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文档简介
电力现货交易辅助决策管理系统目录TOC\o"1-3"\h\u1510电力现货交易辅助决策管理系统 12666一、项目概述 52931(一)企业简介 518123(二)项目背景 523261(三)项目建设情况 72055二、应用场景及建设方案 720829(一)场景描述 77181(二)技术架构 9154451、总体架构 9156522、技术架构 13117023、应用架构 15315344、主要功能 163241(三)建设方案 1692801、系统目标 1631562、项目建设原则 17201613、项目总体思路 19168814、整体方案 22311445、技术路线 237326三、项目效果 367065(一)项目效益 36216331、项目的经济效益分析 36327472、项目的社会效益分析 37215603、项目的管理提升效益分析 372271(二)鉴定评价(如有) 3730387(三)推广前景 3726767四、下一步计划 381251(一)困难与挑战 38118731.日前价格预精度有待提高 38312072.日内价格预测精度仍需优化 38135703.交易规则变动,系统迭代更新需同步 382462(二)经验与不足 397469(三)下一步工作安排 3912231.指导代理用户优化用电曲线 3991712.提供用户用能情况追踪,及时纠偏 39202413.完善零售用户单日、月度结算电价模型 39221114.增加中长期合约管理模块 40(一)企业简介XXXX能源营销有限公司承担销售系统电量的责任,市场规模位居省内三甲。公司拥有一支精通规则、敢于创新、技术精湛、勇于担当的专业化团队,秉承“用户至上”原则,依托系统企业专业优势,以购售电为核心业务,配套开展虚拟电厂、代理交易、用能分析、技术服务、故障诊断、设备维护、分布式能源等多元化服务。公司成立以来,先后开展售电管理平台、现货辅助决策协同平台、用户电能采集等项目建设。逐步完善现货价格预测、用电计划、收益测算三个模型和用户管理、交易复盘等工作。(二)项目背景2015年3月,中共中央国务院发布《关于进一步深化电力体制改革的若干意见》,提出进一步深化电力体制改革,促进电力行业又好又快发展,推动结构转型和产业升级。2017年8月28日,国家发改委与国家能源局发布《关于开展电力现货市场建设试点工作的通知》,选择南方(以广东起步)、蒙西、浙江、山西、山东、福建、四川、甘肃等8个地区作为国内电力现货市场建设的第一批试点。2018年12月,山西省能源局印发《关于启动山西省电力现货市场模拟试运行的通知》(晋能源办发2018)104号),要求各市场主体积极参与现货市场模拟试运行。电力现货市场的交易模式和规则与现行的基于物理交割的电力批发市场有很大差异现行市场的交易周期分为年度和月度,电力现货市场的电能量市场细分为中长期(年度月度)、日前、实时市场,不同交易周期的交易方式有所不同。中长期交易的电量通过分解曲线分解至日前,不决定运行日的生产计划。现货市场的节点电价每小时更新一次,在边际电能量成本的基础上引入了边际阻塞成本。这些变化增加了售电企业报价决策时需要考虑的因素和约束,提升了设计和实施交易策略的难度,降低了中标的可能性和盈利的空间。若不能准确预估市场供需并依此制定中长期报价与现货报量策略,不仅企业的利润会被压缩,甚至可能出现多交易电量多亏钱的情况。即将到来的电力现货市场带给售电企业的挑战是如何理解灵活的竞争机制,根据自身的营销能力和对市场规则的理解,一方面采取最为有利的市场博弈策略进行中长期购电报价并设置中长期购电合同的电量分解方式,另一方面加强对客户的用电管理和引导。同时,结合用户用电负荷特性,在考虑价格预测的基础上,制定分时电量的用电需求,尽可能地扩大集团整体的收益。电力现货市场也是当前阶段竞争性售电业务中最复杂的业务之一,需要借鉴国外先进经验,通过人工智能、大数据挖掘等前沿技术对交易决策进行支撑和辅助。基于电力市场现货交易的技术要求和交易特点,每一个在市场注册的市场成员单位(如营销公司、电厂)必须有一套现货交易系统,建立交易/调度中心的技术支持系统与市场成员单位通过指定的安全通道建立数据交换关系,支持向上的市场成员交易基础数据申报和实时报价,向下的交易结果和市场披露数据的下达。(三)项目建设情况现货交易辅助决策管理系统于2021年由北京中恒博瑞数字电力科技有限公司承建,拟投资4,177,660.80元。依据XXX集团信息化规划和标准化体系,结合山西省电力现货市场进展实际情况,建设一套集成省公司管控、营销公司交易决策分析等模块的现货交易辅助决策支持系统。实现山西公司、营销公司的电力现货交易、中长期交易、经营分析等全流程业务的数字化、信息化。打通系统之间数据壁垒,实现电力营销关键数据共享统一;规范业务间的审批管理流程;提高经营决策效率;为发售一体化交易业务稳定开展提供辅助决策支持。本项目按照急用先行的原则、采用敏捷开发模式,研发阶段项目建设共分为5个阶段,总建设周期拟定为合同签订后12个月,具体规划取先试点,后推广应用的方式进行项目实施,并逐步对功能进行完善和优化。二、应用场景及建设方案(一)场景描述应用对象包括:XXXX发电有限公司、XXXX能源营销有限公司。应用内容包括:省公司管理、售电侧交易管理等。项目建成后实现了各业务系统间实时数据、静态数据、图形数据的交互共享,实现应用分析的智能化,达到统筹分析决策、统一调配,促进企业资源在更大范围、更大规模和更有效率地优化配置,服务公司购售电经营决策分析,优化服务流程,提高服务质量,更好地接受政府和各方的监督。通过对电力交易辅助决策的研究达到对电力交易的事前精心预测,事中精细监控反馈,事后精益分析的全范围、全过程购售电精益化管理。辅助决策系统主要实现了以下目标:1)促进资源优化配置,提高公司经营效益。电力交易管理需要及时掌握和了解公司区划范围内的电力用户资源和电力供需情况,进行多层次、多角度的购售电分析,全面提升购售电分析、购售电决策水平。2)实现电力交易的集约化和精益化管理。全面考虑上一年实际完成的售电情况、当前市场的需求预测、电网当年的检修计划安排、月度购售电方案的编制,从而能最大程度确保购售电方案与实际完成情况偏差最小,提高方案的执行效率。3)图形化直观展示电力交易实时情况。通过跟踪获取每日的最高最低成交电价、用电企业每日的实际用电量和计划电量、当前实际的购售电电价数据,并对这些数据进行图形化的直观展示,为领导全面了解电力交易完成情况提供数据基础。4)根据实时跟踪电量交易得到的数据和计划方案对比,进行偏差预警。获取到的电力交易实时数据反应了电力交易的实际完成情况,而购售电方案则是确定了电力交易的计划,根据实际数据和方案数据,实现偏差计算,对超出预设阀值的偏差对交易中心进行预警提示。5)根据电力交易业务规则统计分析交易完成数据。对获取到的电量、电价基础数据按照企业购售电关系等多维度统计分析,得到各个维度的交易完成情况,并与制定的购售电方案和上一年同期数据对比分析,对分析结果直接以图表的方式直观表达,为领导决策提供各维度的电量、电价等最需要的辅助数据。(二)技术架构1、总体架构平台建设充分利用XXX集团公司硬件及网络设施资源,采用与集团体系内平台对接、上报等方式实现数据采集,并结合业务需求基于遥感数据处理技术、交易业务数据处理技术、地理信息系统技术及IT技术等开发应用子系统,并基于办公电脑和移动设备等系统用户接口,服务于区域管理公司、售电公司和服务主体等。系统总体架构共分六个层次,两个体系,两个接口,分别是基础设施层、数据支撑层、基础软件层、应用系统层、用户接口层、服务对象层,信息安全与运维体系、信息标准化与法规体系,外部平台数据接入接口、内部业务数据接入接口。系统总体架构如下图所示:1)基础设施层(IaaS)以虚拟服务器的方式交付IaaS服务,它的技术实现本质是在云操作系统层将下层的云基础资源以虚拟机的方式进行组织,其中的关键技术包括服务器虚拟化及相关的资源管理技术。服务器虚拟化能够将一台物理服务器虚拟成多台虚拟服务器,供多个用户同时使用,并通过对虚拟化服务器进行隔离封装来保证其安全性。分三大类设施,生产设施、存储设施、灾备设施,其中主要的服务主体包括互联网、物联网、通讯网的融合、计算机网络设备、终端设备、操作系统、管理软件等。2)数据层(DaaS)数据层所做事务直接操作数据库,针对数据的增添、删除、修改、查找等。(关键在于粒度的把握)要保证“数据访问层”的中的函数功能的原子性。数据采层是获取系统所需数据的基础。根据不同数据不同类型、存储方式和来源,采用六种方式收集:报表批量导入;与其他信息系统对接;前置机方式;通过市信息共享平台;建设数据上报平台填报数据并审核入库;互联网数据抓取。主要包括GIS数据库、交易数据库、发电厂站数据库、售电数据库、视频/影像数据库、决策分析数据库和文件系数据库统等等3)支撑层(PaaS)支撑层是提供应用软件的开发、测试、部署和运行环境的服务。这里的“环境”即包括那些用于直接承载应用软件的运行平台(例如应用服务器),又包括支撑软件运行的辅助系统软件。数据支撑层是将采集数据按照数据格式、种类、标准等建立统一的数据存储与管理体系,保证全市能源信息的一致性、统一性和标准化。并基于时间和数据的累积,形成山西区域的电力交易大数据中心,为购售电智能化分析提供基础。4)应用层(SaaS)业务应用层集中、直观地体现平台的各项应用功能,满足各类用户对该系统的使用需求,提供给用户操作接口。按照项目规划,主要围绕区域的全局管理服务、购售交易决策、售电竞价分析、辅助决策支持、市场交易仿真等等,其中的应用体系可以灵活定制,根据用户的不同需求,按照不同的维度进行分类细化与归类总结,形成面向不同场景、用户、功能的服务体系。5)可视化层可视化层是面向服务对象的应用设备接口,根据各子系统业务及面向应用对象的不同,用户可通过办公电脑、笔记本、移动端设备及大屏等访问各应用子系统。6)用户层用户层是系统最终面向的用户,包括区域公司、售电公司、发电企业、服务用户、集团用户等各类主体,并根据不同对象,如领导、业务员、运维等不同角色,由系统设置不同的权限,实现分主体分角色的应用访问。7)信息化标准体系信息标准化体系满足信息资源共享的需要,为信息系统集成和整合提供标准。提供系统集成依据和信息采集、传输、交换、存储、处理和共享等环节制定或采用的相关技术标准。同时项目实施服务各项电子政务标准及信息系统建设和软件工程各项规范,覆盖系统建设全周期,包括需求调研与分析、系统设计、研发、测试、项目验收等整个软件建设流程。8)安全防护体系安全防护体系是指提供系统软硬件方面整体安全性的所有技术工具和措施的总和,依据平台设计对安全防护方面的要求,实现对平台的全面安全防护。防护措施覆盖平台各个部分,包括物理安全、网络安全、应用安全、数据安全、系统灾备设计等。9)数据接口通过对外与对内的数据接口,实现平台数据仓库建设,对于不同的数据来源,采取不同的数据接入与访问方式,并采取不同的安全防护措施,实现平台的大数据体系建设及安全运行。技术架构技术架构确定了本项目平台实现的技术路线、分层架构模型、开发框架,需要有方案应对各种非功能性需求,例如事务、缓存、异常、日志、安全、性能、可用性、容错能力等,提炼出一些公用的系统组件,更进一步需要根据业务需求及应用功能,设计出一些公用底层业务组件。平台的技术架构设计基于SOA、云技术和微服务的设计理念,按照访问应用与交互层(客户端接入访问、系统功能展示)、业务服务逻辑层(服务端服务接入、业务组件层、数据访问层)、接入服务网络层(协议层、数据传输)和数据仓储建设层(数据采集、录入、集成)等实现多层技术体系设计,并在各层次上集成,实现重用,以满足不同职能层次的管理业务需求,纵向集成与横向整合的信息交互,为客户和职能部门提供高效便捷的服务。平台技术架构如下图所示:平台采用基于SpringCloud模式的微服务应用技术架构。系统具有高可靠性和高扩展性以及具有较好的长期投资收益等优点。系统各项功能基于SpringBoot规范的多层体系结构,将表示逻辑、业务逻辑与数据逻辑相分离,注重系统的并行操作、网络计算能力。在开发过程上,降低组件的耦合度,以增强软件的可维护性、可扩展性。技术架构支撑了本项目的区域管理模块、发电模块、售电模块、信息共享模块的功能性及非功能性要求的技术实现,支撑与“山西电力交易中心”、“信用中国”等外部平台及集团各子系统之间的应用集成的技术实现。应用架构依据平台当前的应用模式与集成管理需求,结合电力市场发展趋势,采取分级分层应用的体系设计方式,方便系统的横向业务拓展与纵向数据拓展,在当前集成售电平台业务基础上,融合售电特性,形成发售一体的购售管理与辅助竞价体系,在辅助抉择支持平台内进行业务的重新梳理与整合,推动整体售电业务的协同发展。系统的应用架构如下图所示:1)基础应用,主要针对当前系统接入的所有数据与业务进行梳理汇总,形成平台的数据仓库与数据集市体系,构建系统的数据中台,并依据数据多维度视角,针对区域、发电、售电企业间的关联关系,形成公共试图模块。其中包含了角色权限、各类档案汇总梳理、市场基本信息汇总及相关交易结果汇总分析等;2)一级应用,主要为区域公司整体管理协调应用。针对集团下达的营销考核、区域经营指标体系及管辖内统筹电能管理进行梳理汇总。站在区域管理协同角度,严格执行集团的营销考核,并分解为各子单位指标,建设风控体系,保障交易有序。同时根据收集的发用侧相关信息,对整体的交易策略、资产优化等提出战略方案,从全局保障整体利益最大化;3)二级应用,主要围绕辅助竞价、仿真、复盘等大的功能模块,为各子单位提供独立的决策支持工具,依据全局战略方案逐级分解与执行,形成协同优化运行空间;4)增值应用,着眼数据与业务的延伸,做相关储备,为未来全面转型提供支持工具。4、主要功能主要功能包括交易总览、数据分析、预测应用、辅助竞价、报表管理、综合查询、综合能源、资产管理、工作台、系统管理10大功能模块。(三)建设方案1、系统目标现货辅助决策系统是以售电公司在市场中争取自身利益最大化为最终目标,为参与中长期市场、现货市场、实时市场的竞争提供分析参考和决策支持手段。电量预测、电价预测和辅助报量、报价是现货辅助决策系统的核心部分,系统在基于购电成本分析和代理用户结算电价测算的基础上,参考长期峰、谷、基荷时段的指导价格,考虑用户电量计划、新能源预测、网络安全约束、机组检修约束、省间外送的条件下,在经济性分析的基础上为营销公司现货交易提供多种可选择的报量、报价策略,并对每种报量、报价方案进行事前预测和事后复盘分析,包括预期收益分析、市场份额分析、方案复盘对比分析。营销公司报价人员可以根据实际情况,采用不同的报价策略进行实际报量报价的业务操作。2、项目建设原则1)需求导向、注重实效、灵活配置在系统设计中充分满足业务需求和技术需求,同时从实用化的角度出发,有效构建软硬件平台,切实解决业务痛点问题、提升业务效率,让系统功能充分发挥价值。系统通过灵活配置,能够充分满足当下业务需求,满足现货改革政策各地差异化的需求,并支持未来业务发展和一定程度的变化后的应用。并且系统应根据电网交易中心能够公布的信息设计报价决策系统。2)安全可靠、支持扩展报价系统必须是开放的——系统适应电力市场模式、结算规则不断变化的要求,同时报价系统适应日前、实时电力市场竞价的需要。采用先进的安全防范技术和措施,保障平台上线后的信息安全,达到信息安全等级保护级别的要求,保障系统长期稳定可靠运行,在系统设计时充分考虑了系统运行性能,达到“简便、实用、快捷、安全、高效”的目的。充分考虑先进性、扩展性的原则,采用组件化的开发模式,实现平台在功能和性能方面的易扩展性,方便适时与电力交易中心、公司财务管理系统等其他系统的对接。在设计和实现时,充分考虑了整个系统的便于维护性,以使系统在万一发生故障时能提供有效手段及时进行恢复,尽量减少损失。同时考虑了未来业务的纵横向发展,除了当前设计得有一定的超前外,还考虑了系统的可扩展性,易于系统以后的二次开发。在成本可以接受的条件下,从各方面提高系统的可靠性,对各种可能出现的紧急情况,制定了相应的应急工作方案和对策。服务器、交换机等关键节点及电源采用冗余配置,系统内任一节点故障不会引起主要功能的丧失或导致系统响应灵敏度低于系统性能要求。3)立足体验,简捷易用互联网时代,用户体验非常重要,在设计过程中着重考虑了方便、实用、快捷,布局合理等都是关键要素。4)技术领先,体系成熟按照产品成熟、技术先进的原则来选择系统,使系统拥有了合理的生命周期,减少投资浪费。云中心采用业界主流的云计算技术,广泛采用虚拟化、分布式存储、分布式计算等先进技术与应用模式,并与其它业务相结合,确保先进技术与模式应用的有效与适用。虚拟资源容器化是网络发展的重要趋势,将大大提高资源利用率,降低运营成本。有效开展服务器、存储器的虚拟资源容器化技术建设,网络设备的虚拟化要进行设计实现。服务器、存储器、网络及安全设备具备虚拟化功能。5)简单易用,高效安全核心系统组件支持行业标准,保证异构系统或数据的整合与集成。云平台采用开放性架构体系,能够兼容业务通用的设备及主流的操作系统、虚拟化软件、应用程序,从而使得云平台大大降低开发、运营、维护等成本。系统和网络必须易于管理。同时,系统在运行过程中的维护做到简单易行,使系统维护人员通过简单培训就能掌握系统运维的相关工作。数据库应有实时地、多媒介备份,以保障在系统出现问题时尽可能减少损失;系统具有抗病毒能力;具有完善的安全保密措施,防止机密数据丢失和各种越权访问;用户操作时,不会因机器故障、软件故障、外部原因等导致系统崩溃;不会因用户的误操作导致数据丢失;能够对用户错误数据进行检查和拦截。6)有机统一,友好交互采用统一的、先进的、方便的界面风格,完善的在线帮助系统,能够支持图形、图象、声音等多媒体应用,系统易学易用。3、项目总体思路依据电力市场交易及售电服务平台项目要求和软件开发流程及项目管理的流程,结合电力信息系统设计开发及管理项目经验制定本项目的开展思路。1)战略指导、技术引领本项目的业务模型构建、需求分析、系统设计、开发、实施等工作以公司发展战略为指导,严格按照“统一规划设计、统一开发部署、统一基础设施、统一协同推进”的“四统一”集团化信息平台建设原则和“以我为主”的研发建设思路,遵循满足当下与未来发展要求的技术架构,以信息技术为引领,面向信息系统建设来开展,确保梳理成果不会产生理解上的偏差,能够正确指导本项目的信息系统建设。2)深入调研、参考先进本项目的建设是落实国家“电力体制改革”、“互联网+”等战略的重点工作,本项目深入调研了山西电力市场及国内其他现货试点、售电公司、与用户侧等购售电业务需求,同时借鉴国外成熟市场运行机制,结合国内交易市场机制与规则演变,与科研机构紧密合作,摸清业务流程,掌握数据情况,构建业务模型。因国内市场进度建设问题,并无成熟产品借鉴,需要广泛学习国外先进交易辅助平台及信息化最佳实践。3)适度超前、坚持创新本项目建设过程中,根据实际业务和管理需求,并结合国家和山西省电力交易相关政策的要求,从系统整体结构上,依托集团在全国电力交易的布局,从业务与技术层面适度超前,围绕集团统筹模式为参考,对技术体系进行创新,满足未来电力交易业务、跨省区交易及全国电力市场变革的变化。同时基于大数据体系的建设、用户侧的数据接入等,提供全面综合能源业务横向支撑体系,为企业的升级转型提供强力的支撑手段。4)理论支撑、实践指导当前国内现货市场试点均处于试运行阶段,规则等都在不断变化,同时国家新能源政策、相关市场如碳市场、绿证交易、分布式市场等处于建设过程中,市场体制机制、交易品种等并不完善,进而导致因数据颗粒度、市场规则迭代演变等多重因素,尚未具备成熟辅助竞价体系的基础,因此在本系统建设实施过程中,需要从理论入手,着重于数据体系的建设,依托相对稳定的算法模型,不断利用数据对模型算法进行修正与仿真推演,最终实现系统设计的目标。5)严格输出、严谨概算在设计、开发过程中遵循甲方架构管控要求,以全局设计的理念,确保项目建设符合公司信息化规划、企业架构、数据信息集成规范、信息系统安全测评等。并且对每个设计输出都进行严格的质量控制,对设计流程中的关键环节和输出物组织专家评审,确保成果可落地。按公司信息化项目管理要求,以设计成果为依据,严格遵守相关流程进行系统开发。6)协调一致、注重沟通本项目建设必须立足于组织统一、分工明确、协调一致,健全完善各级责任制,形成推进系统设计的合力。在项目建设过程中,每个阶段都注重收集、评估分析各种体验反馈,杜绝“闭门造车”,及早发现问题、分析问题及跟踪问题,以便在建设过程中能够采取合适的措施加以解决,杜绝后一个阶段返工前面阶段工作的问题,强化过程管控,提升产品质量。4、整体方案根据本项目的总体建设目标,本系统的业务整体框架图如下所示:第一部分是统一权限管理分配,主要为省公司、售电公司、发电厂等不同企业用户登录后分配不同模块使用权限。第二部分是由通用功能模块、售电模块、区域管理模块、共享数据模块组成,主要是使用目前主流分布式服务部署的方式来构建整个运行平台。将整个平台中不同功能的模块作为独立的服务,提高了服务的复用性的同时,对平台提供了很好的扩展性。第三部分则是对接接口,主要用于与第三方系统进行数据、业务的对接。区域管理管理模块针对省公司层面的经营计划、执行跟踪和经营分析等业务痛点,从省公司管理规章制度出发,运用业界前沿的电力企业管理技术和多年的电力企业管理经验,实现区域管理经营计划管理、经营分析、统计报表管理等业务中台和角色管理、事项审批等管理功能,实现区域管理经营业务全方面的数字化、信息化。5、技术路线1)基于SOA的设计技术面向服务的体系结构(service-orientedarchitecture,SOA)是一个组件模型,它将应用程序的不同功能划分为服务,通过这些服务之间定义良好的接口和契约联系起来。接口是采用中立的方式进行定义的,这种具有中立的接口定义的特征称为服务之间的松耦合,它独立于实现服务的硬件平台、操作系统和编程语言,这使得构建在系统中的各种服务可以以一种统一和通用的方式进行交互。在基于SOA的架构体系中,具体应用程序的功能是由一些松散耦合并且具有统一接口定义方式的服务组件组合构建起来的。WebService的规范、协议、格式和面向对象的SOA架构的基本原则和定义非常一致,因此面向服务的设计可采用WebService技术和规范(如UDDI/WSDL/SOAP/XML等)来实现SOA架构的应用接口,面向服务的设计可采用的技术还包括JMS、MQ等。由于服务的定义与实现是分开描述的,即松散耦合,可以很方便地替换服务的内在实现而不会对现有的系统造成任何冲击,因此可以很好地保证IT架构的灵活性。本平台的SOA设计思想主要体现在面向服务的业务组件设计过程中,如下图:(1)设计中从需求的业务功能和场景抽象出业务逻辑,进一步将业务逻辑抽象为业务组件,包括界面控制组件和业务逻辑组件,并描述其处理逻辑。(2)系统平台涉及的功能和应用错杂复杂,组件之间的关系和调用也非常密切,为了减少组件之间调用的性能和安全等方面的开支,无需将所有的业务组件都采用服务的方式进行发布和管理,根据面向服务的核心思想,可以对系统平台的组件进行分析,将满足以下条件的业务组件封装为服务组件:a.对外服务:该业务组件的功能是实现对外应用的应用、流程或数据共享。b.可重用:该业务组件满足技术中立、自包含以及无状态等特点,同时还满足可复用的技术特性,可以在不同的业务流程、应用功能中重用,从而减少重复的工作。c.粗粒度:业务组件提供的接口为粗粒度的,减少调用的性能开支。(3)对符合以上条件的业务组件增加安全、性能等方面的附加要求,将业务组件进一步封装为SOA服务组件,完成SOA服务组件的实现,并增加额外的设计内容(如数据标准等),并按照服务规约和标准进行服务注册和发布,供服务使用者进行服务调用。2)基于流程和规则引擎的业务设计工作流管理系统指运行在一个或多个工作流引擎上用于定义、实现和管理工作流运行的一套软件系统,它与工作流执行者(人、应用)交互,推进工作流实例的执行,并监控工作流的运行状态。根据应用平台的特点和系统设计对工作流提出的要求,在平台设计中采用的工作流需要能够满足由国际工作流协会(WfMC)制定的工作流体系的各种标准,同时能够通过工作流体系提供的各种标准工作流接口,结合平台的实际需要进行完善,使工作流能够符合业务需求和操作习惯。系统平台电子工作流技术以国际工作流协会(WfMC)制定的工作流体系结构参考模型,具体实现以下功能:(1)采用图形化工具建模,实现业务流程的简便定义a.实现人工活动、非人工活动的流程定义,非人工活动指不需要人工干预的机器自动处理环节功能,如电费自动测算、自动审批等,非人工活动可实现周期、执行计划时间等定义;b.顺序、分支、并行、循环、嵌套子流程的定义;c.实现跳转、派工、条件分支等复杂流程;d.定义消息、通知产生的条件及到达路径;f.提供模型的导入导出功能;e.设有业务语义合法性检查。(2)实用的动态修改能力可动态地调整完善、修改工作流程,实现业务的实时动态重组。(3)流程控制在流程控制方面,除了应支持基本的流程发送功能之外,还应可支持通过短信发送流程的功能。并且可进行流程回退、流程挂起、流程恢复、流程中止、流程人工调度、流程分解、流程合并等各种特殊流程控制的实际需要。(4)瞬间智能任务分配可采用多种任务分配方式进行智能的任务分配,实现能源管理工作动态负载均衡;任务分配后还可以通过消息方式通知能源管理工作人员,以便能够工作人员能够快速进行处理。任务分配中实现任务的再分配功能,即任务移交功能,将派工到某个节点的业务指派给另外一个角色处理。(5)业务办理时间管理当业务办理期限已到时,发出相应的消息,通知用户超时;可以在任务到期前固定时间给用户发出提醒消息。(6)流程考核在流程考核方面应支持考核标准的定义和维护,包括:各流程活动工作量标准、超期量标准、超期率标准、出错量标准、出错率标准等。并可进行各个流程活动的当前工作量统计,提供超期用户清单、超期量、超期率等,对超期工作可进行异常报警。(7)强大的业务管理和监控能力提供强大的流程跟踪、查询、统计、分析功能,可方便地查询当前业务的位置、状况、部门、时间等信息,可对业务部门相关岗位的工作流程进行监控,可催办处理较慢的业务方便地查询正办和已办理完毕,可进行多种形式的统计,对业务处理时间和处理质量进行考查。(8)统一的任务管理器功能为了方便工作人员操作,应通过任务管理器把当前操作者需要执行的各种环节任务在列表中展现出来,操作者自己从任务表中选择执行任务,系统可以根据任务的类型自动推出不同的用户界面。任务管理包括任务制定、任务接收、任务分派、任务执行、过程控制、执行评价。为了实现上述功能,平台的工作流管理系统的设计如下:a.流程定义指根据业务(子)项流程,通过图形化建模工具定义业务流程、流程活动、活动关系及流程条件等元素,实现业务流程的计算机建模,为业务流程的自动化运作提供基础。b.流程控制是工作流引擎提供的对外接口功能。工作流引擎是指为业务流程实例提供运行时期的执行环境的软件服务器,它提供控制功能实现与工作流执行者(人、应用)交互,推进业务流程实例的执行。c.流程定量考核是指定义流程、活动的考核时限标准,并根据考核时限标准和业务流程实例计算考核数据结果,作为流程定量考核的依据。d.流程管理与监控是对工作流运行过程中出现的各种异常情况进行监控和管理,它包括流程挂起、恢复、终止、回退管理、调度等。f.任务管理器是工作流管理的客户端功能,提供任务列表完成人工活动的处理,实现与工作流引擎的交互,推动业务流程实例的执行。3)基于组件化的功能设计本项目采用组件化设计,基础服务支撑层提供运行框架、面向业务的各种服务组件(包括日志、异常、缓存、任务管理、数据访问、组织机构、安全、工作流、电子表单、电子报表等)、各种通用组件(比如表格组件、表单组件)及面向电力交易、零售业务、综合能源业务的业务功能组件。通过组件设计,可以屏蔽JavaEE相关的技术细节,并且提供大量的接口,为业务组件定义相应的规范并对其进行管理。在软件开发过程中,为了达到业务级别的较大粒度重用,我们需要把纵向把业务进行拆分,以业务组件的形式进行开发,并最终把多个开发完成的业务组件进行组合,形成最终的软件产品。按照组件化开发的软件,是基于一个公共的软件开发平台来建立的。由平台来提供所有的底层设施。平台包括技术平台和业务平台两个层面。在技术层面上,平台提供了一系列的类库、框架、组件、工具,以及为业务组件化提供相应的技术支撑。在业务层面上,业务平台中积累了大量的封装完善的业务组件,以及一些常用的业务控件,以供开发新产品时进行选配。同时,平台还为整个软件过程提供一系列的其它支持,例如工具、设计器、管理界面等。平台的组件架构如下图所示:对于一个独立的业务,可以将其封装为一个独立的业务组件,并最终放到组件库中。业务组件之间,则以服务、事件两种形式进行交互。要支持这种模式的交互,平台还需要提供几个技术框架:插件平台、服务容器、事件总线。平台提供事件总线、轻量级服务总线。组件内部以领域驱动的模式开发,以领域实体框架作为基础框架。组件内、组件间,也都是面向领域实体来进行交互。组件向外部的其它组件提供组件事件、组件服务。外部组件也只能直接调用组件提供的服务,或者监听组件的事件。4)云技术应用项目的搭建和运行都支持云计算的基础架构,系统技术架构为云架构接入,如下图所示。在云计算平台层,以虚拟机为单位构建Web服务器集群、应用服务器集群与数据库服务器集群,作为平台的运行环境。采用云计算的分布式文件系统、分布式数据库管理系统、分布式数据处理系统、数据仓库与数据分析工具实现智能业务管理凭条海量数据的大规模存储,为数据挖掘与辅助决策等高级应用提供高性能的分布式计算环境。在一台物理服务器之上构建虚拟化抽象层,采用虚拟机监视器或虚拟化平台2种实现方式,负责服务器的抽象、资源的调度与管理,将系统不同服务分别运行在2个独立的虚拟机之上,从而提高服务器的资源利用率。在虚拟机的运行过程中,采用实时迁移技术将虚拟机的完整运行状态快速、平滑地迁移到新的服务器上,用于故障服务器的维护,并通过虚拟机动态调度方法,对资源进一步整合,实现资源的动态分配与调度,从而进一步提高服务器的资源利用率。在提高服务器资源利用率的同时,应解决可靠性和性能开销问题。解决可靠性的有效方法是采用隔离机制,在服务器之上存在多个虚拟机实例情况下,应确保虚拟机之间的完全隔离,即一个虚拟机崩溃不会影响到其他的虚拟机,能及时从故障中恢复。5)微服务架构本系统将在SOA基础上使用更适合分布式的微服务架构,并采用SpringCloud一站式解决方案,从而能在从容应对业务发展的同时大大减少开发成本。对微服务架构简要介绍如下:(1)服务注册与发现Eureka是Netflix开发的服务发现框架,本身是一个基于Restful的微服务,主要用于定位中间层服务,以达到负载均衡和中间层服务故障转移的目的。SpringCloud将它集成在其子项目spring-cloud-netflix中,实现SpringCloud的服务发现功能。Eureka包含两个组件:EurekaServer和EurekaClient。EurekaServer提供服务注册服务,各个节点启动后,会在EurekaServer中进行注册,这样EurekaServer中的服务注册表中将会存储所有可用服务节点的信息,服务节点的信息可以在界面中直观的看到。EurekaClient是一个组件,用于简化与EurekaServer的交互,客户端同时也内置支持轮询等常用负载算法的负载均衡器。微服务启动后,向EurekaServer发送心跳(默认周期为30秒),如果EurekaServer在多个心跳周期内没有接收到某个节点的心跳,EurekaServer将会从服务注册表中把这个服务节点移除(默认90秒)。EurekaServer之间通过复制的方式完成数据的同步,Eureka还提供了客户端缓存机制,即使所有的EurekaServer都挂掉,客户端依然可以利用缓存中的信息消费其他服务的API。因此,Eureka通过心跳检查、客户端缓存等机制,确保了系统的高可用性、灵活性和可伸缩性。(2)配置服务ConfigServer是分布式环境下的统一配置框架,为微服务提供统一的配置信息,ConfigServer的原理如下:1)ConfigServer本身也是一个微服务,跟其它的微服务一样,也可以注册到eurekaserver上,让其它使用方从注册中心来发现;2)ConfigServer支持将配置信息保存在本地文件、svn和git中;3)当配置信息更新后,触发webhook回调,最终触发springcloudbus(消息总线),然后由消息总线通知相关的微服务,更新相关配置。(3)智能网关在微服务架构中,后端服务往往不直接开放给调用端,而是通过API网关统一发布。API网关根据请求的url,路由到相应的服务。当添加API网关后,在第三方调用端和服务提供方之间就创建了一面墙,这面墙直接与调用方通信进行权限控制,后将请求均衡分发给后台服务端。智能网关是Springcloud中的一个网关服务,提供下列功能:a.服务反向路由,网关要负责将外部请求反向路由到内部具体的微服务,这样虽然企业内部是复杂的分布式微服务结构,但是外部系统从网关上看到的就像是一个统一的完整服务,网关屏蔽了后台服务的复杂性,同时也屏蔽了后台服务的升级和变化。b.安全认证和防爬虫,所有外部请求必须经过网关,网关可以集中对访问进行安全控制,比如用户认证和授权,同时还可以分析访问模式实现防爬虫功能,网关是连接企业内外系统的安全之门。c.限流和容错,在流量高峰期,网关可以限制流量,保护后台系统不被大流量冲垮,在内部系统出现故障时,网关可以集中做容错,保持外部良好的用户体验。d.监控,网关可以集中监控访问量,调用延迟,错误计数和访问模式,为后端的性能优化或者扩容提供数据支持。f.日志,网关可以收集所有的访问日志,供后台系统做进一步分析。(4)统一鉴权服务在微服务架构中,需要使用OAUTH2来实现多个微服务的统一认证授权,通过向授权服务器发送某个类型的granttype进行集中认证和授权,从而获得access_token,而这个token是受其他微服务信任的,在后续对其他微服务的访问可以通过access_token来完成,从而实现了微服务的统一认证。平台的authserver鉴权服务基于OAUTH2,实现了微服务的统一认证,认证流程如下:a.客户端发起访问请求,请求到达网关;b.网关根据请求是否携带有效的token信息判断是否授权,对未授权的请求,向授权服务器请求授权,对已授权的请求,直接放行;c.授权服务器返回token信息给网关;d.网关返回token信息到请求客户端;e.客户端携带有效的t
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