数字电网技术体系——信息系统

数字电网的信息系统的技术体系从技术架构、数据架构、安全架构三个维度进行阐述。

技术架构

信息系统技术架构分为基础设施层、技术平台层、中台层、应用层，如图1所示：

图1 信息系统技术架构▲

基础设施层

包括云基础设施、通信网络、边缘计算、终端设备等，承担数据采集、数据传输、数据存储等任务。基础设施层从云端集中向“云管边端”一体化发展，从集中式、功能单一、高耗能的信息基础设施向分布式、功能完善、节能环保的新型基础设施演进。

技术平台层

包括云平台、数据中心、人工智能平台、物联网平台、数字孪生、区块链平台等。技术平台层全面提升平台赋能能力、技术赋能能力、数据赋能能力，实现对生产控制、经营管理、安全监控和公共服务等业务的全面支撑。

中台层

包括业务中台、技术中台、数据中台、安全中台。业务中台为各项核心业务处理提供面向网内与生态各类业务的电网资源服务及公共微服务；技术中台提供高复用技术组件及技术服务；数据中台通过数据聚合和复用，引导业务资源、系统和数据整合，沉淀共性数据服务能力；安全中台提供统一化、标准化、规范化的安全共享服务能力。中台以算力为基础，上承业务、下连算元和算法，发挥运营管理、数据流动、服务支撑、生态赋能优势。

应用层

向终端用户提供的应用功能，通过将平台层服务进行封装，形成最终用户所使用的功能。应用层根据业务领域分为电网规划、工程建设、调度交易、电网运维、安全生产、市场营销、人财物管理、党政工团管理等。

数据架构

通过全域数据统一汇聚、模型统一设计、海量数据统一存储、大数据分析计算组件统一支撑，促进数据无缝融合和业务共享共用。

图2数据架构▲

数据采集层

包含数据同步复制工具、消息中间件和数据传输服务，采集层具有实时性高及吞吐量大等典型特征。

数据传输层

通过有线、无线等方式，实现各类数据的汇集与传输。

数据存储层

包含HTAP存储引擎、湖仓一体异构数据融合存储、图数据库等类别，满足异构、海量、多类型数据存储要求。

数据计算层

包括图计算、数据可信计算、混合事务分析处理、流批数据融合计算和HTAP融合计算等内容，支持实时计算、批量计算等不同的业务场景算力要求。

数据分析层

指采用数据分析引擎，通过合理的分析算法进行大数据关联分析和数据挖掘，或是根据数据分析计算得到结果的过程。

数据服务层

包括数据服务、能力服务和工具服务等，并通过服务编排支撑业务侧业务数据存取、详单查询、实时数据分析计算、批量数据分析计算、全文检索和数据挖掘等典型应用场景。

网络安全架构

在传统电网的电力流交互界面以外，存在与海量终端及多领域主体的复杂信息流交互，信息安全与物理安全深度关联并相互依存导致系统面临的安全风险显著增加。

从信息安全角度

要求数字电网保证信息通信网络不受外部干扰、保密性强、不受外部攻击，需要研究电网业务通道增强安全加密、业务流量安全监控和控制等技术，最后接入认证、通道加密、分流管控等各环节有效协同，实现信息通信网络对电网业务的可信服务与可靠保障。

从物理安全角度

在信息通信环节存在异常、缺失或停止服务的情况下，需要保证物理系统的安全稳定运行，避免由于信息通信环节遭受攻击而带来的全系统运行风险，强调对全域纵深的网络安全防御体系的构建，有效抵御由数字空间中发起的各类针对电网安全的攻击行为。

图3 网络安全架构▲

数字电网的安全性问题涵盖了电网建设、运行等全过程，涉及信息层面的传感量测终端接入、信息通信、数据保护等环节；涉及物理层面的安全生产运行、企业安全运营、安全能源服务等环节，是保障电力行业、能源行业、工业系统以及经济社会各方面安全的重要基础。

编辑：黄飞