（电气工程专业论文）基于soa的电力系统信息集成平台的研究.pdf

东南大学硕士学位论文 a b s t r a c t i no u rc o u n t r yt h ee l e c t r i cp o w e re n t e r p r i s e sh a v ed e v e l o p e das e r i e so f i n f o r m a t i o ns y s t e ma p p l i c a t i o n sc l o s e l yr e l e v a n tt oe n t e r p r i s em a n a g e m e n to ft h e e c o n o m ya n dt h ep r o d u c t i o nf o rm a n yy e a r s b e c a u s et h e s es y s t e m sh a v ed i f f e r e n t d e v e l o p m e n tt i m ea n dd i f f e r e n tm e r c h a n ts o f t w a r e 。b e l o n g i n gt od i f f e r e n t e l e c t r i ce n t e r p r i s eo rb u s i n e s sa g e n c y ，u s i n gd i f f e r e n to p e r a t i n gs y s t e m s ， d i f f e r e n ts y s t e mm o d e l s ，d a t as c h e m a ，a n df o r m e dt h em a s s i v ed i s p e r s i b l ei s o m u r i s m “t h ei n f o r m a t i o ni s o l a t e di s l a n d ” i no r d e rt oe l i m i n a t es i t u a t i o n so f t h ei n f o r m a t i o ni s o l a t e di s l a n d ，t h e t r a d i t i o n a lm e t h o d sh a r d l yr e a c ht h ei n t e g r a t i o ng o a l sb e c a u s eo ft h e i rs y s t e m i n t e g r a t i o np a t t e r nw i t hn o n - s t a n d a r d i z e dc l o s ec o u p l i n gi n f o r m a t i o n a l o n gw i t h t h ed e v e l o p m e n to fe l e c t r i cp o w e ro r g a n i z a t i o n a lr e f o r m ，t h ee l e c t r i ci n f o r m a t i o n s y s t e mi n t e g r a t i o nn e e d su r g e n t l yo n ee f f e c t i v e ，n i m b l ei n t e g r a t e dp a t t e r na n d m e t h o dt oo v e r c o m et r a d i t i o n a ls h o r t c o m i n g so ft h ei n f o r m a t i o ns y s t e mi n t e g r a t i o n b a s e do ne a c hk i n do fi s o m e r i s mi n f o r m a t i o ns y s t e mf o u n d a t i o n , w ec o n s t r u c tag e n e r a l t e c h n i c a ll e v e lw h i c hh a sn o t h i n gt od ow i t ht h ep l a t f o r m ，t h el a n g u a g et or e a l i z e i n t e g r a t i o na m o n gt h ee l e c t r i cp o w e re n t e r p r i s ei n f o r m a t i o ns y s t e m s t h ea r t i c l e p r o p o s e sc o n s t r u c t i n gi n t e g r a t e dp l a t f o r mo fe l e c t r i c a li n f o r m a t i o ns y s t e m sf a c i n g t h es e r v i c eo v e r h e a dc o n s t r u c t i o mu s i n gt h et e c h n o l o g yo fw e bs e r v i c et or e a l i z e 1 0 0 s ec o u p l i n g a c r o s sp l a t f o r ms h a r i n ga n dt h ei n t e g r a t i o no fe l e c t r i c a lp o w e r s y s t e mi n f o r m a t i o nr e s o u r c ef a c i n gt h es e r v i c eo v e r h e a dc o n s t r u c t i o n ，r e a li z ee a c h a p p l i c a t i o nt ow o r kb o t ht h em u t u a li n d e p e n d e n c ea n dt h ee f f e c t i v ec o o r d i n a t i o n t h ea r t i c l ef i r s ts u m m a r i z e st h ea c h i e v e m e n t sa n dt h ee x i s t e n tw e a k n e s s e si n t h ea n a l y s i so ff o u n d a t i o no fe l e c t r i ce n t e r p r i s ei n f o r m a t i o nc o n s t r u c t i o n d e v e l o p m e n t ，p o i n t so u tt h ef u t u r ed e v e l o p m e n tt e n d e n c yo ft h ee l e c t r i cp o w e rs y s t e m r e f o r m ，a n do u t l i n e st h es e l e c t e dt o p i ce x p l a n a t i o no ft h i sa r t i c l ea n dt h em a i n r e s e a r c hw o r k ；t h es e c o n dc h a p t e ra n a l y z e sr e a l i z a t i o nt e c h n o l o g yo fc u r r e n t e l e c t r i ci n f o r m a t i o ni n t e g r a t i o na n di t si i m i t a t i o n ，p r o p o s e st h et h o u g h t c o n s t r u c t i n go fe l e c t r i c a lp o w e rs y s t e mi n f o r m a t i o nb a s e do nt h ee l e c t r i cs u p p l y c h a i n ，g i v e sad e t a il e de x p l a n a t i o no nt h ec o n c e p ta n dt h ec o n n o t a t i o no f i n t e g r a t e dp l a t f o 珊o ft h ee l e c t r i ci n f o r m a t i o n ；t h et h i r dc h a p t e rs t u d i e ss o m e e s s e n t i a lt e c h n o l o g i e s ( s o a ，w e bs e r v i c e s ，e s bi e c 6 1 9 6 8 i e c 6 1 9 7 0 ，c i m ) c o n s t r u c t i n g i n t e g r a t e dp l a t f o r mo fe l e c t r i ci n f o r m a t i o ns y s t e m s ；t h ef o u r t hc h a p t e rd e v e l o p s r e l e v a n tr e s e a r c hr e s u l t so fs o m es c h o l a r si nt h es o ad o m a i n ，c o n s t r u c t i n gt h e m a n a g e m e n tf u n c t i o ns y s t e ma n dt h ep o r t a lf r a m ec o n s t r u c t i o no fi n t e g r a t e dp l a t f o r m b a s e do nt h es o ae l e c t r i c a lp o w e rs y s t e mi n f o r m a t i o n = t h ef i f t hc h a p t e rr e s e a r c h e s t h o r o u g h l yt h er e a l i z a t i o np r o c e s sb a s e do nt h es o ai n f o r m a t i o ni n t e g r a t e dp l a n e s f r o mt w os t r a t i f i c a t i o no f t h ei s o m e r i s md a t ac o n f o r m i t yi n t e g r a t i o na n dt h e a p p l i c a t i o ns y s t e m s ：t h es i x t hc h a p t e rt a k e st h ea p p l i c a t i o no fi n f o r m a t i o n i n t e g r a t e dp l a t f o r me x a m p l e ，g i v i n gt h ec h i z h o up o w e rs u p p l ym a r k e t i n gi n f o r m a t i o n c o n s t r u c t i n go fa n h n ie l e c t r i c a ln e t w o r ka st h ec a s e ，e l a b o r a t e st h ec o n c r e t e r e a l i z a t i o no ft h ei n t e g r a t e dp l a t f o r mo ft h ee l e c t r i cp o w e ri n f o r m a t i o n k e yw o r d s ： i n f o r m a t i o ni n t e g r a t e dp l a t f o r m ，s o ，d a t ac e n t e r ，a p p l i e ds y s t e m i n t e g r a t i o n ，m a r k e t i n gi n f o r m a t i o ni n t e g r a t i o n i l 学位论文独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究 成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已 经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证 书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作 了明确的说明并表示了谢意。 签名：e t 期；趔 关于学位论文使用授权的说明 东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文 的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文 档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅 和借阅，可以公布( 包括刊登) 论文的全部或部分内容。论文的公布( 包括刊登) 授权东南大学研究生院办理。 签名：导师签名： e t 期：芝星呈：z 第一章绪论 第一章绪论 1 1 我国电力系统信息化建设的现状及存在问题 1 1 1 电力系统信息化的发展历程 自从上世纪6 0 年代开始。我国电力行业就开始了信息化建设的步伐，具体来说经历了 三个发展阶段1 】【2 】p 】1 4 l 。 上世纪中下叶，电力信息化建设的初始时期。这一时期的电力行业信息化建设是计算机 应用初期发展时期，主要应用在：电力实验数字计算、工程设计科技计算、发电厂自动监测、 变电站所自动监测等方面。其目的是为了提高电厂和变电站所生产过程的自动化程度，改进 电力生产和输变电监测水平，提高工程设计计算速度，缩短电力工程设计的周期等。 上世纪八十年代，信息技术在电力行业各专项业务得到广泛应用。自动化水平的提高， 管理思想的发展，以及信息技术的飞速发展都使得计算机系统自动化处理事务的能力大大增 强。电力行业作为技术和装备密集型的企业，开始广泛使用计算机系统，如电网调度自动化、 发电厂生产自动化控制系统、电力负荷控制预测、计算机辅助设计、计算机电力仿真系统等。 上世纪末至今，国际互联网的出现和信息技术的日新月异促使电力行业信息化建设进入 一个加速发展的时期。整个行业开始有计划有步骤的开发建设电力企业管理信息系统，信息 技术的应用由操作控制的底层向能为管理人员提供辅助决策的管理层延伸，开始从单机、单 业务、单个企业向整个电力供应链和电力系统综合业务方向发展。 1 1 2 电力系统信息化建设的主要成果 经过上述三个阶段的发展，我国的电力信息化已经取得了许多可喜的成果嘲。 l 、电力信息化基础设施相对完善。 目前，电力行业的信息化基础设施已经相对完善。整个电力网络系统已见雏形，通信网、 数据传输网和信息网络系统的建设已初步完成。从2 0 世纪7 0 年代的电力线载波、8 0 年代 的模拟微波、9 0 年代的数字微波，到今天全国电力系统通信以光纤和数字微波为主，卫星、 电力线载波、电缆、无线等多种通信方式并存，实现了除台湾省外所有省市和自治区、直辖 市的网络覆盖。初步建成了以光纤数据网络为基础的电力专用通信网m 业务综合平台，为 电力信息化的深层发展奠定了基础。 2 、电力生产和电力调度自动化系统应用成熟。 目前水力、火力、原子能发电厂及变电站均配备了计算机监控系统，甚至出现了相当一 部分无人或少人值守的水电站和变电站。各电网企业已经建成s c a d a ( 调度自动化1 、 d m s ( 配网自动化系统) 、e m s ( 能量管理信息系统) 等各种电力调度自动化系统，电网的三级 调度全部实现了自动化。我国电厂、电力调度的自动化技术应用已经相当成熟。 3 、电力营销管理系统得到广泛应用。 为响应电力市场化要求，各级电网公司和供电公司已经开展了客户服务中心的建设，基 本实现了业务受理的计算机化。电力营销系统得到广泛应用。 4 、管理信息系统的建设与应用逐步推进。 目前，电力行业内部各企业的各种m i s ( m a n a g e m e n ti n f o r m a t i o ns y s t e m ，管理信息系统) 建设初具规模，但是总体来看。仍滞后于生产自动化的发展进程，需要继续推进。 5 、重视信息安全管理。 电力信息技术已经深入到电力供应的全过程，信息系统的安全防护在电力信息化中的地 东南大学硕士学位论文 位越来越重要。2 0 0 2 年国家电网公司规范了信息网络安全管理，并从安全政策到安全技术 措施等方面实施了电力安全计划的研究和试点。 6 、开始关注电力信息集成并有初步的应用。 随着电力信息化的发展，电力企业不仅需要内部各部门、各系统之间信息顺畅沟通，而 且，还需要企业之间的信息交互，以实现业务的高效协作及商务智能，这就需要有实现互操 作的、可扩展的信息交换平台，以适应电力业务流程和业务事项的不确定性和变动性。在电 力信息化建设领域，人们已经开始关注电力信息集成，并取得了初步的应用，例如，南瑞公 司开发的o p e n 2 0 0 0 和o p e n 3 0 0 0 就是集成化的电力信息系统软件。 1 1 3 电力系统信息化建设存在的问题1 6 i 1 7 1 随着电力企业信息化的建设，电力企业中的不同部门根据业务的需要，安装了许多不同 的应用系统。然而对于大多数电力企业来说，出于投资、技术和应用领域的考虑，一般不同 的应用会使用不同厂商所提供的产品。此时，每个应用都有其自己特有的基础架构，这些不 同的应用在开发语言、部署平台、通信协议、对外交换数据的格式都存在着极大的不同，并 且这些应用系统之间很少进行通信，造成每个系统都是一个信息孤岛。每个应用系统在它新 建设的时候，也很少去考虑以前系统的功能与数据的重新利用。这样造成的后果就是，企业 的信息冗余，维护起来十分麻烦；并且许多功能重复开发严重，造成企业的资源浪费。显然， 在电力信息化建设的进程中已经暴露出诸多问题： l 、缺乏总体规划设计，信息共享程度差，信息孤岛林立，无法相互协作发挥整合效益。 我国电力企业在不同时期不同部门为了满足业务需要而进行了一系列信息系统建设，到 目前为止，这些大大小小的信息系统数量众多。但由于缺乏总体数据规划，数据整合困难， 各个电力企业存在或多或少的“信息孤岛”，部分数据不能融合到整个管理信息平台。同时 目前电力系统的底层自动化系统与管理信息系统处于相互分离状态，彼此不能有效结合，不 能实现管控一体化，数据信息不能集成共享，不利于实现电力供应的综合管理。 2 、电力行业信息化建设的标准有待进一步推广。 由于各电力软件生产厂商推出的基于电力系统的应用都是自主设计并开发的，存在信息 模型私有、访问接口私有、协议私有和互操作性差的不足，导致各个系统之问的数据共享程 度和集成度都很低，甚至自己开发的产品自我扩展性也很差。标准体系的缺乏表现在两个方 面：内部编码无统一标准和信息系统开发软件技术标准不统一。系统内部编码不统一，同一 个零部件，采购部门一个代码、库存部门一个代码、生产部门一个代码，甚至名称都不一样。 电力行业很多单位都在搞标准，制定了很多编码体系，有的在省网范围内使用，有的在地市 级电力企业使用，但都无法在全国推广。标准的缺失造成繁多的信息系统不能相互协作，数 据不能集成，信息孤岛无处不在，资源得不到整合利用，严重制约企业信息化建设和应用。 标准体系的缺失对企业内部以及整个电力供应链上下游之间信息的共享与交换都造成巨大 障碍。 对于不同的应用，信息系统开发标准各异。许多底层系统，由于在系统开发时，对时性 要求比较高，采用c ，a 斗语言开发。而对于管理信息系统，采用c s 架构的，多用v b 、d e l p h i 、 p b 等工具开发；采用b s 架构的，用a s p 、a c t i v e x 、v b a 、j a v a s c r i p t 等技术的偏多， 用j 2 e e 技术开发的少，且核心技术多由开发厂家自主开发，专用技术和专有技术比较多。 系统的数据库，文件格式和访问接口的开放性不好，甚至不开放。 当前，为了促进电力企业各个信息系统之间的数据共享与集成，我国正在研究和推广国 际标准i e c 6 1 9 6 8 和i e c 6 1 9 7 0 ，这些标准己逐步被业界广泛接受和采用 3 、电力行业企业管理模式固定，管理理念落后。 电力行业长期的垄断性经营导致了其特有的经营管理模式：重安全生产、轻企业管理， 条块分割、信息分散，以安全生产为中心的意识深深植入电力企业的领导、职工的观念中。 比如设备每t o 天要检修一次，机组每三个月要大修一次。不论管理体制如何调整，都要按 统一的流程进行调度管理，否则就存在安全隐患。而电力改革要求电力企业保证电力正常供 应情况下能应市场需求而运作，符合先进的管理理念 4 ，对信息化的认识和资金投入上仍存在误区。 2 第一章绪论 电力信息化至今，认识问题仍然是制约信息化发展的瓶颈。许多领导经过信息化培训， 虽然对信息化的认识有所提高。表示支持和理解，但具体实施过程中往往还会出现想不通的 状况，特别是在一旦涉及本人工作范围的情况下，缺乏主动性和自觉性，甚或抵触情绪。另 外一些领导虽然能够对信息化给予足够的支持，但却把信息化简单的理解为铺设网络。购买 计算机，打印机等，从而造成把大量的资金投入到硬件的购买上，而对企业信息化另一个关 键管理软件的选择购买改进投入甚少，导致大量的优秀硬件发挥不出应有的作用，或由 于软件的简单盲目选择不能适应企业信息化的需要，信息建设没有成效，从而挫伤信息化建 设的积极性和信心。 5 、信息技术在电力行业应用的广度和深度有待提高。 到目前为止，大部分电力企业的只注重核心业务的信息化建设。如生产、调度、财务、 营销等模块。而往往忽视了相关业务的信息化，如办公自动化、人力资源管理、物资采购、 质量管理等等。在未来的建设过程中，我们应把信息技术应用到企业的每一个部门，覆盖每 一个业务板块，真正实现信息企业。同时，以往信息化建设过程中，我们把目光的焦点过多 的投注到设备的自动控制、数据信息的收集共享，而忽视了对信息的整理和挖掘。未来的信 息化建设过程中，我们应该对电力商业智能分析软件的开发应用给予足够重视，加强企业的 数据资源和信息资源的管理，全面整合管理电力知识，为企业的综合管理和决策提供有力支 持。 1 2 电力企业信息化的机遇与挑战 2 0 0 2 年4 月1 1 日电力体制改革方案获得批准，自此我国电力改革在全国范围拉开 了帷幕。电力行业开始打破垄断，引入竞争，优化资源配置，推进全国联网，构建政府监管 下的政企分开、公平竞争、开放有序、健康发展的电力市场体系。电力企业的经营思路正从 计划性生产向市场化运营转变。在电力改革环境下，未来的电力企业将专注于更好的理解客 户需求。强化核心竞争力，提高运营效率，降低经营成本，优化电力供应链。这一切都使得 信息技术的应用在电力行业中地位越发显得突出重要，为电力系统新一波的信息化浪潮带来 的机遇与挑战。当前，我国电力系统信息化建设将呈现出以下发展趋势咧删： l 、信息化技术的应用开始由操作层向管理层延伸 大型电力集团以信息化整合产业链的资源，增强整体价值链的综合竞争优势；中小型电 力企业以信息化规范管理、提高效率、增强对市场的响应能力和速度；电力企业应树立r r 服务管理与r r 治理意识，建立相应的体制，保证信息化价值的最大发挥；以信息化带动管 理创新，以管理创新促进信息化，实现电力企业价值链的协同化运作，以整合化的系统应用 为目标，促进信息化的价值实现，推动电力企业综合竞争力的提升。 2 、电力信息化由工业过程自动化，经营管理信息化，逐步走向信息一体化的发展道路 目前的许多应用系统在电力改革后将不适应新的环境。各电力企业的m i s 建设率、o a 建设率、广域网覆盖率还不能满足电力市场化运行的需要：整个企业信息系统没有统一的信 息平台，财务系统、人力资源系统、生产管理系统、调度管理系统、电力营销系统、物资设 备管理系统、电力负荷管理系统、安全监督管理系统、计划统计和综合指标系统等业务系统 没有实现整合，形成很多数据孤岛，信息资源不能共享；电力企业还有待进一步优化管理流 程；进一步提高信息收集的完整性和准确性，从而适应市场化运作。 3 、应用架构由分散应用向整合应用转变 电力企业通过建立企业的信息门户平台( e i p ) 整合企业的各个信息系统通过e i p 平 台，企业的信息资源从各部门相互独立、资源重复、沟通不畅的状况转变为一个面向员工、 客户，合作伙伴和决策者的整合系统。 4 、数据管理由分散管理向集中管理转变，形成信息共享、增值的机制 今天，在电力企业中，信息数据不再局限在单一部门的单一信息系统中“流动”，电力 企业内部各个部门，甚至社会服务部门的信息共享和集成成为大势所趋。例如：配电管理系 统的运行离不开下列的信息系统的支持：它从g i s 系统中获取线路信息；从s c a d a 系统中 进行实时控制；从d m s 系统中进行配电分析决策；从c i s 系统中获取客户信息；甚至从公 共服务系统中获取天气信息 3 东南大学硕士学位论文 国际电工技术委员会i e c 提出的公共信息模型c i m ( 见标准：i e c 6 1 9 6 8 和i e c 6 1 9 7 0 ) ， 提供了一个关于电力能量管理系统信息的全面逻辑视图，是一个代表电力企业所有主要对象 的抽象模型，可以通过x m l 语言对其进行静态访问。通过c i m ，我们可以实现电力企业实 时控制信息系统和管理信息系统的无缝集成，甚至可以实现电力企业全过程的电子商务管 理。 5 、由传统魄紧耦合向平台、语言无关的松耦合信息集成转变 当众多信息系统需要进行连接、数据交换时，目前的解决方案基本上是一种复杂系统对 接、紧密耦合的信息系统集成模式。随着电力企业信息化的进展，新的应用部署需要考虑新 的接口开发，应用的每次更改都必须完成众多复杂接口的升级，由于这种方法没有站在整个 电力系统应用集成这个全局的高度，很难从根本上解决电力系统面临的“信息孤岛”问题， 也就很难满足信息化进程的需要。因此，电力系统企业间信息系统集成客观上迫切需要一种 有效的、新的集成方法来克服传统的信息系统集成的缺点。 为了消除电力系统存在的“信息孤岛”，在各种异构信息系统平台的基础上，构建一个 通用的与平台、语言无关的技术层以实现电力企业信息系统间的集成，文章提出了面向服务 架构的基于w e b 服务的集成方案。该集成方案，可以实现电力系统闻信息资源的松耦合、跨平 台共享和集成。 6 、为了消除电力系统企业信息孤岛和信息冗余的问题，必须建立基于整个电力供应链 上的信息整合和集成。 7 、多层面、多方位打造信息系统的安全防护 电力企业作为传统的大型的关系国民经济命脉的企业，系统稳定、安全运行先的尤为重 要。未来电力系统信息化建设将更加重视信息系统的安全防护，从多层次、多方位建设系统 的安全防护。 1 3 选题说明 我国电力行业从上世纪6 0 年代就开始了信息化建设的步伐。目前电力系统的信息化建 设已经有了定的规模，已建成了诸如电网调度自动化系统( s c a d a ) 、能量管理系统 ( e g s ) 、配电自动化系统( d a s ) 、办公自动化系统( o a s ) 等大量应用信息系统。随着电力改 革的深入和竞争机制的逐步引入，电力市场对电力企业的运作效率和灵活性提出了更高的要 求，特别是一些业务流程需要跨越多个部门、多个系统才能完成，以及企业的一些决策需要 综合多个业务部门的信息。由于现有的应用系统是在不同时期、不同软件开发商分别独立地 开发完成的、又归属不同电力企业或业务部门使用，缺乏从整个企业的角度进行统一规划和 设计，使用的操作系统、系统模型、数据格式等都各异，系统间信息交互困难，导致各部门 网络资源没有充分共用、信息不能合理共享、部分网络和应用系统自成体系，从而造成电力 系统中的信息系统资源彼此之间相互隔绝，形成大量分散异构的“信息孤岛一。 “信息孤岛”的存在严重阻碍了信息资源的有效共享。造成了大量的重复建设和资源浪 费，极大地限制了电力系统信息化的应用，阻碍了我国电力事业的发展。为了达到消除“信 息孤岛”，实现电力企业异构数据源及各应用系统的资源共享和重用，于是产生了对电力信 息集成的呼唤。然而，当前的电力企业集成方法都存在着紧耦合、特定语言、特定平台等局 限性。为了在各种异构信息系统基础上。构建一个通用的、松耦合的、与具体平台及语言无 关的技术层以实现电力企业信息系统间的集成，文章提出了基于s o a 的电力系统信息集成平 台的理念，运用w e bs e r v i c e s 技术，实现电力系统间信息资源的松耦合、跨平台共享和集成， 能让电力企业信息系统变得更有弹性，能更快地响应业务需求，从而实现更好的业务灵活性， 使企业能够对快速的变化做出有效的响应，并利用变化来获得竞争优势。 本课题的研究工作得到了本人主持的2 0 0 7 年度安徽高校省级自然科学研究项目( 项目编 号：k j 2 0 0 7 8 2 4 9 ) 经费的资助 4 第一章绪论 1 4 本文的主要工作 1 、在分析电力企业信息化建设发展历程基础上总结了我国电力信息化取得的成绩和存在 的不足并指出电力体制改革带来未来电力信息化发展趋势。 2 、分析当前企业集成存在的局限性，提出了构建基于电力供应链的电力系统信息集成平 台的思想，对电力信息集成平台的概念及内涵进行了详细论述。 3 、详细剖析了面向服务架构( s o a ) 的软件设计思想，提出了构建基于s o a 的电力信息集成 平台的理论，并对实现平台的关键技术( w e bs e r v i c e s 、e s b 、i e c 6 1 9 7 0 6 1 9 嬲及c i m ) 进 行研究，分析了它们在信息集成平台构建中的作用以及它们之间的相互关系。 4 、规划电力信息集成平台的管理功能体系，通过拓展相关学者在s o a 领域的研究成果， 提出了一种基于s o a 的屯力系统信息集成平台的框架结构，并给出了集成平台的实现机制。 5 、对基于s o a 的信息集成平台的实现过程进行了深入的研究，在充分利用已有应用系统， 保护投资的基础上，分步骤、分阶段、有计划地实施电力数据集成( 电力数据中心的构建) 和应用系统集成的建设工作。 6 、结合项目实例安徽电网池州供电营销信息集成平台的建设，设计并成功实现了一 个异构信息整合集成平台。 5 东南大学硕士学位论文 第二章电力系统信息集成平台 2 。1 电力信息集成的背景 电力工业是国民经济的重要基础工业，是国家经济发展战路中的重点和先行产业，它的 发展是社会进步和人民生活水平不断提高的需要。改革开放二十多年来，国内主要的发电公 司和电网公司在信息化建设方面都取得了长足的进步，大量业务系统投入运行，这些信息系 统加强了信息管理手段，提高了公司管理水平。2 0 0 2 年1 0 月2 0 日，国家电力公司宣布电力体 制改革的确定方案，设立国家电网公司、南方电网公司；重组、设立五家发电公司，随着电 力体制改革的不断深入，在电力行业完成组织机构重组和区域重新划分之后，“厂网分开、 竞价上网”的经营模式将逐渐变为现实。在引入市场竞争机制后，电力成为真正的商品。因 此要求电力企业提高管理水平，加强信息反馈，提高决策的科学性和准确性，提高企业的综 合能力，具备适应市场经济要求和电力生产的能力。电力企业为了赢得合理的经济效益和社 会效益，迫切需要一个既能集成、优化原有各应用系统，又能满足当前和未来挑战性需求的 综合实时的信息整合平台。为了实现整个电力运营的全过程管理和控制，就必须及时真实地 了解、应用、分析各方面的信息，从而提高判断与决策的及时性和准确度。信息资源整合将 为实现以上耳标提供有力的技术手段和保障，并进一步加强已有应用系统的应用深度和广 度。 我国电力行业从上世纪6 0 年代开始，就开始了信息化建设的步伐目前电力系统的企 业已建成的有：电网调度自动化系统( s c a d a ) 、能量管理系统( 既s ) 、配电自动化系统 ( d a s ) 、配电管理系统( d 淞) 、地理信息系统( g i s ) 、企业综合管理信息系统0 4 i s ) 、办公 自动化系统( o a s ) 、辅助决策支持系统( d s s ) 等应用信息系统。 i 殖着电力改革的深入和竞争机制的逐步引入，电力市场对电力企业的运作效率和灵活性 提出了更高的要求，特别是一些业务流程需要跨越多个部门、多个系统才能完成，以及企业 的些决策需要综合多个业务部门的信息。但是由于现有的应用系统是在不同时期、不同软 件开发商分别独立地开发完成的、又归属不同电力企业或业务部门使用，缺乏从整个企业的 角度进行统一规划和设计，开发时间不同，使用的操作系统、系统模型、数据格式等都各异， 系统间信息交互困难，导致各部门网络资源没有充分共用、信息不能合理共享、部分网络和 应用系统自成体系，从而造成电力系统中的信息系统资源彼此之间相互隔绝，形成大量分散 异构的“信息孤岛”。企业的运作是一个整体，需要各个系统之间相互配合，于是，应用系 统之间的数据交换接口就成为困扰企业信息管理发展的一大难题。缺乏一个综合信息集成平 台不能将各部门的信息有机的集成在一起，势必给电力企业的管理带来困难，不但使信息 管理效率低下，而且信息冗余。大量的重复开发也会造成资源浪费。“信息孤岛”的存在严 重阻碍了信息资源的有效共享，造成了大量的重复建设和资源浪费，极大地限制了电力系统 信息化的应用，阻碍了我国电力事业的发展。 2 2 当前电力信息集成的实现技术及其局限性 电力企业集成的实现技术和手段多种多样，在业务需求与技术的双重驱动下经历了三个 阶段的演变：点对点的集成1 1 q 、企业消息总线或中间件集成( 即e a i ) 、基于c 0 r b a 、d c 叫和 r m i 等分布式通讯技术的企业应用集成。第一个阶段：点对点集成，应用系统之间的互操作通 过点对点的函数调用来实现。在点对点的集成方法中，每个企业信息系统( e i s ，e n t e r p r i s e i n f o r m a t i o ns y s t e m ) 都紧密地与其它e i s 通过它们的点对点连接在一起，如图2 0 1 所示。 它的优点是容易理解并且当只有少量系统需要集成时可以快速实现。这种方法很难集成大量 的应用系统，且集成的应用系统越多维护就越困难。点对点集成方法的主要缺点在于以下四 6 第二章电力系统信息集成平台 方面【i i 】n 2 1 ： 如果一个e i s 发生改变就会打破与它有关的应用集成； 每个e i s 都要求有足够多的整合点来支持更多的系统集成，如果有1 1 个互相集成的e i s ， 就需要n ( n - 1 ) 2 个不同的整合点，集成整合点的数量随着应用系统数量的增加而增加，集成 的复杂度会快速地变得无法控制： 传输方法和文档格式的紧耦合模式使得在一个应用系统改变的同时不改造其它应用系 统变得非常困难： 固定的集成设计无法适应快速的变化，例如由于竞争需要而增加新的应用系统i i ”。 图2 - 0 1 点对点集成【1 4 】 第二个阶段：企业消息总线或中间件集成( 即e a i ) 。在此阶段，通过面向消息的中间件 ( m e s s a g e - o r i e n t e dm i d d l e w a r e ，蛐0 m ) 来实现应用系统之间的数据互操作。面向消息的中间 件成为一个集中业务处理的平台，称为e a i ( 企业应用集成) ，它基于消息总线代理或者中 间件。在这种情况下，e i s 和消息中间件之间的连通性是用私有总线a p i 和应用程序a p i 来实 现的，见图2 - 0 2 。消息中间件和应用程序之间的紧密耦合使所有的应用程序都需要了解与其 集成的其他应用程序的内部工作方式。系统之间的集成都是粒状的，并且通过消息类型紧密 耦合。传统e a i 实现中所使用的业务流程管理工具是私有的，这阻碍了最优产品的应用【”】。 图2 0 2 基于消息中间件的集成 第三个阶段：基于c o r s a , d c 咖和跚i 等分布式通讯技术的企业应用集成。使用上述分 布式处理中间件技术虽然可以实现一些复杂的应用集成，并也取得了相当大的收益，但在 w e b 环境中，还存在一定的局限性：首先它们的体系架构并不适合扩展到w e b 上，包括应 用服务的发布和访问，即使有相当的延伸，但应用间的交互往往还不是基于w e b 技术。其 次，各种分布式计算技术虽然各自基于某种标准，但由于传输、数据定义、访问模型等机制 均不一样，各自的应用还是不容易互连互通，并且缺乏一种普遍的方法进行描述和定位，所 以直接集成的难度较大。在信息表达和交换方面，瑚l 技术有极大的发展空间，但在现有分 布计算平台中融入这种技术并不很合适。因此对广泛的应用交互是不利的。此外，类似1 7 9 4 1 、 7 东南大学硕士学位论文 c o r b a 、d c 叫之间出于厂商利益的技术对抗。也客观阻碍了应用服务被统一纳入w e b 环境 【1 6 】。 2 3 电力系统信息集成平台 2 3 1 新一代电力企业信息集成的发展趋势f 1 1 1 1 、信息获取的需要 随着网络经济的发展，企业越来越重视信息的及时传送和内外部的直接交流。另一方面 随着企业采用各种应用系统，企业的数据开始以几何级数迅速增长，大多数企业所处理的信 息量正在迅速膨胀，平均一年到一年半就会扩展l 倍。而这些数据通常都被封存在企业的数 据库、主机、文件服务器上，只有少数用户才能看到这些数据。 各种信息系统( c r m o a ，e r p 等) 是一个“信息孤岛”，各种信息保存在不同的地方，各 有不同的操作界面，数据不能整合和共享，甚至在不同的地方存在不一致和不完整。互联网 的出现使企业面对的信息数量大大增加，新的问题是，必须从中获得有价值的部分。所以企 业现在需要的是一种为企业提供组织、搜索和获取真正有价值信息的解决方法 2 、数据整合的挑战 电力行业经过多年信息化建设，形成了多个相对独立的信息系统，各系统积累了大量的 业务数据，而众多业务处理系统相互独立，信息资源不能共享，信息孤岛现象十分明显己成 为电力企业信息化建设进一步发展所面临的巨大挑战。数据集中、资源共享己成为一种必然 趋势。另一方面，从业务角度出发，新一层次的整合不应单纯地从某个具体的应用出发，应 该从关注单个应用走向从集成的整体角度考虑架构层面的问题。 从整体架构考虑，公司内部各系统的信息需要有效共享、相互协作、关键数据能够被多 业务所复用、形成统一的全局客户数据视图、对现有的数据能够进一步分析加工，从而优化 管理。以上内容都是各类具体业务应用方案能够顺利实现的一个关键，数据整合则是实现上 述目标的基础。 3 、电力基础信息、架构的挑战 企业的信息系统主要是以职能部门和业务功能为主线建立单一功能职能的系统。由于 过去在基础网络条件、投资力度及计算能力等因素的限制，这些系统部署在省、市及县等多 个层次，这样就形成了今天企业信息系统横向多条块业务难以沟通，纵向多层次系统难以集 成的复杂局面。随着科技的发展，基础网络和硬件处理能力等外在环境已经发生了很大的变 化，互联网的普及以及企业职能的向服务化的转变，对现有的基础信息架构提出了极大的挑 战。首先由于网络和硬件等基础r r 设施的快速发展，有效利用互联网及电话网络在更大范 围内提供集中化的企业职能服务己成为一个重要的趋势。集中的企业职能服务需要集中的业 务信息，历史形成的多层次的业务系统使大量的业务数据沉淀在基层，而且信息异构，成为 有效利用网络提供网上的企业服务的一个重要的障碍。其次，由于组织结构和管理模式等方 面的原因，不同企业职能部门间在过去都是分别独立建立系统，缺乏统一的协调和规划。往 往只从具体业务出发，实现手工作业到电子化的转变，很少考虑系统间的信息的共享机制 但从服务的角度看。就形成服务对象的信息分布在多个业务系统中，难以形成统一的视图， 从而导致相同的信息在不同企业部分需要重复录入、数据的一致性难以维护。随着管理的变 化，很难形成一套整合统一的平台，运转起来困难。同时内部系统目前和外部联系也比较难： 重要数据无法共享，数据不是完全共享，特别是一些该共享的重要数据无法共享，无法共享 就导致数据不一致或重复，造成缺乏可比数据，缺乏分析、缺乏管理，使企业r r 系统中存 在的是条条的、不易共享的数据。令一方面从企业的管理职能看，难以获得管理对象全面的 信息，从而影响企业管理决策的效率和准确性。 虽然上文所述的这些传统的集成技术在一定程度上实现了企业的信息集成，但当众多信 息系统需要进行连接、数据交换时，上述解决方案基本上是一种复杂系统对接、紧密耦合的 信息系统集成模式。随着电力企业信息化的进展，新的应用部署需要考虑新的接口开发，应用 的每次更改都必须完成众多复杂接口的升级，由于这种方法没有站在整个电力系统应用集成 s 第二章电力系统信息集成平台 这个全局的高度，很难从根本上解决电力系统面临的“信息孤岛”问题，也就很难满足信息化 进程的需要。因此，电力系统企业问信息系统集成客观上迫切需要一种有效的、新的集成方 法来克服传统的信息系统集成的缺点。 为了消除电力系统存在的。信息孤岛”，电力系统就必须建立一个灵活的、快速响应的 客户支持基础架构，它需要包容现有的应用并满足未来的客户需求和业务需求。在各种异构 信息系统平台的基础上，构建一个通用的与平台、语言无关的技术层以实现电力企业信息系 统间的集成。因此，文章提出了构建面向服务架构的电力系统信息集成平台，并采用w e b 服 务技术加以实现，可以实现电力系统间信息资源的松耦合、跨平台共享和集成，能让电力企 业信息系统变得更有弹性，能更快地响应业务需求，从而实现更好的业务灵活性，使企业能 够对快速的变化做出有效的响应，并利用变化来获得竞争优势。 2 3 2 电力系统信息集成平台的构想 2 3 2 1 电力信息集成平台的概念 电力信息集成平台是一个支持复杂信息环境下