何 攻

（重慶市電力公司 重慶電力調(diào)度控制中心，重慶 400014）

調(diào)度數(shù)據(jù)報送系統(tǒng)的設(shè)計

何 攻

（重慶市電力公司 重慶電力調(diào)度控制中心，重慶 400014）

通過分析國網(wǎng)重慶市調(diào)在報表報文工作上的實際，提出了數(shù)據(jù)報表工作中的典型問題。通過針對性的系統(tǒng)設(shè)計，從數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)校驗、報表生成、自動報送四個環(huán)節(jié)進行改進，進行調(diào)度數(shù)據(jù)報送系統(tǒng)的全新設(shè)計。給出了設(shè)計系統(tǒng)的流程、總體軟硬件架構(gòu)以及具有代表性的靈活任務(wù)工作流結(jié)構(gòu)設(shè)計。最后的實際工程實踐表明，需求分析和系統(tǒng)設(shè)計達到和超過了預(yù)期效果，運用該系統(tǒng)能顯著減輕重慶市調(diào)人員的勞動強度。

電力調(diào)度，數(shù)據(jù)報送系統(tǒng)，系統(tǒng)設(shè)計

1 引言

在電力系統(tǒng)科學(xué)和技術(shù)飛速發(fā)展的今天，不論是生產(chǎn)單位、管理部門還是科研院所，對電力生產(chǎn)數(shù)據(jù)的需求都比以往更多。在過去很長一段時間里，受各種因素制約，如電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集傳輸水平的參差不齊、設(shè)備老舊故障、網(wǎng)絡(luò)隔絕、信號干擾等原因，以及調(diào)度系統(tǒng)人工校驗篩選數(shù)據(jù)工作的低水平高強度勞動和人為失誤，數(shù)據(jù)的及時性和可靠性，數(shù)據(jù)歸檔后的統(tǒng)一性和查閱便捷性都存在非常大的困難。其中，數(shù)據(jù)源的采集部分和調(diào)度數(shù)據(jù)的整理和報表生成部分都存在著類似物流“最后一公里”的短板和問題，這些問題出現(xiàn)在一線，易被忽略。

為解決電力調(diào)度數(shù)據(jù)報送問題，本文以重慶電力調(diào)度控制中心（以下簡稱重慶市調(diào)）調(diào)度數(shù)據(jù)報送為研究對象，按照電力系統(tǒng)的客觀規(guī)律和系統(tǒng)工程、計算機工程的方法來進行電力調(diào)度數(shù)據(jù)報送系統(tǒng)的設(shè)計。

本研究對象為重慶市調(diào)，其調(diào)度數(shù)據(jù)的采集涉及電網(wǎng)運行的各個方面，根據(jù)統(tǒng)計分析，其包括以下主要內(nèi)容：電廠發(fā)電生產(chǎn)情況（包括供電公司管理小電廠和托管電廠）、火電煤情信息、水電水情信息、省間聯(lián)絡(luò)線交換電力情況（計劃和臨時）、調(diào)度發(fā)電用電計劃情況（日、周、月）、地縣調(diào)發(fā)電用電情況、氣象信息、檢修工作情況、事故情況、其他重要事件等。

研究開始后，對重慶市調(diào)調(diào)度數(shù)據(jù)報送情況進行了情況統(tǒng)計，其中包括45個日報表、6個周報表、1個月報表，按其調(diào)度數(shù)據(jù)報送的工作時間可以分為夜間報表、晨間報表和午間報表三大類：① 夜間報表（一般在夜間當(dāng)日23點工作開始，至次日3點前工作結(jié)束）；② 早間報表（當(dāng)日6點半工作開始，8點前工作結(jié)束）；③ 午間報表（當(dāng)日12點左右開始，13點前工作結(jié)束）。

在2012年夏季迎峰度夏期間，市調(diào)報送報表數(shù)量猛增，特別是周報數(shù)據(jù)工作難度顯著增大。調(diào)度生產(chǎn)管理人員和調(diào)度人員發(fā)現(xiàn)調(diào)度數(shù)據(jù)報送已經(jīng)成為一個影響電網(wǎng)安全運行和數(shù)據(jù)準確性的大問題。

調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，影響報表工作的問題集中體現(xiàn)在以下幾個方面：① 電話報送項目多；② 重復(fù)查找的系統(tǒng)多，手工計算量大；③ EBS（TMR）生成時間晚；④校核手段原始且效率低；⑤ 錯誤數(shù)據(jù)糾正量大；⑥ 手工填寫數(shù)據(jù)量大；⑦ 缺少上傳下達的有效手段；⑧ 系統(tǒng)歷史數(shù)據(jù)、準實時數(shù)據(jù)經(jīng)常處于缺失的境況。

2 系統(tǒng)設(shè)計

根據(jù)上述問題，進行了針對性的系統(tǒng)設(shè)計。本系統(tǒng)從總體上看是由數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)校驗、報表生成、報表發(fā)送四大功能模塊構(gòu)成，這四大功能模塊又分別由多個小模塊構(gòu)成，如圖1所示。① 數(shù)據(jù)采集。主要有直接從MIS、PI3000和D5000、水調(diào)數(shù)據(jù)庫中采集相應(yīng)數(shù)據(jù)、從Ftp服務(wù)器獲取計劃文件、遠程人員Web報送、短信報送等方式。其中，人工報送數(shù)據(jù)設(shè)計前置校驗程序。② 數(shù)據(jù)校驗。數(shù)據(jù)校驗部分是本系統(tǒng)的核心功能模塊，對多個數(shù)據(jù)來源的數(shù)據(jù)綜合分析處理，篩選出可靠數(shù)據(jù)作為報表最終采納的有效數(shù)據(jù)。此外，對于多個數(shù)據(jù)還要按照某個設(shè)定的優(yōu)先級進行最終的采納認定。③ 報表生成。按需生成各種形式的報送文件。報表的主要形式有Excel、PowerPoint、Word、國家電網(wǎng)專用E文件格式、純文本短信信息等。報表生成的難點是如何靈活適應(yīng)報表文件的內(nèi)容變化，所以高效快捷開發(fā)新報表，將是本系統(tǒng)應(yīng)完成的核心功能之一。④ 自動發(fā)送。按需自動完成各種報表的報送。報送途徑主要有FTP上傳、OA發(fā)送、Email發(fā)送、手機短信發(fā)送、發(fā)送到公司MIS系統(tǒng)等，報送接口設(shè)計的應(yīng)保持代碼的高度復(fù)用和任務(wù)的可配置。以上四個模塊具體地完成了整個業(yè)務(wù)流程，缺一不可。報表發(fā)送任務(wù)依賴于報表生成，報表生成依賴于數(shù)據(jù)校驗，數(shù)據(jù)校驗依賴于數(shù)據(jù)采集。任務(wù)流的設(shè)計就是按照這種依賴關(guān)系，依次層層觸發(fā)，最終完成業(yè)務(wù)流程。

圖1 調(diào)度數(shù)據(jù)報送系統(tǒng)設(shè)計流程圖

2.1 系統(tǒng)總體架構(gòu)

本系統(tǒng)的內(nèi)部總體架構(gòu)，如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)總體架構(gòu)圖

人工制作報表工作模式：用戶通過直接訪問其他系統(tǒng)獲取文件和數(shù)據(jù)，然后人工對數(shù)據(jù)進行處理后形成報表文件，再通過OA、Email、FTP等形式發(fā)送出去。

設(shè)計的系統(tǒng)工作模式：在圖2所示的系統(tǒng)總體架構(gòu)圖中，用戶通過瀏覽器和Apache服務(wù)器進行交互，Apache負責(zé)所有靜態(tài)頁面服務(wù)工作，收到用戶請求后，Apache通過JK將用戶的請求發(fā)送到Tomcat服務(wù)器中，Tomcat服務(wù)器再通過JMS與自主開發(fā)的ReportServer服務(wù)進行交互。而ReportServer主要負責(zé)數(shù)據(jù)采集、校驗、存儲，報表生成、存儲、發(fā)送等絕大部分事務(wù)。因此ReportServer的實現(xiàn)是本系統(tǒng)的主要工作重點。ReportServer要承擔(dān)紛繁復(fù)雜的各種任務(wù)，且要提供靈活的可擴展性，其內(nèi)部架構(gòu)的先進合理就顯得尤為重要。

2.2 系統(tǒng)軟硬件平臺

2.2.1 開發(fā)工具與程序：

開發(fā)語言：JAVA；軟件開發(fā)工具：Eclipse；服務(wù)器平臺：Linux （CentOS 6.3）；Web服務(wù)器：Apache；數(shù)據(jù)庫服務(wù)端：MySQL；數(shù)據(jù)庫開發(fā)工具：HediSQL；JAVA運行容器：Tomcat；源代碼管理：SVN；Web框架：Struts2；數(shù)據(jù)訪問層框架：Hibernate；Office文件解析：Apache POI。

設(shè)計系統(tǒng)全程采用免費開源的工具和軟件平臺，可有效降低系統(tǒng)開發(fā)成本并確保了安全性。

2.2.2 硬件架構(gòu)

硬件架構(gòu)（見圖3）：不中斷服務(wù)技術(shù)，雙機三IP，雙機守候預(yù)警。

圖3 雙機高可用結(jié)構(gòu)圖HA

兩臺服務(wù)器都安裝雙網(wǎng)卡，A服務(wù)器作主機，其中一張網(wǎng)卡配置IP接入Ⅲ區(qū)內(nèi)網(wǎng)，另一張網(wǎng)卡做雙機對聯(lián)以主備方式運行。

雙機通過對聯(lián)線相互發(fā)送心跳數(shù)據(jù)包，實時檢測對方機器的健康狀態(tài)，并將主運行IP自動配置到正常運轉(zhuǎn)的服務(wù)器上。

如果主機檢測到從機工作異常，就通過短信系統(tǒng)通知管理員修復(fù)，如果從機檢測到主機工作異常，將立即把從機切換為主機，主機切換為從機。

由于采用DRDB動態(tài)同步的磁盤存儲結(jié)構(gòu)，以上的主從切換完全是平滑地瞬間完成，整個過程對于最終用戶是完全透明的。

2.2.3 軟件架構(gòu)

軟件架構(gòu)：不中斷服務(wù)技術(shù)，雙Web服務(wù)端。

為了提高滿足需求的不斷變化，對功能進行擴展和修改，就需要經(jīng)常性的對程序進行更新。同時，為了不在更新系統(tǒng)程序時影響用戶使用，就采用了雙Tomcat內(nèi)核結(jié)構(gòu)，并通過JK進行切換。

2.3 靈活任務(wù)工作流結(jié)構(gòu)

從需求分析得知，采集數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)源較多，需要生成的報表文件種類繁多，報送出去的目標系統(tǒng)也各不相同，因此需要設(shè)計一套結(jié)構(gòu)合理的、靈活的任務(wù)工作流，以適應(yīng)完成各種工作。

首先定義任務(wù)的數(shù)據(jù)模型。每個任務(wù)都定義一個編號和名稱，同時每個任務(wù)都對應(yīng)程序中的某一個類文件，這些類都實現(xiàn)了ITask接口，ITask接口主要有一個Run方法。

public interface ITask {public abstract String Run（Object parm）；}

當(dāng)在ReportServer中觸發(fā)某任務(wù)時，程序內(nèi)部就靠反射算法找到對應(yīng)的類，并使用該類實例化出一個任務(wù)對象，最后調(diào)用該對象的Run函數(shù)來運行該任務(wù)。

定義任務(wù)的依賴關(guān)系結(jié)構(gòu)如圖4所示。

圖4 任務(wù)的依賴關(guān)系結(jié)構(gòu)

當(dāng)某任務(wù)被要求執(zhí)行時，就先查詢是否有相關(guān)的依賴任務(wù)需要執(zhí)行，如果有就先行執(zhí)行該依賴任務(wù)，同時被依賴的任務(wù)也會檢測自己是否也有需要依賴的任務(wù)，如此循環(huán)，需要采用遞歸算法實現(xiàn)。任務(wù)依賴執(zhí)行的流程圖如圖5所示。

圖5 任務(wù)依賴執(zhí)行流程圖

以上設(shè)計確保了任務(wù)定制的靈活性和任務(wù)流定義的靈活性，每當(dāng)有新報表需要做時，只需要在數(shù)據(jù)庫添加一條記錄，做好相關(guān)的定義，并定義出制作該報表需要的前置依賴任務(wù)。

3 結(jié)論

3.1 工程完成情況

在設(shè)計完成后，系統(tǒng)建設(shè)實施自2012年11月下旬正式開始工程實施。12月1日完成首個子模塊（電煤采集計算報送模塊）建設(shè)和實際使用。之后各模塊陸續(xù)投入測試和實用，最終于2013年2月14日完成系統(tǒng)所有模塊的建設(shè)、調(diào)試和實用工作，并提交了系統(tǒng)完成情況的報告。

設(shè)計實現(xiàn)的重慶市調(diào)調(diào)度數(shù)據(jù)報送系統(tǒng)分為系統(tǒng)維護、報表制作、信息概覽、數(shù)據(jù)錄入、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)五大部分。

3.2 結(jié)論

本文設(shè)計的系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)校驗、報表生成、報表發(fā)送四大功能模塊。通過將其進行整合，形成層層觸發(fā)的總體系統(tǒng)工作流程。在各子模塊設(shè)計過程中進行了大量優(yōu)化和創(chuàng)新設(shè)計。

設(shè)計的系統(tǒng)在工程實施中實現(xiàn)了重慶市調(diào)提出的全部需求，讓調(diào)度人員擺脫繁瑣的數(shù)據(jù)報送工作，其中，日報工作時間由原來的3個多小時縮短到5分鐘左右。準確、及時地為電力調(diào)度、系統(tǒng)相關(guān)單位、上級主管機構(gòu)自動提交了大量各類型的調(diào)度數(shù)據(jù)報表和實施展示數(shù)據(jù)，實現(xiàn)了設(shè)計目標。

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A Study on the Design of the Subm ission System of the Dispatching Data

HE Gong
（Chongqing Electric Power Dispatching and Control Center of Chongqing Electric Power Corporation of SGCC，Chongqing 400014，China）

By analyzing the current situation of the work of statements，reports and messages in Chongqing Electric Power Dispatching and Control Center of Chongqing Electric Power Corporation of SGCC，this article points out its typical problems ．Besides，it introduces the new design of the submission system of the dispatching data in the aspects of data collection，data verification，report generation and automated submission．In addition，it also introduces the procedure of the design of the system，the overall software and hardware framework and the representative structure design of a flexible task and work flow．The practical application of the system shows that its demand analysis and systematic design reach and even exceed the expected effect，which can remarkably reduce the labor intensity of the staff members．

power dispatching；data submission system；systematic design

TP311.52

A

1008-8032（2015）05-0048-05

2015-02-06

該文獲重慶市電機工程學(xué)會2014年學(xué)術(shù)年會優(yōu)秀論文二等獎

何 攻（1981-），工程師，研究方向為電網(wǎng)調(diào)度運行，電網(wǎng)數(shù)據(jù)分析，電力系統(tǒng)自動化。