层，提供相关功能及信息的接入，包括具体的班组及营销系统、安全监察、农电管理、权限管理等;数据访问层，主要负责为上层提供相关服务，提供相关数据和应用的统一访问接口（包括数据库、短信网关、文件、邮件、搜索等）;公共服务层，该层功能在数据访问层功能的基础上实现，主要包括对主要公用功能进行封装（包括日志、定时及SOAP 等服务、数据访问）;安全控制层，主要负责完成系统的安全控制功能，通过使用统一权限接口访问控制、数据加密实现[5]。

4.4 集成架构

乡镇供电所一体化信息系统面对基层使用需求涉及到大量的业务系统信息集成，提供了常见主要的集成场景，包括认证、应用、待办、运维监管、通知公告、邮件、消息提醒等方面的集成，再实现各个集成场景的基础上使一体化信息系统能够为企业提供信息集成及数据共享的服务，极大的提高了企业用户访问的便利性，使企业尤其是基层乡镇供电所的不同信息系统的业务信息数据（注册方式有统一资源定位符和组件注册）得到更加充分的运用。

4.5 部署架构

本文所设计的乡镇供电所一体化信息系统为使系统的鲁棒性和可靠性得到显著提高，使用 3 台服务器通过集群方式完成了架构部署，采用 Oracle 实时应用集群对后端数据库进行部署，将用户请求以负载情况为依据（通过 F5 负载均衡设备）向后端应用集群的各服务节点上分发，从而是确保了数据存储的可靠性和。该乡镇供电所一体化信息系统为使单轨故障得以有效避免采用了两 套并行系统的逻辑架构。部署于同一物理服务器上的2 套服务公用同一应用平台（UAP）服务器[6]。

乡镇供电所信息一体化信息系统有效连接了乡镇供电所及营销类、检修类班组，该一体化信息系统界面能够对乡镇供电所常用信息系统进行有效整合，使业务融合及数据共享再乡镇供电所管理中得以有效实现，通过一体化的信息系统为基层业务提供支撑，在进一步提升了基层供电所工作效率的同时强化了公司对相关业务的整体监管能力。此外该系统还使基层电力相关信息的实用性和便利性得以显著提高，提高了基层供电所单位员工数据录入的便利性及信息系统的用户体验。再实际投入使用后仍然需要对基层员工开展滚动式培训，收集反馈信息，不断对系统功能进行优化，为深化普及应用一体化信息系统提供支撑。

4.6 技术路线

针对乡镇供电所需求在构建一体化信息系统时选用了 J2EE 技术架构规范，采用了信息展现集成技术，开发和运行平台基于SG-UAP平台 （公司统一开发平台），通过MVP 客户端框架的使用实现系统客户端功能。标准化接口组件通过集成接口实现，集成接口则通过通用集成技术和开发标准进行构建，能够同其他系统进行无缝集成，从而在提高集成效率的同时降低了集成成本。构建系统的具体技术路线为：基于 SG-UAP平台构建，通过使用该平台的MX 框架应用实现浏览器前端展现功能，桌面客户端基于MVP 桌面框架设计，乡镇供电所一体化信息系统设计上同时支持一级部署和二级部署2 种部署模式，集成方式包括页面集成、应用注册两种，开发平台采用JDK1.6/SG-UAP，中间件采用WebLogic、Tomcat，數据库采用Oracle、MySQL[7]。

5 总结

投入使用的信息系统种类不断增多，不断积累的相关数据蕴含着丰富的价值，在为电力安全生产及管理提供有效支撑的同时，在应用信息系统过程中的不足和问题日益凸显，不断增加的信息系统数量使系统整体功能的复杂程度不断提升，使用过程中数据重复录入及数据冗余增加了日常工作

及管理负担。本文为有效解决这些问题完成了对乡镇供电所信息一体化系统架构的构建，阐述了功能实现的关键技术。

参考文献

[1] 李树国，李文俊.以问题为导向巩固“全能型”乡镇供电所建设[J]. 中国电力企业管理，2019（23）：14-17.

[2] 李晓宇.电力信息通信一体化运维体系的思考[J]. 山东工业技术，2018（19）：171-172.

[3] 吴克勤.构建电力信息通信一体化运维体系的探讨[J]. 科技创新与应用，2016（22）：488-189.

[4] 沈凤杰，张伟，张浩，等.适应调控一体化模式的安控装置管理系统方案设计与实践[J]. 电力系统自动化，2017（23）：143-14.

[5] 国网河北故城县供电公司.突出重点举措，推进乡镇供电所“全能型”模式下的持续完善与提升[J].   农电管理，2019（04）：56-57.

[6] 赵曼伽，王积善，杜瑞雕.调控一体化在电力系统自动化中的应用[J]. 电子技术与软件工程，2017（19）：114-115.

[7] 蔡丽华，庄丽晖，张延华，等.全能型供电支撑平台及负荷预测系统研究[J]. 国外电子测量技术，2019（6）：57-61.

（收稿日期： 2019.11.13）