分布式计算

智能配电

电网全时空一张图融合外部政务“四标四实”、不动产登记、地铁站人流量、运营商实时人流量与供电局内部跨专业、跨层级电网资源信息和企业运营信息，开展多源异构时空数据采集转换、计算分析、全时空大数据底座、配网网架实时计算、停电研判、电网气象网格化计算等各项关键技术研究，解决目前信息系统建设过程中出现的数据共享实时性不强、跨专业信息流不贯通、数据价值未能充分挖掘等难题，构建电网运行全景“一张图”和企业管理全景“一张图”， 提出跨领域边界跨平台的多源异构时空数据的采集方法和转换方法，为实现多源异构数据的融合提供了技术和方法上的支撑；创建多维时空数据模型，提出电网全时空数据大规模分布式计算的方法，为电网全时空数据应用奠定基础。融合政府“四标四实”、不动产交易登记、市工程联合审批、民政低保、城管、自来水、地铁集团、气象、三大运营商等多个领域的多时相数据，开展了与内部生产、计量、调度、营销、用户、GIS等多专业数据的深度融合分析，充分发挥了数据融合业务价值。创立电网统一停电信息流管理模型与综合停电研判与预测模型，为了主、配网全电压等级停电事件全覆盖监控和全局停电事件影响情况和复电提供支撑。深度整合调度自动化系统、GIS系统、生产管理信息系统、计量自动化系统、电能量管理系统、营销管理系统的配网数据，构建电网统一地图数据应用模型。通过实时流技术与多源数据接入技术接入配用电系统、营销系统、快速复电系统等，完成主、配网全电压等级停电事件全覆盖监控，实时监控全局停电事件影响情况和复电进度信息。基于多源数据融合的电网全时空分析模型，提出配电网网架结构实时计算方法，实现配电网规划模拟与实时计算；提出气象大数据与电网数据的高效集成及融合方法，创新电网气象网格化分析计算技术，实现电网气象应急预警。

本项目运用全面整合的方法，遵循“业务驱动”的原则，采用业务架构分析、应用架构设计到系统架构设计的三步设计方法，建立大数据平台框架，提供高效实时的数据采集、数据存储、数据计算、数据分析以及数据分析能力。构建分析决策组件，提供分析建模、模型运行、模型发布等能力，增加对大数据分布式计算的支持。基于多级评价标准，采用多元线性回归的方法构建电能计量资产质量评价、寿命预测、寿命评估、供应商评价以及业务管控质量评价的数学模型。对各环节的质量水平进行评价，实现全省电能计量资产的全寿命周期量化评价。满足实时、离线应用的分析挖掘需求，为分析决策应用构建提供基础平台支撑。 通过计量设备全寿命周期量化评价与可视化调度监控系统的深化应用，2016-2019 年共发现计量设备故障隐患 61 起。通过该项目有助于找出管理中的薄弱环节、存在的问题，为改善管理流程和业务、保证设备质量提供技术手段和数据支撑。有效指导省计量中心和各地市公司单位计量设备资产的日常生产及运维需要，有效提高了国网四川省电力公司资产管理效率，切实降低设备故障率，避免现有资产闲置、浪费、无序报废等不良情况的发生，保证资产的可循环利用，合理的降低购置成本。计量设备全寿命周期量化评价与可视化调度监控系统的完成有利于实现计量资产管理方式由分散粗放向集约精益的根本性转变，有利于促进营销业务管理模式的创新，业务流程的简化和优化，对泛在电力物联网客户侧电力营销业务模式创新、客户用电感知水平提升和公司智能营销管理水平加强起到了有力的基础支撑作用。

拟增设电力先进计算分委会，分委会将致力于探讨先进计算技术在电力及能源行业的应用和演进，推进数智化坚强电网建设。分委会秘书处设在国网智能电网研究院有限公司，现面向电力行业征集分委会成员，欢迎申报！

为提升95598系统的安全运行水平，增强系统应急能力，2014年国家电网有限公司客户服务中心联合北京中电普华信息技术有限公司、北京科东电力控制系统有限责任公司、天津大学开展异地双活系统项目研究，2017年12月完成建设，建成后95598系统灾难恢复等级达到5级标准，95598系统运行可靠率达99.999%，电力客户服务业务承载能力提升了一倍。 该项目属于电子与计算机工程学科，解决了单系统隐患、超负荷运行、话务损失高、业务应急调度能力差等问题，构建了面向电力客服的远距离全双活架构体系，创新实现呼叫平台在天津、南京两地双活和核心业务系统在北京、上海两地双活，并通过运营调控系统调度资源，保障95598供电服务。 本项目在双活架构、业务监测、应用开发、运营调控方向，实现了5个方面创新：一是基于国网公司信息通信专网，提出了话务、应用、接口、数据的远距离、分层次、四中心的全双活体系架构；二是提出了基于智能话务预警识别模型与话务质量熵函数分析的智能研判，调节双活话务路由策略，对全国27个省用户来电进行分配并匹配最佳座席人员，实现了跨班组、跨部门以及跨中心的业务智能调控；三是对应用进行扁平化解耦设计，采用智能全局路由、消息队列、分布式计算、分布式服务总线技术，对集中式架构的应用系统进行改造，实现了基于服务编排、服务治理的应用层双活；四是研发了适配全网的大规模跨库数据集成系统，提出了一种远距离数据同步的双活校验模型，保障了全网客服数据的一致性、安全性、准确性；五是提出了灾难状态下业务等级划分方法，建立了业务等级与系统处理优先级的调控模型，实现了跨数据中心、跨呼叫平台的系统自动切换及资源集中式调控。 项目应用覆盖国家电网有限公司27家省（市）公司，自2017年12月投用以来，95598系统运行可靠率达99.999%，保证了95598系统运行不间断、供电服务不中断。2018年国网客服中心成为国内首家通过CC-CMM标杆级认证的全国性客服中心。2019年新中国成立70周年保障中，95598系统遭受攻击，因双活架构保证了系统正常运行。2020年在新冠病毒疫情防控中，因项目建成，仅3人就完成了95598系统运行保障，有效避免疫情交叉传播。项目攻克技术难题16项，化解较大安全风险9次，获得专利2项、软著2项、发表论文6篇、专著1项。2019年2月20 日，中国电机工程学会组织召开了“基于电力客服的异地双活系统关键技术及应用”科技成果鉴定，汤广福院士为首的鉴定委员会认为：该项目成果具有良好的经济效益、社会效益和推广前景，整体达到国际领先水平。

随着公司信息化建设与应用的不断深入，逐渐暴露出主机、存储等IT基础资源在按需供应、动态扩展回收、跨域分布式计算、在线开发测试发布等方面能力不足的问题。为满足公司业务和技术发展需求，构建资源灵活调配、服务集中统一、应用交付快捷的一体化云平台，带动公司IT和数据资源建设、应用及运维向企业级转变，实现平台架构坚强、支撑有力、响应敏捷，资源全局调度、灵活共享、高效应用的目标，国网辽宁电力开展初步建成电力企业云平台及配套机制、规范，支撑核心业务应用基于云平台实现数据共享与企业级业务应用，为新时期国网公司“数字新基建”奠定坚实基础。 该项目属于电力信息信通领域，对电力企业云平台关键技术开展研究并部署实施。电力企业云平台由云基础设施、云平台组件、云服务中心等部分组成，包含云操作系统、负载均衡等十大关键组件，通过协作可提供IaaS和PaaS云计算服务模式。围绕公司业务应用实际需求，开展云平台架构优化研究工作，并在技术上取得突破，一是提出了一种基于数据模型权限分配的云平台接口调用管理方法，基于数据封装的技术标准、接口规范，减少重复数据服务接口开发，降低成本；二是提出了一种基于预置分配列表的跨本地虚拟机资源调度方法，可以实现本地和非本地可用物理资源的统一调度，并按照预设策略进行分配；三是提出了一种模块化的多种类虚拟机统一管理方法，实现对于x86服务器、HP小型机、IBM小型机等多种类型虚拟机的统一管理；四是提出了一种基于Dvm警戒点的虚拟机集群负载调度方法，通过预先开启物理机对虚拟机进行分流迁移，保证每台虚拟机提前降低资源使用率，达到负载平衡目的；五是提出了一种基于Docker容器编排的自动化弹性应用管理方法，自动增加或者减少应用容器的个数，使云平台资源具备快速弹性扩缩容能力以及自组分布式集群能力。 该项目获授权发明专利4项，实用新型专利6项,软件著作权5项，发表论文10余篇。专家鉴定项目整体技术达到国内先进水平。 该项目成果电力企业云平台应用于国网辽宁省电力有限公司，承载了企业核心应用系统50余套，涵盖公司企业核心资源、电网主营业务、产业金融业务、智能分析决策等。具备一体化封装、全链路监控、一键式部署、弹性伸缩、故障自愈、不停机检修、运维自动化等七项核心能力，充分体现云计算技术特性，发挥应用上云优势。每年节支约3735.12万元，经济社会效益显著。 该项目为公司“多场景、微应用”提供平台支撑，助力国网公司电力新基建，为公司建成具有中国特色国际领先的能源互联网企业提供有力保障。

基于数字电网的云计算关键技术研究与云平台建设及应用实践项目属于电力行业云计算领域，涉及支撑数字电网的云计算关键技术研究，应用相关研究成果建成的电力云数一体平台，有效满足了数字电网对分布式计算、电力数据需求巨大、业务敏捷快速的特性需求。 本项目针对跨区域数据叠加过程中的混合云弹性资源分配，以及多云环境下业务迁移的网络自适应匹配等问题，在云计算计算算力提升、混合云资源优化利用、面向应用的网络自适应策略等方面进行了应用研究。 项目建成了274台服务器规模的集云计算和大数据为一体的平台，可提供3000多个标准虚拟机，1PB以上数据存储能力，接入10个大类的外部数据，可支撑100个以上电力大数据应用。建设成果支撑数字电网和电力大数据中心应用，在电力客户服务中心、昆明供电局、玉溪供电局、大理供电局等得到充分应用验证。项目申请发明专利7项（其中授权3项），登记软件著作权9项，发表论文10篇（其中中文核心3篇）。通过项目的关键技术研究成果应用，全面深化了数字电网在云南电网省公司及16个供电局实用化水平，推动了“数字云南”、“智慧电网”建设发展。

2014年底国网公司客户客服中心完成全网全业务集中工作，业务重心从集中建设期转向管理提升期，作为世界上规模最大、服务人口最多、服务难度最大的电力客服中心，为切实解决系统数据量大、业务频发、覆盖面广等难题，有效提升运营管理水平和服务质效，需要借助大数据、云计算和人工智能等先进信息化技术，推动国网客服中心数字化转型，强化数据要素支撑应用，构架科学精益、灵活高效的运营管理模式，敏捷响应、智能互动的多元服务模式，提升客户满意度。 该成果是将客服中心客服中心异构多源业务数据进行汇集，采用先进技术算法，综合开展海量数据实时交互、数据质量校核治理、关键指标计算分析、数据价值挖掘、数据发布共享、数据监控等工作，提供一体化、标准化、定制化数据应用管理，支撑客服中心系统资源动态平衡能力建设，建立全渠道、全业务和全过程智能监控平台，全面了解系统运行状况、业务运营情况和客户诉求热点等信息，指导客服中心95598客户服务业务平稳有序开展，提升运营管理水平和服务质效。一是借助先进云计算技术，搭建国网客服云平台，实现全渠道数据统一接入和管理，实现客服中心IT资源弹性调配、业务云化部署、自动化运维，提升中心基础资源运维能力，实现主机、存储、网络、数据库和中间件等基础资源按需供应，加强中心基础平台支撑业务负载变化能力；二是运用大数据分析技术，构建云上大数据平台，实现全网业务从集中接入到对外共享服务的整体数据架构，将客服业务数据进行跨域分布式存储、分布式计算，实现数据合理存储利用并创造数据价值，以组件化服务形式提供云上客服业务分析、业务办理等对外公共服务，支撑上层应用开展，三是通过全网业务数据及指标从数据仓库存储、实时计算、智能监测到多渠道协同的一体化智能运营服务，保障数据高效化应用，为公司总部，省(市)单位，业务系统，以及客服中心提供数智化服务支撑，整体上降低运营复杂度及服务成本。 该成果基于客服中心全量及增量业务数据，通过先进的云计算、大数据、人工智能和移动互联网技术，实现了对客服中心95598客服业务全渠道、全业务、全过程智能监控，创新性地提出“云平台+大数据+智能监控+移动作业“一体化技术服务体系，申请授权发明专利3项，受理发明专利7项，发表论文9篇，软件著作权1项，且获得中国电机工程学会“国际领先”鉴定和多项奖励。

在大数据技术推动“互联网+”智慧能源发展的新业态下，目前仍存在海量多能源数据信息缺乏有效统一的管理机制，数据孤岛问题突出，现有的电网CIM模型无法满足多能源数据接入的需求、能源大数据基础设施存在短板，无论是在传感技术、分布式计算架构、并行计算等方面，还是多源异构数据处理、分析和可视化方面，都难以满足电力和能源行业的多源、多态及异构数据的广域采集、高效存储和快速处理等不足。针对以上问题，本项目开展大规模并行计算、智慧能源数据模型融合、数据供应链监控和泛智慧能源的关键技术研究。