中台架构下电网数字化转型建设研究

刘凯 王震 李金泽

(1.北京国电通网络技术有限公司，北京 100022；2.国网信通亿力科技有限责任公司，福建 福州 350003)

0 引言

传统行业要想实现可持续发展，必须利用数字化的管理技术和管理模式提高企业数字化能力，积极推动数字技术与行业深度融合，加快建设并转型成为国际领先的数字化企业。电网企业数字化转型方案按照“三融三化”建设思路，以公司数字化赋能工程为载体，聚焦赋能、减负、创新、提效，因地制宜、分层分类开展，打造“四层两类”示范，力争建设一批实用实效、兼顾差异的数字化应用示范样板，沉淀一批可推广的典型经验、最佳实践和解决方案，提升数字化转型落地的系统性和穿透力[1]。其中，中台架构依托“数据中台+业务中台”的双中台架构，提高电力系统敏捷性和业务创新性[2]，为当前电网数字化建设转型提供了新的思路，可有效支撑电力行业“数据高效治理”“流程简化”“基层减负”等现代数字化建设目标。

1 研究现状

在中台架构基础上进行企业数字化建设，能够更快、更高效率地实现数据挖掘价值，避免需求重复建设，降低企业成本，促进企业业务模式快速迭代，提高企业竞争力。在新形势下，电网企业迫切需要改变传统管理方式[3]。中台架构下电网数字化建设的根本目的是在信息技术驱动下实现业务转型，实现企业竞争力提升[4]。电力行业在数字化转型过程中仍面临许多问题与挑战：

(1)数据感知能力弱，数据源不唯一，各项业务间孤岛效应强，壁垒较高，导致部门间沟通不畅，影响决策速度及决策正确性。

(2)规模大、条线多，数据量和冗余数据量大，但业务条线逻辑性相似，共性服务较多，运营及服务成本很高。

(3)大型信息化系统的专业功能虽然强大，但不同系统间的集成比较复杂，接口互通的难度较大，后期开发及运维中都存在较多问题，导致系统功能开放共享实现难度较大。

综上所述，建设以中台架构为基础的数字化电网，能够最大限度降低信息化系统中功能和数据重复建设及维护的成本，同时通过沉淀共性功，快速实现各种能力及能力组合。

2 数字化转型的必要性

企业数字化程度是评价企业现代化管理的重要指标之一，代表企业管理模式、运营模式、业务模式的先进性和智能性，是衡量企业竞争力高低的重要因素。当前形势下，电网企业实现数字化转型的必要性体现在以下三个方面[5]：

(1)数字化转型是电网企业深化改革的必要手段和途径。数字化转型是指企业通过云计算、大数据、物联网、移动互联网、人工智能等数字化技术(“云大物移智”)等手段，实现数字化推动业务实现模式和管理模式智能化的目标，提高电网企业管理效益和经济效益。

(2)数字化转型是建设电网企业数字化生态的重要途径。

(3)数字化转型是推动电网企业向枢纽、平台和共享转型的重要手段。建设枢纽、平台和共享的数字化企业，在于打造能源资源高效利用的关键枢纽，打造开放敏捷的需求业务平台，打造共创共赢、共治共建的共享机制，从而推动电网企业由传统化向数字化转型。

3 中台架构下电网数字化转型建设方案

中台架构建设的作用是可以快速打破纵强横弱、信息孤岛的局面。传统电网企业是职能制组织架构，各部门仅掌握各自内部业务数据，对其他部门的业务及数据存在“信息孤岛”或“信息烟囱”，横向信息沟通和共享能力偏弱[6]。中台建设可以将各部门共性功能及数据沉淀至中台，打破各部门间信息壁垒，制定标准，便于数据统一治理、分析与价值挖掘；同时，可避免功能重复建设，降低运维和协调成本，提高开发效率[7]。

3.1 数字化转型建设思路

中台作为电网数字化转型建设的核心技术，主要作用是利用数字化技术消除“部门孤岛”，实现业务流程的快速迭代[8]。以企业战略为指导，按照中台建设要求，前期开展服务适配、前台应用开发、数据接入和综合验证等工作；中期按照大中台小前台、同源维护、共建共享和无感切换等工作方针继续建设，最终实现服务验证、前端赋能和专项示范，推进项目中台建设，推动企业管理和业务升级。数字化转型技术路线如图1所示。

图1 数字化转型技术路线

(1)服务适配。以项目中台的共享服务为基础，适配支撑IRS信息化项目管理的服务集群，同时结合电网信息化个性化需求，通过“共享服务+个性应用”相结合的模式，满足IRS用户的业务需求。

(2)前台应用开发。IRS信息化项目管理中台化改造，采用前后端分离的微服务框架开发模式，基于项目中台共享服务，通过微应用改造的方式重新构建前台应用，实现原有系统功能无感切换。

(3)数据接入。数据接入工作从源端数据库接入历史数据至项目中台，保障验证系统功能应用的连续性、准确性和真实性。其中，结构化数据经总部云平台转换后接入，非结构化数据通过非结构平台集成获取。

(4)综合验证。当项目中台建设形成部分工作成果时，为降低影响范围、提升协同效率，试点阶段将项目中台部署在综合试点单位，统一开展项目中台的试点应用和综合验证，后续逐步实现上线。

3.2 数字化转型建设方案

按照电网数字化转型的设计方法论，结合国内外先进技术，依据企业总体信息化策略，充分应用“大云物移智”新技术成果，借鉴互联网企业架构理念，打造“小前台、大中台、强后台”的架构模式，如图2所示。

图2 中台架构下电网数字化转型方案建设流程图

(1)“云大物移智”平台。该平台为数据中台和项目中台提供计算、网络、安全、数据库、中间件以及新技术支撑组件等基础技术服务。

(2)前台。基于项目中台共享服务，通过微应用改造的方式重新构建前台应用，实现原有系统功能无感切换。

(3)中台。中台包括业务中台和数据中台。业务中台构建共享服务中心，为前台应用提供核心的服务调用和数据存储服务，数据中台为项目中台提供数据分析服务。

1)贴源层。即数据接入层，采用实时采集、数据复制、日志采集等方法将各类数据同步至贴源层。

2)共享层。将所有数据按类划分，形成支撑业务中台的基础表，包括项目域、人员域、财务域、采购域等，数据分布清晰可靠，便于管控。

3)分析层。适合业务场景的高级模型，并提供数据服务化工具及高服务响应能力，同时还可衡量数据热度。

业务中台基于数字化技术进行建设，通过相关能力组件构建业务应用，各组件应用场景及功能如下：

(1)基础设施层。提供通用的计算、存储、网络等服务。计算服务提供基于虚拟机、容器、裸金属等计算环境构建业务应用，同时提供GPU计算、存量虚拟化接入等功能。存储服务支持块存储、对象存储、文件存储等数据存储方式。网络服务提供专用网络VPC、负载均衡、虚拟防火墙等功能。

(2)数据层。数据存储采用关系数据库云、文档数据库、缓存数据库，与数据中台实现数据存储和交互，以及分布式关系数据库、分布式数据计算。

(3)技术支撑层。通过微服务引擎构建微服务应用、服务治理等场景。支持服务的注册、发现、路由、负载均衡、降级、限流、熔断等服务治理功能。技术支撑层同时提供分布式缓存、分布式消息队列、消息通知、分布式事务处理等服务功能。

(4)服务层。也就是项目中台核心层，使用微服务框架以及公共组件，分布式服务总线统一接入，通过RESTFUL和WEBSERVICE两种类型接口对外提供基础服务、业务服务，统一数据交换，实现数据交互和共享。

(5)应用层。基于云和业务中台构建的服务，建立业务中台前台微应用。使用微应用框架和前台公共组件，采用了HTML5、CSS3、JSON、AJAX、JQUERY、JAVASCRIPT、VUE等技术，建议使用前后端分离技术。

(6)微服务管理平台。对微服务进行组件化管理，微服务治理通过对服务进行治理实现降低运维成本，并监控各个服务的实时运行状态。

(7)DEVOPS平台。支持应用自动化构建，支持对项目整个生命周期的管理，包括编译、构建、测试、发布、报告等，涉及管理项目结构、管理依赖关系、生成报告等。

4 结语

电网数字化转型是当前传统电网企业迫切需要解决的问题，是改变传统管理观念和管理方式的必要途径。同时，企业数字化程度还体现了企业现代管理能力。中台技术和数字化技术在互联网行业的成功应用为电网企业提供了可借鉴的经验，但同时还要结合电网企业特点和现状，从点到线、从线到面进行推广，先让一部分有条件、有代表性的电网企业试点推广，而后逐步完成全面推广和实施。总之，电网企业要利用数字化技术，通过建设业务中台和数据中台最终完成建设以中台架构为核心的数字化电网，实现信息数字化、业务数字化、数字化业务的电网数字化转型。