2019 智能抽水蓄能电站数据中心技术规范条文版

智能抽水蓄能电站数据中心技术规范Q/GDW4610027—2019序号条目条文详细内容1范围本标准规定了智能抽水蓄能电站数据中心体系架构要求、功能性技术要求、非功能性技术指标要求、基础设施建设技术要求等。

本技术规范适用于国网新源控股有限公司所属已建、在建和计划新建的智能抽水蓄能电站数据中心。2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB/T2887—2011电子计算机场地通用规范

GB/T14715—2017信息技术设备用不间断电源通用规范

GB/T25058—2010信息安全技术信息系统安全等级保护实施指南

GB/T25070—2010信息安全技术信息系统等级保护安全设计技术要求

GB/T34982—2017云计算数据中心基本要求

GB50034—2018建筑照明设计标准

GB50052—2009供配电系统设计规范

GB50054—2011低压配电设计规范

GB50057—2010建筑物防雷设计规范

GB50174—2017数据中心设计规范

GB50243—2016通风与空调工程施工质量与验收规范

GB50311—2016综合布线系统工程设计规范

Q/GDW344—2009国家电网公司信息机房管理规范

Q/GDW/Z11212—2014信息系统非功能需求规范

Q/GDW11702—2017大数据平台总体架构和技术要求

Q/GDW4610026—2019智能抽水蓄能电站技术导则

Q/GDW4610028—2019智能抽水蓄能电站信息分类和编码标准

Q/GDW4610029—2019智能抽水蓄能电站信息模型建设标准

Q/GDW4610030—2019智能抽水蓄能电站描述及存储标准

Q/GDW4610031—2019智能抽水蓄能电站数字化交付标准

Q/GDW4610032—2019智能抽水蓄能电站网络及安全防护技术标准

Q/GDW4610033—2019智能抽水蓄能电站应用技术标准

国能安全[2014]318号电力行业信息安全等级保护管理办法

国网信息[2018]118号国家电网公司信息化建设管理办法

信通运行[2017]38号国家电网公司数据基础运维工作规范3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。同时Q/GDW4610026—2019界定的术语和定义也适用于本文件。3.1分布式文件系统一种文件管理系统，其物理存储资源通过计算机网络与节点相连，提供简化、高可用的方式来存储、分析、处理文件。参见Q/GDW11702—2017，定义2.11。3.2静态数据静态数据是在抽水蓄能电站运行过程中主要作为控制或参考用的数据，它们在很长的一段时间内不会变化，一般不随运行而变。3.3动态数据动态数据是在抽水蓄能电站运行中发生变化的数据以及在运行中需要输入、输出的数据及在联机操作中要改变的数据。3.4实时数据实时数据是抽水蓄能电站智能设备在某事发生、发展过程中带有时态性的数据信息，是用于表示未经加工的原始数据。3.5数据元素数据元素是抽水蓄能电站数据中心处理数据的基本单位，数据元素由数据定义、属性和关系构成。在电站级数据中心中通常作为一个整体进行考虑和处理。3.6数据资产数据资产是新源控股有限公司拥有和控制的所有数字化资源，并能在后期应用中提高数据资产的价值，带来经济利益和社会效益。4缩略语定义API：应用程序编程接口（ApplicationProgrammingInterface）

XML：可扩展标记语言（ExtensibleMarkupLanguage）

JSON：对象简谱（JavaScriptObjectNotation）

HTTP：超文本传输协议（HyperTextTransferProtocol）

TCP：传输控制协议（TransmissionControlProtocol）

UDP：用户数据报协议（UserDatagramProtocol）

RTCP：RTP控制协议（RTPControlProtocol）

WSDL：网络服务描述语言（WebServicesDescriptionLanguage）

ETL：数据抽取、清洗、转换、装载（Extract-Transform-Load）

REST：表述性状态转移（RepresentationalStateTransfer）5总则5.1智能抽水蓄能电站数据中心是公司两级数据中心体系的重要组成部分。应遵循公司统一数据标准进行数据存储、管理和应用，以满足数据交互和共享需求。在数据存储上，公司全业务统一数据中心侧重于存储业务管理数据，电站级数据中心侧重于存储设备数据和现场施工作业数据，两级数据中心数据可以按需相互调用。5.2智能抽水蓄能电站数据中心应具备统一的数据存储、计算能力，提供标准的服务访问形式，满足电站全寿期的数据共享访问。6体系架构要求6.1电站级数据中心定位6.1.1电站级数据中心建设应遵从公司级全业务数据中心的总体架构，为公司级全业务数据中心提供源数据服务。6.1.2支持电站规划设计、基建、生产运行不同期间业务需求，应能够与数字化移交平台无缝对接，形成一个完整的数字化电站资产。6.1.3应能支持电站层边缘计算后的前置数据接入。6.1.4应能与电站级信息系统集成，接入生产相关数据并提供数据服务。6.1.5电站级数据中心网络边界与管理信息大区保持一致。6.2逻辑框架技术要求6.2.1智能抽水蓄能电站数据中心应满足电站规划、基建、生产运行各阶段业务特点和应用需求，应遵循Q/GDW11702—2017。6.2.2数据管理域应遵循Q/GDW4610030—2019，实现对数据存储结构与标准化约束的定义，对数据资产、数据接入、数据安全等实现统一管控。总体技术能力要求如下：

a）电站级数据中心中主数据管理、模型管理、质量管理、元数据管理宜应用公司级全业务数据中心相关功能；

b）权限管理应对系统内部用户、外部用户数据访问进行全方位权限控制，对不同的角色设置不同的访问权限，提高数据访问的安全性；

c）数据字典管理应对数据中心的数据项、数据结构、数据流、数据存储等进行定义和描述，须提供便捷的数据字典在线查阅功能，以支撑Q/GDW4610030—2019在数据中心中可落地、可检查、可维护；

d）监控管理应具备对接入数据中心的数据质量进行识别、度量、监控和预警等管理功能，以保障数据中心的数据质量；

e）日志管理应能够对数据中心应用时产生的日志分类管理；

f）数据接入管理应遵循Q/GDW4610030—2019，对其它业务系统中接入的数据进行统一管理；

g）数据资产管理应提供对数据中心所有数据资源、数据服务实现管理、搜索和下载的功能。对数据项的来源、生产时间、用途限制等信息进行清晰描述，对数据服务的用途、使用方法及调用样例等进行详细说明；

h）数据运维管理应支持数据中心各类配置和状态管理，提供配置管理、日志管理、资源监控等平台运行管理功能。6.2.3数据处理域应实现业务数据的融合共享，支撑电站应用中心建设。宜遵循公司统一数据模型和数据架构要求，总体技术能力要求如下：

a）数据接入应具备数据定时抽取、同步复制、实时数据采集、文件数据采集能力；

b）数据存储层应对电站设计、施工、设备、生产实时数据、设备运维数据、监测类数据、三维数据等相关数据根据业务分类分库存储；

c）统一数据访问应提供数据访问组件、日志存储组件、代理访问、分布式查询组件、统一元数据管理组件。6.2.4数据分析域应基于大数据平台构建，应提供大数据计算组件、存储组件、明细数据汇总、轻度数据汇总等组件。

a）计算组件应提供批量计算、查询计算等功能；

b）存储组件应提供热点数据存储、实时数据存储和分布式文件存储功能。6.2.5数据共享应通过数据服务总线、消息中间件等技术，为数据中心各类数据与应用服务提供统一的注册、发布和管理平台。6.2.6业务应用系统服务接口应遵循Q/GDW4610028—2019、Q/GDW4610030—2019，对外提供统一的数据接口服务和数据应用服务。总体技术能力要求如下：

a）数据检索服务应提供对数字化电站相关数据资源的快速搜索、预览、下载功能；

b）数据挖掘服务应提供关联分析、聚类分析、分类分析、异常分析等相关数据挖掘分析功能；

c）自助式分析服务应提供按照个性化业务分析方案，定制分析服务的功能；

d）空间分析服务应提供获取单个或多个设备相关的几何对象数据的功能；

e）应提供消息收发服务、订阅内容的推送服务、实时监测服务、模型组件服务，应对外提供脱敏数据共享服务；

f）应对Q/GDW4610033—2019的应用提供底层数据支撑。6.3技术架构要求系统技术架构应包含基础设施、平台服务、数据服务、应用支撑、访问渠道、安全防护和运行维护组件。6.3.1基础设施应为数据中心提供基础支撑。6.3.2平台服务应为数据中心应用提供运行支撑。6.3.3数据服务应为数据中心提供数据存储、计算、交换、管理支撑。6.3.4应用支撑组件应具备电站所需的公共支撑服务，实现基础应用的高效共享应用。6.3.5访问渠道应为电站级应用提供基本访问通道。6.3.6安全防护应为数据中心安全运行提供基础保障。6.3.7运行维护应提供调度管理、运行监控、运维服务等组件。6.4数据流向要求智能抽水蓄能电站横向为生产控制大区（包括安全Ⅰ区、安全Ⅱ区）和管理信息大区，各区之间数据流向应为安全Ⅰ区→安全Ⅱ区→管理信息大区→应用中心。图4数据流向图6.5部署逻辑要求智能抽水蓄能电站数据中心提供电站级应用IT资源池，本资源池提供可扩展的IT架构，满足数据接入/清洗服务、数据存储集群、数据中心管理监控服务、计算分析服务集群和应用集群的部署。图5部署逻辑图7功能性技术要求7.1数据接入7.1.1支持实时数据接入a）应具备水泵水轮机、发电电动机、调速系统、励磁系统等边缘计算前置数据区实时数据流与汇总数据流接入功能；

b）应具备接收实时数据包的数据接入、解析功能；

c）应具备GB级高并发、大数据量的接入处理能力。7.1.2支持数据抽取与清洗a）应支持通过ETL工具、格式化文件加载、自定义脚本等方式，从检修维护等系统抽取指定数据类型、数据结构的设备台账信息、检修与维护记录、检修指导书等数据；

b）应支持数据转换规则的描述，包括字段映射、数据转换、数据清洗、数据加载规则以及错误处理；

c）应支持数据一致性、无效值、缺失值等自动审查和校验功能；

d）应支持数据转换任务的发布与执行监控，如任务的执行计划制定、定期执行、人工执行、结果反馈、异常监控；

e）应支持增量数据抽取的处理方式，增量加载的处理方式；

f）应支持断点续传及异常数据审核、回滚等交换机制；

g）宜具有灵活的可编程性、模块化的设计抽取能力，客户自定义脚本和函数等具备可重用性；

h）应提供数据交换日志审计功能。7.1.3支持数据移交接入a）应支持遵循Q/GDW4610029—2019的数字化几何数据和信息模型的解析、转换；

b）应支持将规划设计、设备制造、施工建设、安装调试、运维修试过程中的数据，提取、转换为符合Q/GDW4610030—2019的相关要求；

c）应支持解析、转换各设备厂家遵循Q/GDW4610029—2019的信息模型；

d）应具备几何模型轻量化功能，支持图片纹理压缩、支持模型遮挡、单元化、碎片化，切割空间模型均匀分布，保证模型不失真；

e）应具备接入符合Q/GDW4610031—2019相关要求的数字化移交平台移交的数据；

f）应支持对不同类型、不同格式的数字化资产进行预处理与转换功能；

g）应具备对全寿命周期数字化成果，包括文件格式、数据范围、移交形式、移交内容等校验功能；

h）应支持数字化成果分批、分阶段移交和大文件移交，具备断点续传功能；

i）应具备复杂数据模型、强关联数据分析清洗功能；

j）应具备根据Q/GDW4610030—2019进行全自动校核与半自动校核功能。7.2数据存储7.2.1数据存储资源池应遵循GB/T34982—2017的相关要求。7.2.2应提供表空间或表数据存储压缩功能，提供高效的在线重组表与索引的结构和数据的功能。7.2.3应提供与表结构和表数据相关对象结构及其数据存储的完整性和有效性的管理功能。7.2.4应提供索引建立、维护和删除功能，提供索引碎片、索引结构及其数据存储的完整性和有效性的管理功能。7.2.5应提供分析检查视图、存储过程、函数与其他对象之间结构依赖的一致性和有效性的管理功能。7.2.6应支持集群的运行环境，具备备用数据库快速切换处理功能。7.2.7应具备块存储、分布式文件存储和对象存储功能。7.2.8非结构化数据应支持整型、浮点型、布尔型、字符串、日期、日期时间、二进制块等基本数据类型。7.2.9应支持向量、矩阵、关联等数据类型存取。7.2.10应支持在创建好的存储实例上插入、修改、删除非结构化数据，支持删除存储实例。7.2.11应支持高精度数字正射影像数据及精确坐标数据存储。7.2.12应支持数字高程模型数据、基础矢量数据、专题数据存储。7.2.13应支持几何模型与模型属性、设计图纸、说明文档、设备量测数据以及其他业务系统数据的关联存储。7.2.14应具备模型索引建立功能、模型关联关系存储、模型拓扑关系管理功能，具备模型属性扩充和数据存储横向扩容功能。7.2.15分布式存储单节点发生故障时，应保证数据完整性，且不影响数据存取的正常服务。7.3数据计算7.3.1数据计算资源池应遵循GB/T34982—2017。7.3.2应具备数字化模型层级定义、逐层编码、压缩简化能力。7.3.3应支持数字化模型解析、属性信息提取，具备高精度模型切片、索引、动态调度，具备碰撞检测分析、安全距离分析、设备工程量计算能力，具备全场景、大规模模型构建、渲染及模型和空间数据无缝融合能力。7.3.4应具备空间影像数据坐标提取、高清影像图标碎片化处理功能，支持空间位置分析、检索功能。7.3.5应支持批处理模式，支持大容量静态数据集抽取，具备大量持久历史数据分析能力。7.3.6应支持流处理模式，具备对随时进入系统的"无边界"数据集进行计算的能力。7.3.7分布式计算节点发生故障时，应具备计算结果正确，且不影响数据分析计算的正常服务和流转。7.4数据服务7.4.1支持企业服务总线a）应具备面向SOA基于数据、应用整合和信息共享集成功能；

b）应支持对不同格式的XMLschema、JSONschema、WSDL数据能进行深度解析并验证其格式正确性的功能；

c）应支持基于Web的控制台，提供配置和监控功能，可管理部署在多个服务总线的实例，展示服务运行状况、统计信息及服务水平告警等；

d）应支持通过发布/发现接口向服务注册中心自动或手动的发布服务副本，支持对单个服务进行横向扩展；

e）应支持可配置提供服务的API网关、路由等信息，可监控API网关的运行健康状况，出现异常时能进行告警通知；

f）应支持错误处理功能，能够配置服务错误处理方式，支持消息跟踪，能展示直观的错误原因，并建立异常处理机制，可捕获多层异常，提供丰富的客户化信息；

g）应提供服务消费日志、服务管理日志、系统监控日志查询、统计和分析的功能；

h）应支持统一配置中心的功能，对服务的可配置的信息能提供在线配置，配置信息更新后服务能够及时发现并获取；

i）应提供多角度的系统实时监控与交易报表和用户定制告警。7.4.2支持消息中间件a）应具备消息传递机制进行平台无关的数据交流，并基于数据通信来进行分布式系统的集成；

b）应具备消息传递和消息排队模型，可在分布式环境下扩展进程间的通信；

c）应支持多通讯协议、语言、应用程序、硬件和软件平台；

d）应支持点对点和发布/订阅两种消息传输模式；

e）应支持消息订阅和消息自动同步到不同节点的服务器；

f）应支持消息持久化或临时转储到磁盘的功能，并支持异常恢复；

g）应支持根据订阅列表进行消息主题的匹配转发；

h）应提供多种级别的消息服务的日志记录和查询统计功能；

i）应提供直观易懂的可视化管理和监控操作界面，可实时查看各消息中间件的运行状态，对所监控的对象可进行启动、停止或删除等管理操作；

j）应支持分布式消息队列节点发生故障时，确保消息不丢失，且不影响消息正常提交和消费。7.4.3字符集采用Unicode，字符编码格式采用UTF-8。7.4.4接口传输应通过数据接口的方式进行传输，支持网络模式传输。7.4.5应支持接口机的IP地址、账户、口令、存取目录的验证。7.4.6接口宜采用RestfulAPI接口，并满足HTTP、TCP、UDP、RTCP等网络协议的扩展。7.4.7接口传输过程应支持实时、高效和安全可靠的传送数据。7.4.8应支持传输过程中的差错控制，数据发送方在发送数据之前对数据提供方进行安全验证，接收方在接收到数据或文件应校验是否成功获取。7.4.9支持基础应用服务a）应具备设备全寿命周期信息接口，提供获取单个或多个设备对象在全寿命周期内的各类静态数据和动态数据服务；

b）应具备数字化模型数据接口，提供获取单个或多个设备相关的几何对象数据；

c）应支持数字化模型浏览，利用可视化技术集成数据中心中存储的数字化成果，提供可视化浏览集成基础框架；

d）应具备电子图档数据接口，提供获取单个或多个设备相关的电子图档文件；

e）应具备数字化资产台账接口：提供获取电站内指定功能区域的设备资产台账；

f）应具备数据资源检索功能，提供对数字化模型文件、属性信息资料、电子图档文件等数据资源的快速搜索、预览、下载；

g）宜支持空间分析服务，基于电站模型的空间位置及几何形状数据，提供各类空间关系、空间距离、缓冲区分析等空间分析服务；

h）宜支持统计分析服务，基于电站数字化模型提供各类数据统计与分析服务。7.5数据字典管理7.5.1应遵循Q/GDW4610028—2019，可通过不同分类及编码查询信息模型相关内容。7.5.2应遵循Q/GDW4610030—2019，根据数据描述构建信息模型结构，建立数字化模型关联关系。7.5.3数据元素构成数据字典的基本内容，数据元素应由对象类型、属性、关系三种数据概念组成，从其他系统中接入的数据元素应进行转换以符合本数据元素标准。图6数据元素组成与结构7.5.4数据元素应具备不同场景、多维度标识、定义、关联能力。7.5.5数据元素应具备可维护性，可扩展性。7.5.6应支持数据字典可视化配置、快速查阅、安全便捷管理功能。7.5.7数据字典宜支持在线查阅。7.6数据资产管理7.6.1应对数据项的来源、生产时间、用途限制等元数据信息进行描述。7.6.2应对提供的数据服务的用途、使用方法及调用样例等进行详细说明。7.6.3应支持数据项来源签名及数据生成、变更的时间描述和追溯功能。7.6.4应具备平台数据服务监控和审计功能，具备平台数据服务自我描述功能。7.7数据质量管理7.7.1应具备对接入的数字化模型的对象属性和关联关系数据、运营实时数据等进行一致性、缺失性和无效性等质量问题的检测功能。7.7.2应具备对电站级数据中心所有数据资源质量进行分析、评估功能。7.7.3应具备对接入的实时数据流质量进行监控、预警功能。7.7.4可提供数据质量检测、评估、分析报告。7.8数据安全管理7.8.1应支持抽水蓄能电站数据中心在数据接入、存储计算、数据服务、应用分析等过程中产生的身份验证、授权过程和输入验证等安全问题。7.8.2应提供身份鉴别、访问控制、安全审计和隐私保护等安全控制手段，增强业务数据在数据中心和应用中的安全性。7.8.3应通过数据和文件的访问权限控制及其他安全措施，确保数据中心的数据不被非法复制、读取、修改，同时支持集群服务器的访问控制。

a）访问控制安全策略配置，严格限定用户对敏感资源的访问权限以及用户应用操作权限，对关键资源访问按照数据库表、关键记录、数据字段级别进行控制，应用权限按照功能模块、应用界面、操作按钮进行分级细化；

b）权限申请、审批、变更、撤销等操作流程制定；

c）用户权限粒度控制。7.8.4应支持用户行为、系统资源异常访问等重要安全事件的审计，审计记录的内容应至少包括事件的时间、日期、发起者相关信息、访问类型、访问描述和访问结果。

a）日志级别设置；

b）完善的操作日志记录；

c）提供对操作日志进程及日志记录的保护，避免进程被意外停止，避免日志记录被意外删除、修改或覆盖等。7.9平台运维管理7.9.1应具备实时监测抽水蓄能电站数据中心的整体运行状态的能力。7.9.2应支持集群环境健康状况监控，支持关键指标的险情告警。

a）监控页面按需配置，如：关键指标阈值、告警策略、告警方式设置等；

b）预先定制的运维指标实时监测和图表展现，支持集群环境健康状况的整体直观展现；

c）关键指标险情告警，并支持多种告警方式；

d）告警信息实时收集；

e）告警日志上报。7.9.3应支持集群系统与组件运行日志管理。

a）统一的运行日志归类、整理和展现；

b）运行日志分析，并支持系统异常错误提示。7.9.4支持对抽水蓄能电站数据中心的存储资源、计算资源进行管理配置。

a）服务、组件运行参数配置，包括：内存大小、日志路径等；

b）存储资源、计算资源配置，包括：资源使用策略、资源使用权限等。8非功能性技术要求8.1性能指标要求8.1.1服务请求的业务响应时间、吞吐量等应遵循Q/GDW/Z11212—2014相关标准，应满足其中的基本要求。8.1.2应用服务器和数据库服务器的日常中央处理器平均利用率均不超过65%，且中央处理器利用率满足不得连续30秒超过80%。8.1.3应用服务器的日常内存平均使用率不超过70%，且内存使用率满足不得连续60秒超过80%的要求。8.1.4业务操作时其失败率应不超过0.1%。8.1.5平均单节点数据写入速度大于30MB每秒。8.1.6平均单节点数据的下载速度大于25MB每秒。8.2可靠性指标要求8.2.1服务应该支持7×24小时的不间断稳定工作的能力。8.2.2出现故障时，以声、光、颜色、消息通知等多种形式推送报警信息。8.2.3发生错误时，具备自动或手动恢复措施。8.2.4软件系统故障时，自动恢复时间小于15分钟，手工恢复时间小于4小时。8.2.5分布式任务调度节点发生故障时，应确保任务计划按时调度和执行。8.2.6应支持实时或者延时备份机制，保证数据完整性。8.2.7系统在运行过程中所发生的错误应该有明确的错误编号，并能在系统的相应维护手册中查到错误的发生原理与处理步骤。异常描述应清晰、规范，保证数据的一致性和完整性。8.3易用性指标要求8.3.1电站设备编码应遵循Q/GDW4610028—2019进行数据交互，以实现不同系统之间的数据互联互通。8.3.2电站数据的数据应用应遵循Q/GDW4610033—2019相关标准，应满足其中要求。8.3.3应用界面的易用性，应遵循Q/GDW/Z11212—2014相关标准，应满足其中的基本要求。8.3.4提供用户自助服务门户，为每类用户提供至少一个功能汇集界面，对该类型用户关注的主要功能和信息进行统一展现。8.4安全指标要求8.4.1应满足Q/GDW4610032—2019中的相关技术标准。8.4.2电站级数据中心安全要求主要包括数据安全、应用安全、主机安全、网络安全和物理安全，均应满足国能安全[2014]318号《电力行业信息安全等级保护管理办法》系统安全等级保护第三级安全技术要求、GB/T25070—2010、GB/T25058—2010要求。9基础设施建设技术要求9.1网络设施建设9.1.1关键网络设备冗余工作，其关键部件可实现在线更换（热拨插），故障的恢复时间在秒级间隔内完成。9.1.2网络在设备、拓扑以及线路等方面均应具有较高的可靠性，以保证7×24小时正常运行。9.1.3灵活的端口扩充能力，模块扩充能力，满足网络规模扩充。支持高速以太网络，在数据中心所在内部网络支持万兆网络传输。9.2机房设计9.2.1对机房的选址应该遵循GB/T2887—2011。9.2.2对机房建筑设计应该遵循GB50174—2017，建设等级为C级。9.2.3机房供电系统作为机房的基础组成部分，在设计和施工上都应该符合GB50052—2009，照明系统都应该符合GB50034—2018。9.2.4电气压设计和施工都应该符合GB50054—2011的相关规范。9.2.5机房的电气配线、