1 研究背景

近年來(lái)，全球化石能源供應(yīng)短缺、生態(tài)環(huán)境日益惡化，推進(jìn)節(jié)能減排逐漸成為國(guó)際共識(shí)。隨著電力需求側(cè)管理和節(jié)能減排等相關(guān)政策的頒布實(shí)施，構(gòu)建統(tǒng)一的電能服務(wù)管理平臺(tái)，對(duì)龐大的能源數(shù)據(jù)進(jìn)行有效管理和分析已成為電力企業(yè)進(jìn)一步優(yōu)化電力結(jié)構(gòu)、提高能源利用率的重要一環(huán)。

2 平臺(tái)架構(gòu)設(shè)計(jì)

（1）物理架構(gòu)

電能服務(wù)管理平臺(tái)物理架構(gòu)如圖1所示，旨在構(gòu)建兩級(jí)部署、多級(jí)應(yīng)用的物理架構(gòu)及多系統(tǒng)集成的應(yīng)用架構(gòu)，基于內(nèi)外網(wǎng)混合應(yīng)用模式、打造完善的安全防護(hù)體系，實(shí)現(xiàn)平臺(tái)內(nèi)外網(wǎng)統(tǒng)一應(yīng)用。

（2）應(yīng)用架構(gòu)

平臺(tái)設(shè)計(jì)的相關(guān)功能都需要通過(guò)外部系統(tǒng)獲取數(shù)據(jù)，因此需要實(shí)現(xiàn)和營(yíng)銷(xiāo)業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)、用電信息采集系統(tǒng)等9個(gè)系統(tǒng)的對(duì)接，平臺(tái)構(gòu)建了多系統(tǒng)集成的應(yīng)用架構(gòu)，通過(guò)接口實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享和交互。

對(duì)于國(guó)網(wǎng)內(nèi)部業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)，總部及省級(jí)平臺(tái)均可與營(yíng)銷(xiāo)業(yè)務(wù)系統(tǒng)、營(yíng)銷(xiāo)分析與輔助決策系統(tǒng)、用電信息采集系統(tǒng)、負(fù)荷管理系統(tǒng)、調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)接。平臺(tái)與各內(nèi)部業(yè)務(wù)系統(tǒng)通過(guò)Webservice、Java信息服務(wù)（JavaMessageService，JMS）、數(shù)據(jù)復(fù)制等方式進(jìn)行集成，依據(jù)國(guó)網(wǎng)相關(guān)數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)企業(yè)服務(wù)總線（EnterpriseServiceBus,ESB）、數(shù)據(jù)交換平臺(tái)（DataExchangePlatform,DXP）獲取相關(guān)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)。

對(duì)于外部系統(tǒng)，省級(jí)平臺(tái)可與企業(yè)內(nèi)部用能管理系統(tǒng)或節(jié)能服務(wù)商進(jìn)行對(duì)接，以便獲取企業(yè)低壓側(cè)電能數(shù)據(jù)和其他能源消費(fèi)數(shù)據(jù)。省級(jí)平臺(tái)與外部系統(tǒng)通過(guò)Webservice、JMS、中間庫(kù)等方式進(jìn)行集成，由電能服務(wù)管理平臺(tái)制定統(tǒng)一的接口標(biāo)準(zhǔn)，外部系統(tǒng)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)把數(shù)據(jù)傳輸至電能服務(wù)管理平臺(tái)。

（3）技術(shù)架構(gòu)

電能服務(wù)管理平臺(tái)的技術(shù)架構(gòu)如圖3所示，自下而上劃分為硬件支撐層、軟件支撐層、數(shù)據(jù)庫(kù)層、公共服務(wù)層、應(yīng)用服務(wù)層、界面展示層。

（4）數(shù)據(jù)架構(gòu)

平臺(tái)數(shù)據(jù)按結(jié)構(gòu)可分為結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，如圖4所示。結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)包含客戶(hù)類(lèi)數(shù)據(jù)、統(tǒng)計(jì)分析類(lèi)數(shù)據(jù)、服務(wù)類(lèi)數(shù)據(jù)、基礎(chǔ)支撐類(lèi)數(shù)據(jù)、市場(chǎng)類(lèi)數(shù)據(jù)、量測(cè)類(lèi)數(shù)據(jù)、采集類(lèi)數(shù)據(jù)等；非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)包含合同、紙質(zhì)檔案、文檔、資料、傳真、圖片等。

平臺(tái)數(shù)據(jù)按內(nèi)容可分為電力數(shù)據(jù)、用能數(shù)據(jù)、其他數(shù)據(jù)。其中，電力數(shù)據(jù)來(lái)源于國(guó)網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)的導(dǎo)入，平臺(tái)可與總部營(yíng)銷(xiāo)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)平臺(tái)、省級(jí)營(yíng)銷(xiāo)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)平臺(tái)、國(guó)家電力需求側(cè)管理平臺(tái)、省級(jí)電力需求側(cè)管理平臺(tái)等實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互，從而進(jìn)行電力數(shù)據(jù)的收集分析；用能數(shù)據(jù)主要來(lái)源于省級(jí)區(qū)域內(nèi)的節(jié)能服務(wù)運(yùn)行商自有平臺(tái)的數(shù)據(jù)接入、用能企業(yè)和用能用戶(hù)內(nèi)部采集終端數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集；其他數(shù)據(jù)包括氣象數(shù)據(jù)、經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)等由外部統(tǒng)計(jì)獲取的數(shù)據(jù)資源。

3 關(guān)鍵技術(shù)

（1）信息集成技術(shù)

根據(jù)電能服務(wù)管理平臺(tái)的數(shù)據(jù)需求，為避免重復(fù)建設(shè)，需要與國(guó)家電網(wǎng)公司已建的營(yíng)銷(xiāo)業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)、調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)、短信平臺(tái)、營(yíng)銷(xiāo)分析與輔助決策系統(tǒng)、用電信息采集系統(tǒng)對(duì)接。圖5為平臺(tái)業(yè)務(wù)集成架構(gòu)示意圖，基于IEC61968標(biāo)準(zhǔn)的信息交互總線實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換，保證各個(gè)系統(tǒng)獲取所需的相關(guān)數(shù)據(jù)，確保能滿(mǎn)足平臺(tái)用戶(hù)的業(yè)務(wù)管理需求、業(yè)務(wù)執(zhí)行需求、技術(shù)服務(wù)需求、信息資訊需求。

（2）用能在線監(jiān)測(cè)技術(shù)

平臺(tái)基于用能單元元數(shù)據(jù)對(duì)象，構(gòu)建用戶(hù)用能監(jiān)測(cè)與分析系統(tǒng)，如圖6所示，將包含同類(lèi)能耗信息的設(shè)備、生產(chǎn)線、建筑劃分在一起，對(duì)能耗數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、統(tǒng)計(jì)、分析。

（3）安全防護(hù)技術(shù)

根據(jù)國(guó)家電網(wǎng)公司“分區(qū)分域、安全接入、動(dòng)態(tài)感知、全面防護(hù)”的安全策略，平臺(tái)系統(tǒng)安全防護(hù)等級(jí)定為三級(jí)。通過(guò)部署信息強(qiáng)隔離裝置、防火墻及入侵檢測(cè)設(shè)備，采用設(shè)備安全管理、設(shè)備鏈路冗余、通信鏈路負(fù)載均衡等技術(shù)，對(duì)平臺(tái)進(jìn)行全方位的安全防護(hù)，包括物理安全、邊界安全、應(yīng)用安全、數(shù)據(jù)安全、主機(jī)安全、網(wǎng)絡(luò)安全及終端安全。

4 功能設(shè)計(jì)

電能服務(wù)管理平臺(tái)以國(guó)家電網(wǎng)公司現(xiàn)有一體化平臺(tái)和業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)為基礎(chǔ)，融會(huì)集成相關(guān)功能，建設(shè)形成一套支持電能服務(wù)管理業(yè)務(wù)開(kāi)展的綜合能源監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)，共包含DSM目標(biāo)責(zé)任考核、節(jié)能服務(wù)業(yè)務(wù)管理、有序用電管理、需求響應(yīng)、宏觀經(jīng)濟(jì)分析、用戶(hù)用能服務(wù)、用能采集管理、知識(shí)庫(kù)管理等八個(gè)功能模塊，可為政府、電網(wǎng)企業(yè)、用能企業(yè)、第三方測(cè)評(píng)機(jī)構(gòu)以及節(jié)能服務(wù)機(jī)構(gòu)提供全方位的節(jié)能服務(wù)、分析和管理功能。

5 解決的問(wèn)題和意義

平臺(tái)已在國(guó)家電網(wǎng)公司總部和26個(gè)省公司上線，并已穩(wěn)定運(yùn)行2年多。目前已完成11萬(wàn)余個(gè)節(jié)能及電能替代項(xiàng)目的錄入、1.3萬(wàn)余個(gè)能效采集終端的安裝和1300家用能企業(yè)數(shù)據(jù)的接入。平臺(tái)幫助政府實(shí)現(xiàn)了電力運(yùn)行科學(xué)調(diào)節(jié)和監(jiān)管，輔助國(guó)家電網(wǎng)公司實(shí)現(xiàn)了供用電環(huán)節(jié)的合理分析和科學(xué)調(diào)度，助力節(jié)能服務(wù)機(jī)構(gòu)拓展市場(chǎng)并深入開(kāi)展節(jié)能分析，指導(dǎo)用能企業(yè)依據(jù)相關(guān)策略控制能源消耗總量并降低用電成本，同時(shí)為社會(huì)公眾學(xué)習(xí)節(jié)能知識(shí)、提高節(jié)能意識(shí)提供了途徑。

兩級(jí)部署、多級(jí)應(yīng)用、內(nèi)外網(wǎng)混合應(yīng)用的電能服務(wù)管理平臺(tái)對(duì)國(guó)家推進(jìn)節(jié)能減排工作、國(guó)家電網(wǎng)公司建設(shè)節(jié)能服務(wù)體系起到了重要的支撐作用。隨著國(guó)家對(duì)電力需求側(cè)管理工作的不斷重視，平臺(tái)將進(jìn)一步利用其在能源領(lǐng)域的信息資源優(yōu)勢(shì)和技術(shù)優(yōu)勢(shì)，結(jié)合云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)手段，高效挖掘數(shù)據(jù)資源潛力，開(kāi)展能效對(duì)標(biāo)、電能替代、電力行業(yè)景氣度分析等功能深化應(yīng)用工作。

原標(biāo)題:中國(guó)電科院李斌等：兩級(jí)部署和多級(jí)應(yīng)用的電能服務(wù)管理平臺(tái)設(shè)計(jì)