Обзор общей архитектуры предприятия электроэнергетики

Информационная архитектура на базе функциональных возможностей. Коммерческие возможности сценариев реализации эталонной архитектуры Microsoft обуславливают решения, принимаемые в отношении информационной архитектуры, а также представлены требованиями в отношении ролей, инструментов и, самое важное, своевременности данных.

Эта концепция, изображенная на рис. 5.12, неразрывно связана с понятием сервис-ориентированной бизнес-аналитики и диктует проектные приоритеты для интеграции.

Корпоративная шина обслуживания на основе событий и BizTalk Server. Несмотря на то, что стандарты Microsoft NET и веб-служб можно использовать для обработки событий и данных временных рядов, управлять такими данными исходя из числа точек и типов интеграции становится все сложнее. Это в равной степени актуально для рабочих процессов, ориентированных на устройства, приложения и персонал.

Новый подход заключается в использовании шины обслуживания для публикации данных и приложений, а также создания подписки на них в процессах управляемой интеграции.

События в составе процессов, такие как оповещения о превышении допустимых диапазонов и лимитов, принимают множество форм и вызывают разнообразные ответные действия. Функциональным приоритетом многих новых решений является обеспечение взаимодействия приложений, невзирая на существующие границы, и организация ориентированных на людей рабочих процессов в зависимости от серьезности события и его места в общей тенденции.

Мониторинг событий и рабочих процессов, а также управление ими осуществляется в контексте мониторинга коммерческой деятельности. В большинстве сценариев, предполагающих обработку событий практически в реальном времени, решение Microsoft BizTalk Server EBS является достаточно масштабируемым для того, чтобы ежесекундно обрабатывать сотни небольших документов. В среде с более высокими требованиями к производительности можно воспользоваться средством Microsoft Streamlnsight Complex Event Processor. Производительность Streamlnsight превышает 100 тысяч событий в секунду.

Набор инструментов Microsoft Manufacturing Toolkit позволяет построить сервис-ориентированную архитектуру для публикации приложений и подписки на них с использованием платформы Microsoft, включая BizTalk Server. Набор инструментов состоит из документации (руководств) и демонстрационных примеров кода.

Одним из ключевых принципов проектирования является размещение данных временных рядов в обновляемой в реальном времени базе данных архивных серверов. Расчетные данные из этого источника будут доступны в хранилище данных о событиях через веб-службы и BizTalk Server. Варианты обработки событий включают следующее:

• Создание экземпляра операционного рабочего процесса.

• Уведомление приложения подписки.

• Уведомление инженера о необходимости немедленно уделить внимание проблеме.

На общей схеме эталонной архитектуры (рис.5.12) показаны два канала сообщений об интеграции модели CIM: одна — для операций, другая — для предприятия. Эти каналы могут быть реализованы в качестве единого канала сообщений, что обеспечит поступление в организацию непротиворечивой, достоверной информации.

Однако в целях безопасности и повышения производительности, как правило, для операционных подразделений организации создается отдельная архитектура обмена сообщениями. В результате по нему передаются только сообщения, непосредственно связанные с операционной деятельностью (например, сообщения об обновлении модели активов при добавлении или перемещении оборудования). Эти действия могут отражаться в системе как события и передаваться в виде событий обновления модели или в виде сообщений.

Как правило, остальной трафик сообщений — это исходящий односторонний трафик от операционных подразделений в другие части предприятия. Этот трафик может обрабатываться с использованием событий, шинного соединителя или интеграции компонента для извлечения, преобразования и загрузки данных (ETL) служб SQL Server Integration Services (SSIS). Использование того или иного подхода зависит от формы и объема данных. В любом из этих случаев важно создать информационную архитектуру с четко определенными основными данными, чтобы обеспечить единообразие и достоверность информации.

На схеме эталонной архитектуры изображена единая общекорпоративная шина обработки событий. Эта шина предназначена для использования в качестве единой точки контакта для подписчиков событий. Данная реализация устраняет необходимость в преодолении нескольких уровней защиты для того, чтобы подписаться на несколько шин.

На практике эталонная архитектура поддерживает фильтрацию и рассылку сообщений на уровне управления потоками Streamlnsight СЕР и на уровне шинного соединения для передачи сообщений CIM от операционных подразделений другим частям предприятия с целью обеспечить адекватное распространение информации о событиях. Необходимо определиться с общекорпоративной стратегией обработки событий так, чтобы подписчикам нужно было подключаться только к одной шине, а дублирующиеся события не распространялись по организации.

Если события инициируются в специализированных приложениях распределенных систем управления (DCS), они также могут передаваться модулю обработки сложных событий Streamlnsight Complex Event Processing.

CIM представляет собой информационную модель, которая должна лежать в основе определений сообщений и основных данных в энергетических компаниях. На практике большинство развертываний требует расширения модели CIM. Ключом к успешной интеграции является стратегия работы с основными данными. Для создания общекорпоративной архитектуры основных данных можно использовать моделирование Microsoft М, репозиторий моделей М и новые службы основных данных (продукт Stratature, приобретенный Майкрософт и выпущенный на рынок в составе SQL Server 2008 R2).

Архитектура интеграции данных должна разрабатываться в строгом соответствии со стратегией работы с основными данными. Интеграция данных необходима для того, чтобы можно было выполнять глубокий анализ данных в рамках бизнес-аналитики. На сегодняшний день не представляется возможным спрогнозировать все потенциальные варианты использования интегрированных данных в интеллектуальной энергетической экосистеме.

Так, анализ потребительского поведения как реакции на различные ценовые программы может потребовать использования данных из финансовых систем, обращения к системе управления данными счетчиков и операциям по распределению ресурсов.

Следовательно, в новых сценариях нужна архитектура интеграции данных, которая позволит консолидировать эти данные на основании следующих принципов.

• Производительность, простота доступа и безопасность должны определять выбор между репликацией и архитектурой интеграции OLAP.

• Нестандартный дизайн кубов данных облегчает отчетность и аналитику.

• Следует серьезно задуматься о построении объединенной модели данных на базе CIM с использованием доступа к OLAP вместо создания всеобъемлющего хранилища данных (DW). Последний сценарий сопряжен со значительными сложностями при обслуживании и обновлении.

На схеме эталонной архитектуры на рис. 5.12 показан ETL-поток из хранилищ операционных данных в хранилища корпоративных данных. На практике это обычно реализовано как односторонняя интеграция данных для поставки операционных данных в другие подразделения предприятия.

При проектировании архитектуры интеграции данных необходимо принимать во внимание следующие соображения.

• Основная задача — определиться с основными данными, идет ли речь об операционных системах или других корпоративных системах предприятия. Хорошим примером такого подхода является принятие решения о том, что система GIS или система управления активами должна являться источником данных для всех обновлений модели оборудования в точках распределения.

• Данные счетчиков, на основании которых выставляются счета. Операционные данные, такие как сведения о включении переключателей, используемые для определения сроков в зависимости от состояния и отключении обслуживания.

• Данные о не временных рядах будут размещаться во встроенном хранилище операционных данных либо доступ к ним будет осуществляться через SQL UDM. Не рекомендуется реплицировать данные или создавать дополнительные хранилища данных. При необходимости доступ к ним нужно осуществлять из SSAS объединенного куба.

• Данные о некритических событиях будут передаваться в хранилище данных о событиях для формирования тенденций или моделирования с использованием специализированных приложений для моделирования. События, имеющие более высокий приоритет, будут передаваться через Windows Workflow Foundation в Microsoft SharePoint для создания уведомлений в службах, функционирующих на базе панелей мониторинга, таких как Microsoft Excel, Real Time OSIsoft Webparts или многофункциональных клиентов пользовательского интерфейса, таких как Silverlight или Windows Presentation Foundation.

 

Контрольные вопросы

1. Дайте определение виртуальной электростанции как системы.

2. Назовите общие технические стандарты МЭК для интеллектуальных энергосетей.

3. Назовите основные направления построения эталонной архитектуры версии SERA.

4. Для чего предназначена эталонная архитектура информационного обмена в энергосистеме (IEC ТС57)?

5. Какие интеграционные функции выполняют службы бизнес-аналитики Microsoft SQL Server Analysis Services?

6. Назначение шины обслуживания Windows Communication Foundation (WCF).

7. Для чего предназначена сервисная служба Microsoft SQL Server Analysis Services?

8. Назовите функции модуля обработки Streamlnsight Complex Event Processing?

 

Лекция рассмотрена и одобрена на заседании кафедры ВИЭ и ЭСС,

протокол №______ от______________

 

Лекцию разработал доцент кафедры ВИЭ и ЭСС

Н.М. Шайтор

 

 

УТВЕРЖДАЮ»

 Заведующий кафедрой «ВИЭ и ЭСС»

 

«____»___________________2016 г.

З А Д А Н И Е

на семинарское занятие

 

       Класс ________________                                  

 Дата и время ___________________

Место проведения ______________

Тема:  Основы интеллектуального управления ЭЭС

Цель: Закрепить, расширить и углубить знания об основах интеллектуального управления ЭЭС.

Изучаемые вопросы:

Тема 1. Общая характеристика системы управления ИЭС ААС

Тема 2. Техническая сущность интеллектуальной электроэнергетической системы

Тема 3. Архитектура интеллектуальных энергосетей фирмы Майкрософт

Организационно - методические указания по подготовке к занятию:

К занятию студенты должны ознакомиться с заданием, изучить соответствующий теоретический  лекционный материал по темам 1-3, найти в интернете и изучить рекомендованную литературу [1-6]. На занятиях иметь необходимые учебные пособия, рекомендованную литературу, подготовленные доклады и презентации по изучаемым вопросам (в том числе в электронном виде). На семинаре выступают докладчики и содокладчики с использованием презентаций и других наглядных материалов. В докладах и обсуждениях необходимо показать, как связаны изучаемые вопросы с энергоэффективностью и энергосбережением российской энергетики, в том числе в масштабах единой энергетической системы России.

При подготовке к семинару особое внимание необходимо уделить следующим контрольным вопросам.