近年來大數(shù)據(jù)云平臺建設引起了光伏發(fā)電行業(yè)的迫切關(guān)注。本文首先梳理了光伏發(fā)電集團運營管理大數(shù)據(jù)私有云平臺的建設思路；然后提出了運營管理大數(shù)據(jù)私有云平臺建設方案，包括總體架構(gòu)、大數(shù)據(jù)架構(gòu)、集中監(jiān)控架構(gòu)；最后提出了平臺應用系統(tǒng)構(gòu)成方案。

　　引言

　　在當前環(huán)境、能源危機背景下，我國出臺了一系列扶植光伏發(fā)電政策。截至2015年9月底，全國光伏發(fā)電裝機容量達到3795萬kW，其中，光伏電站3170萬kW，分布式光伏625萬kW【1】。據(jù)GlobalData最新報告指出，預計2015年中國將是全球光伏年裝機量最大的市場。我國已經(jīng)涌現(xiàn)一批在光伏發(fā)電行業(yè)龍頭企業(yè)，諸如5大發(fā)電集團及協(xié)鑫、正泰、京能、青發(fā)投等。

　　隨著光伏發(fā)電集團投運的光伏電站規(guī)?？焖僭鲩L，面對電站設備運行狀態(tài)數(shù)據(jù)量巨大、數(shù)據(jù)類型復雜的光伏電站大數(shù)據(jù)環(huán)境，常規(guī)技術(shù)已經(jīng)不能滿足海量數(shù)據(jù)的采集、存儲、處理、統(tǒng)計分析。光伏發(fā)電集團迫切需要同步規(guī)劃、開展大數(shù)據(jù)云平臺【2】項目，需梳理大數(shù)據(jù)私有云平臺建設思路，確保信息化所采用的建設思路、技術(shù)路線、業(yè)務規(guī)劃等方面符合未來5年甚至更長時間的發(fā)展趨勢。

　　1 建設思路

　　光伏發(fā)電運營管理大數(shù)據(jù)私有云平臺的建設，需要整合云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)的現(xiàn)有技術(shù)積累【3】，以業(yè)務需求為基礎，以企業(yè)應用集成EAI技術(shù)為手段，建設一套涵蓋集團公司光伏電站運營管理全業(yè)務的云平臺。其中的云管理平臺基于專業(yè)、領先、成熟、穩(wěn)定的負載均衡技術(shù)、虛擬化網(wǎng)絡技術(shù)和云服務構(gòu)架，軟硬件資源靈活擴展，滿足光伏電業(yè)務高速發(fā)展的要求。

　　云平臺總體設計按照優(yōu)先采用開源技術(shù)、層次化、模塊化、組件化、可配置原則，有效整合生產(chǎn)集控及其他業(yè)務應用技術(shù)體系，在技術(shù)選型上完全滿足未來5年IT發(fā)展的新要求，對于軟硬件新技術(shù)有良好的支持。

　　云平臺通過基礎軟件服務封裝，形成統(tǒng)一的底層支撐平臺，通過模塊化和組件化應用配置以及少量的二次開發(fā)，實現(xiàn)全部功能需求，可根據(jù)實際情況靈活部署，可分步實施。通過動態(tài)的參數(shù)配置，能夠適應組織架構(gòu)的變化，能夠進行組織結(jié)構(gòu)的靈活調(diào)整，支持集團級的多組織多層級的管控模式和組織架構(gòu)建模，支持多組織之間的流程、數(shù)據(jù)、業(yè)務功能互通。

　　云平臺以資源整合為指導，以大數(shù)據(jù)采集、存儲、處理和分析為技術(shù)依托，融合實時數(shù)據(jù)庫、主題分析庫（OLAP）和商業(yè)智能（BI）等綜合優(yōu)勢，建立集團公司全業(yè)務的輔助決策支持的應用體系，并以平臺SOA/ESB數(shù)據(jù)總線為核心，對其他相關(guān)應用提供數(shù)據(jù)接口服務和應用集成服務。

　　2 運營管理大數(shù)據(jù)私有云平臺建設方案

　　2.1總體架構(gòu)

　　光伏電站運營管理云平臺是彈性計算、存儲、網(wǎng)絡、虛擬化、負載均衡、熱備份冗余等組成的IT基礎資源綜合服務平臺。云平臺提供按需使用的計算、存儲、網(wǎng)絡能力，用于快速構(gòu)建各種應用，降低公司的IT綜合成本與管理難度，從而使集團公司能夠更專屬于自身業(yè)務的開展與創(chuàng)新。

　　圖1集團運營管理大數(shù)據(jù)云平臺總體架構(gòu)

　　云平臺采用模塊化設計，將利用云操作系統(tǒng)及刀片式服務器建立云計算資源池，實現(xiàn)軟硬件的統(tǒng)一集中管理，分散服務，從而使得資源得到更高效利用，系統(tǒng)處理時延更短，硬件擴容更簡單快捷。

　　在架構(gòu)設計和建設方面，云管理平臺將遵循業(yè)內(nèi)頒布的標準規(guī)范，采用先進和成熟的技術(shù)，在體系架構(gòu)、基礎平臺、通信協(xié)議等方面充分考慮開放性和可擴展性，以及安全性和可管理性及虛擬化技術(shù)應用【4】。

　　2.2大數(shù)據(jù)架構(gòu)

　　中心數(shù)據(jù)庫使用實時數(shù)據(jù)庫、歷史數(shù)據(jù)庫（Oracle）、業(yè)務數(shù)據(jù)庫（Oracle）、開源Key-Value數(shù)據(jù)庫（Redis）、主題數(shù)據(jù)庫（Oracle）、大數(shù)據(jù)分布式存儲（Hadoop）混合應用方式【5】，既可支持電站運行狀態(tài)實時監(jiān)控需要，又可滿足各類面向應用、面向主題的分析需求。

　　數(shù)據(jù)庫設計按照符合人類思維自然模式的面向?qū)ο蟮姆绞絹斫M織數(shù)據(jù)庫的管理，實現(xiàn)以設備為單位的監(jiān)控模式，便于設備維護和故障診斷，提高數(shù)據(jù)檢索查找的速度及效率。

　　圖2集團運營管理大數(shù)據(jù)架構(gòu)

　　2.3集中監(jiān)控架構(gòu)

　　集控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)是負責光伏電站設備運行數(shù)據(jù)采集的支撐系統(tǒng)，以C++作為開發(fā)語言，內(nèi)嵌多種IEC 60870-5的101、102、103、104、Modbus、CDT、DISA等多種數(shù)據(jù)通訊規(guī)約；建模符合IEC 61970中接口參考模型、公共信息模型（CIM）和組件接口規(guī)范（CIS）要求，符合國際標準，可作為中間件與SCADA系統(tǒng)無縫集成；實現(xiàn)升壓站、逆變器、匯流箱、箱變、功率預測、AGC\AVC系統(tǒng)、電度計量、保護故障信息等系統(tǒng)數(shù)據(jù)的接入。系統(tǒng)支持多種光伏電站設備的接入，滿足不同品牌設備的接入要求，具備多種規(guī)約的解析能力。

　　集中監(jiān)控系統(tǒng)采用3級架構(gòu)，即站級集中監(jiān)控系統(tǒng)、區(qū)域級集中監(jiān)控系統(tǒng)和總部集中監(jiān)控系統(tǒng)。其中站級集中監(jiān)控系統(tǒng)用于從光伏電站綜合監(jiān)控系統(tǒng)及其他相關(guān)終端設備采集電站實時運行監(jiān)測數(shù)據(jù)，實現(xiàn)本地數(shù)據(jù)監(jiān)視、歷史數(shù)據(jù)采樣存儲和關(guān)鍵實時數(shù)據(jù)向總部集中監(jiān)控系統(tǒng)上傳。區(qū)域集中監(jiān)控系統(tǒng)/總部集中監(jiān)控系統(tǒng)從各站級集中監(jiān)控系統(tǒng)獲取電站實時運行的關(guān)鍵設備監(jiān)測數(shù)據(jù)，用于監(jiān)視各電站總體運行狀況。3級系統(tǒng)之間通訊規(guī)約采用電力標準IEC104規(guī)約，實時數(shù)據(jù)采集頻率按規(guī)約要求支持秒級，支持變化量上送、循環(huán)上送和召喚3種模式。

　　圖3集中監(jiān)控架構(gòu)

　　3 平臺應用系統(tǒng)構(gòu)成

　　光伏發(fā)電運營管理大數(shù)據(jù)私有云平臺應用系統(tǒng)包括總部級/區(qū)域級運營管理系統(tǒng)、站級智能運維管理系統(tǒng)、總部級/區(qū)域級遠程集中監(jiān)控管理系統(tǒng)、站級/區(qū)域級/總部級在線監(jiān)測智能診斷系統(tǒng)。

　　圖4平臺應用系統(tǒng)構(gòu)成

　　圖5平臺監(jiān)控大屏效果圖

　　4 結(jié)論

　　利用云計算平臺，實現(xiàn)一種管理手段（包括虛擬化、按需分配、動態(tài)管理、靈活配置），一種技術(shù)體系（Hadoop，分布式計算與存儲），一致的研發(fā)技術(shù)路線（J2EE/C++），一種服務方式（包括云平臺基礎服務和模塊應用）,能適應集團公司光伏電站業(yè)務的快速發(fā)展和ICT技術(shù)的日新月異。

       耿淑強1，李永龍1，周雙全2，王海峰2，劉寶林2，魏洪2

　　(1.青海綠色發(fā)電集團股份有限公司；2.北京金鴻泰科技有限公司）

　　參考文獻

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