营配贯通设计分析
营配业务简介营销业务和配电业务都是供电企业的核心支撑业务,但是营销业务和配电业务边界模糊、职责不清。为了营销专业和配电专业
营配业务简介
营销业务和配电业务都是供电企业的核心支撑业务,但是营销业务和配电业务边界模糊、职责不清。为了营销专业和配电专业更好地协同,电网企业对营配业务的边界做了明确定义。
按照供电电压不同,营配关系可分为中压营配和低压营配。中压营配是指10(20)kV电压等级的营配贯通,低压营配是指0.4kV营配贯通。
中压营配在物理上以产权分界点(一般为开关下桩头)为分界点,产权分界点之上的设备由配电专业负责管理,产权分界点之下的设备由营销专业负责管理。如图1所示:
图1 中压营配分界
低压营配以低压接入点为分界点(一般为表箱上桩头),低压接入点之上的设备由配电专业负责管理,低压接入点之下的设备由营销专业负责管理。如图2所示:
图2 低压营配分界
传统营配贯通做法
营销专业和配电专业基于本身专业的业务范围分别开展了信息化建设,营销专业系统负责用户侧设备管理和业务流程管理,配电专业系统负责配电侧设备管理和业务流程管理。
两个专业分别建成了独立的信息系统,取得了很多成就,同时也形成了异构、封闭、僵化的“信息孤岛”。
为了打破信息孤岛,电网企业推动了营配贯通建设,促进营销和配电专业系统间信息共享和流程贯通。系统之间采用接口方式实现增量数据同步和业务流程互动。如图3所示:
图3 传统营配贯通应用架构
当配电设备发生异动时,通知营销相关系统,营销系统更新设备档案;当营销系统拟定供电方案后,通知配电相关系统启动配套工程管理流程。但是,系统长期运行后经常出现以下现象:在供电方案拟定时,选择不到现场的线路;在停电通知时,用户接收不到停电信息;在线损计算时,配电侧和营销侧的计算结果不一致。
这是由于两类系统都是独立的系统,数据模型不统一、业务流程不同步、数据多源存储,容易导致营配数据不一致,应用效果不理想。
一是数据模型不统一:
由于配电专业系统和营销专业系统所关注的业务重点不一样,两套系统对电网资源和客户档案的建模方式也大不相同。
配电专业系统主要关注电网资源管理及设备运维检修,对电网资源有详细的建模,譬如在线路的模型中会考虑馈线、主线、分支线、环网等多种形态;但是在客户档案这块只有简单的用户模型。
营销专业系统主要关注客户管理及客户服务,对客户档案有详细的建模,有客户、用户、计量点、受电点等模型;但是在电网资源这块只有简单的站、线、变模型。
由于数据模型不统一,双方的数据对象难以一一对应。
二是业务流程不同步:
在实际业务开展过程中,营销专业和配电专业是紧密协作,步调一致的。
但是,配电专业系统和营销专业系统是两套独立的系统,两者流程是不贯通的,数据是不同步的。甚至存在营销专业系统已经完成送电,而配电专业系统中的设备台账尚未建立这种情况。
三是数据多源存储:
由于配电专业系统和营销专业系统是两套独立的系统,两套系统都有完整的电网资源数据和客户档案数据为本系统的业务应用服务,双方通过数据增量同步的方式保持一致性。
但是,由于网络原因,系统可靠性原因,程序健壮性原因,数据同步时难免出错。增量同步的机制会导致错误随着时间的推移积累扩大。
传统营配贯通是一种基于单体系统的互联互通,由于架构上的先天不足,导致营配数据一致性的问题始终难以解决,亟需引入新的技术架构弥补缺陷。
基于微服务架构的营配贯通设计
在微服务架构下,配电业务应用和营销业务应用基于同一套中台服务构建,营销专业系统和运检专业系统本质上属于同一个系统,从根本上消除了单体系统的先天缺陷。如图4所示:
图4 营配本质贯通应用架构
营配本质贯通总体上分为业务中台和业务应用两层。
业务中台层提供企业级的业务对象管理和业务逻辑实现服务,为不同专业的业务应用提供支撑;业务应用层实现具体的专业功能,可以调用不同的业务中台服务。
营配本质贯通改变了数据冗余存储的模式,建立了营配数据一源管理体系,业务数据都由业务中台负责管理,通过服务的方式提供给业务应用维护和使用。
(一)统一的业务模型
对营配业务对象模型进行重新设计,确保营销专业和配电专业能共用一套业务对象模型,并在业务中台中落地。营配本质贯通业务对象模型如图5所示:
图5 营配业务对象模型
相比传统营配贯通的业务对象模型,有以下区别:
1、电网资源业务对象完全复用电网资源中台的对象模型。
2、高压营配关系体现为高压用户接入点和电源点的关系,在物理上为产权分界点。
3、低压营配关系体现为用户接入点和低压表箱的关系,在物理上为表箱上桩头。
4、建立线路和计量点的对应关系,用以支撑电网拓扑动态变化时的线损计算。
5、专变拆分为两个业务对象,配电变压器和专变计费信息。配电变压器用来管理电网资源信息,专变计费信息用来管理电费相关信息。
(二)一源的数据存储
根据业务对象模型,营配基础数据包括电网资源数据、客户信息数据和营配关系数据三大类。每种业务数据和业务对象关系数据只在一个平台中存储。
1、电网资源数据由电网资源业务中台统一负责管理,包括变电站、配电线路(含公线、专线)、配电变压器(含公变、专变)、中低压用户接入点等业务对象数据。
2、客户信息数据由客户服务业务中台统一负责管理,包括用户、受电点、计量点、专变计费信息、表箱、电能表等业务对象数据。
3、营配关系数据是指电网资源业务对象标识和客户信息业务对象标识之间的对应关系,根据关系类型由电网资源业务中台和客户服务业务中台分别管理。
“电网-用户”的拓扑关系由电网资源中台负责管理,“营销-设备”的业务关系由客户服务业务中台负责管理。
相比传统营配贯通模式,数据不再冗余存储,专业的数据由专业的中台负责管理。主要体现在以下几个方面:
1、专变、专线等营销侧电网资源也由电网资源中台统一管理;
2、电网资源信息不在营销侧系统存储,需要时通过调用电网资源中台服务获取;
3、用户档案信息不在配电侧系统存储,需要时通过调用客户服务中台服务获取;
4、营配关系单边存储,需要时通过同时调用电源资源中台和客户服务中台服务获取电网资源数据和客户档案数据。
(三)开放的中台服务
为支持营配业务的高效开展,中台服务对本专业以外的应用开放,电网资源业务中台向营销业务应用开放服务,同时客户服务中台也向配电业务应用开放服务。
在系统设计时遵循以下原则:
1、高内聚低耦合。
紧密关联的业务应该放在一起,每个服务是针对一个业务对象的业务能力的封装,专注做好一件事情。
电网资源业务中台面向营销业务应用提供三类服务:电网资源查询服务;电网资源业务对象维护服务;营配关系变更服务。客户服务中台面向配电业务应用提供客户信息查询服务。
2、弹性设计。
设计可容错的系统,拥抱失败。为已知的错误而设计,当依赖的服务挂掉或发生网络连接问题时,能够服务降级,限制使用资源,防止级联错误。
例如:当电网资源查询服务挂掉后,营销业务应用仍然能够查询计量点、供电电源、抄表段等信息,但服务降级,不能展示最新的线路名称,台区名称。
3、异步通信。
使用同步通信在调用时会等待响应,导致服务阻塞,影响响应速度和吞吐量。异步通信模式自然导致服务之间的松耦合,并允许更好地缩放。
当发生电网资源变更时,电网资源中台通过异步消息通知客户服务中台;当客户信息发送变更时,客户服务中台亦通过异步消息通知电网资源中台。
结语
营配贯通,通过微服务架构技术将营销专业系统和配电专业系统融为了一体,为线损精确计算,自动供电方案,应急抢修指挥等高级应用提供了基础支撑。真正实现了“数据一个源、业务一条线、服务一张图”。
营配贯通有利于提升精益化管理水平。通过营配数据共享和营配协同作业,能有效地提升供电可靠性、降低线损、缩短故障抢修时间。一方面既能提高企业经济效益,另一方面也有助于全社会双碳目标的实现。
营配贯通有利于提高综合决策能力。通过提高数据准确性、可靠性、实时性,夯实了企业数据资源的基础,为电力企业的综合管理和决策提供有力支撑。
营配贯通有利于优化电网规划建设。通过整合电力企业内外部的各种数据资源,集中掌控电网规划、建设、运行和客户用能行为数据,为新一代配电网规划提供了数据基础。