面向数据中心的电网调度数据服务平台

摘要：微服务是一种当前流行的软件架构风格，它通过将复杂的单一应用分解为多个松散耦合的微小服务来提升应用的灵活性和可扩展性。本文介绍了微服务架构的基本概念及其在电网调度数据集成平台中的应用。基于REST和JSON技术的服务交互显著提高了系统之间的数据交换效率，增强了服务的可扩展性和跨安全区的调用能力。通过引入原子服务，平台实现了对复杂业务系统的数据集成，确保了系统的稳定运行和数据的可靠传输。

关键词

微服务架构、电网调度、REST、JSON、原子服务

关键词：临时用电；施工现场；电力工程；安全管理

引言

随着信息技术的不断发展，电网调度系统中的数据处理需求日益增加，传统的面向服务架构（SOA）已无法完全满足电网调度系统日趋复杂的业务需求。微服务作为一种更为灵活且具备高可扩展性的架构风格，在软件设计和系统集成中逐渐得到广泛应用。微服务通过将单一的复杂应用拆分为多个独立的小型服务，使用轻量级通信机制来实现系统之间的数据交互。本文将探讨面向微服务架构的电网调度数据集成平台的设计与应用，分析其在总调系统中的实践案例，展示微服务架构在提升数据交互效率和系统灵活性方面的优势。

1微服务

微服务是由James[3]提出的一种当前软件设计中流行的架构风格，其思路是将单一的巨大应用拆分为众多松散耦合的微小服务，每个服务专注于单一业务功能，使用单独的数据库，可以单独构建和部署，某个服务的修改和部署不会影响其他正在运行的服务，进而使得服务之间边界清晰，并且可以采用轻量级通信机制（如HTTP/REST）相互交互､配合来实现完整的应用，满足业务和用户的需求｡微服务架构是对传统的面向服务架构SOA[4]的进一步发展，经过多年的发展，SOAP､WebServices､ESB[5]等技术的出现和应用实现了SOA架构，但在实际应用中暴露出服务化不够彻底､系统间耦合复杂､不够灵活的缺点｡微服务架构不再使用传统SOA架构里比较重量级的ESB企业服务总线，同时服务化的思想进入单个业务系统内部实现真正的组件化｡微服务架构包括以下特征｡

（1）应用提供的服务是和应用一起部署的，即服务本身并不单独部署，服务是由业务组件已有的接口能力发布出来的｡

（2）微服务架构组件对外发布的服务强调了采用HT-TPRESTAPI的方式来进行交互，报文格式采用JSON格式而非XML格式｡

（3）微服务架构技术选择灵活，针对不同的业务系统特征可以选择不同的技术语言､框架和数据库，有针对性地解决具体的业务问题｡

2总体架构

面向微服务架构的电网调度数据集成平台按照分层架构设计思想进行设计，实现业务系统间数据交互与业务系统的分离，增强框架的灵活性和扩展性｡框架从上到下分为6个层次，分别是服务接口层､服务代理层､服务注册层､监控层､信息交换层和网络传输层｡

（1）服务接口层｡服务接口层与实际业务逻辑相关，根据服务提供方和服务消费方的业务设计对应的接口和实现｡

（2）服务代理层｡服务代理层包含服务接口透明代理，能够实现简单的服务统一代理､服务发布､服务路由､安全访问和授权功能｡

（3）服务注册层｡服务注册层将服务统一管理起来，可以有效地优化内部应用对服务发布和使用的流程，提供一个简单的服务注册中心，通过特定协议来完成服务对外的统一｡

（4）监控层｡监控层为服务提供方和服务消费方提供有效的服务调用状态监控手段，从而改进服务质量｡

（5）信息交换层｡信息交换层把服务代理层中需要交互的业务数据用JSON格式进行封装，以提供统一的数据格式，方便数据的封装与解析｡

（6）网络传输层｡网络传输层使用基于HTTP的REST协议，与SOAP协议相比，大大降低了封装､解析和传输数据包的开销，提高了交互效率｡

3数据服务平台设计

电网调度数据服务平台设计汇集了支持调度运行分析的多专业系统数据，包括OCS､OMS､气象､保护､水调､GIS等系统的各类数据｡通过建立统一的数据服务接口和代理，将各专业系统的各特征数据以统一标准的接口方式提供出去，方便它们间进行数据集成，也方便与调度外专业系统进行数据交换｡

3.1原子服务与业务系统

在当前的电网调度系统中，很多业务系统采用传统架构设计实现并一直稳定运行，如何在不改造旧系统的前提下实现数据服务是一个难题｡在面向微服务架构的电网调度数据服务平台中，为每种数据引入一个原子服务，它们能够完成特定功能的数据发布｡原子服务依赖于各自的业务系统，对下通过API接口､数据库或文件方式与业务系统交互，对上通过基于REST协议的JSON格式消息与服务平台交互｡对于新开发的业务系统，采用面向微服务架构的思想进行设计｡在进行单个应用组件设计时，在组件内部就会有很多接口的设计和定义，如果这些接口存在和外部其他组件协同的需要，就将其发布为微服务;而对于不需要对外协同的接口，可以用内部API接口访问模式提高效率｡

3.2基于REST和JSON的交互方式

REST式的服务技术具有编程语言和平台无关的特点，适应电网调度业务系统异构的现状，与传统的Web服务SOAP协议相比，REST协议大大提高了接口扩展性，降低了系统间耦合度，提高了服务交互性能｡基于JSON格式的报文交互则大大降低了报文容量，提高了服务响应速度，已广泛应用于互联网软件行业｡基于REST和JSON交互的服务报文示例如下：

3.3基于虚拟服务的跨安全区服务调用

针对电力二次系统安全防护要求，在电网调度数据服务平台中提供了基于虚拟服务的跨安全区服务调用技术｡该技术包含了以下信息：虚拟服务运行在电网调度数据服务平台中，对外采用标准REST服务接口，客户端调用服务完全透明，不需要知道服务存在哪个安全区，由虚拟服务完成JSON消息与报文文件的转换､报文文件的跨隔离装置正反向传输｡

4应用实例

电网调度数据服务平台已实现并应用于南网总调OS2网级主站系统，解决了南网总调各业务系统间复杂的数据交互问题，并实现了OCS系统､OMS系统､GIS系统､水调系统､气象系统和保信系统等系统间的模型数据､文件数据和实时数据的交互｡以保信系统与OCS系统交互为例，南网总调保信系统的运行与分析依赖于OCS系统提供诸多的数据，包括SCADA模型､SCADA量测断面､画面文件､各类统计数据等｡在OCS系统内部，这些数据是由不同的应用和模块建模和生成，也是由不同的技术人员开发的，很难提供一个大而全的服务接口来提供这些数据｡

5结束语

微服务架构在电网调度数据集成平台的应用，成功解决了传统架构中服务耦合度高、扩展性差的问题。通过引入REST和JSON等轻量级技术，系统实现了跨安全区的数据交互，提升了服务调用的灵活性和性能。平台中各原子服务的部署与管理，使得复杂业务系统能够稳定高效地运行，同时保证了数据的准确传输和及时响应。实践证明，微服务架构为电网调度系统的数据集成和优化提供了强大的技术支持，具有广泛的应用前景。

参考文献

[1]高婷婷，朱旭.智能电网调度自动化中的关键技术分析[J].集成电路应用，2024，41（03）：246-247.

[2]曹财云，赵雨昕.智能电网中的调度自动化技术分析[J].集成电路应用，2023，40（06）：212-213.