第 34 卷 第 S1 期 华电技术 Vol． 34 No． S1
2012 年 11 月 Huadian Technology Nov． 2012
云计算在电力信息化中的应用与展望
金涛
(上海奉贤燃机发电有限公司，上海 201403)
摘 要:介绍了电力行业信息化发展历程的特性，以及云计算平台和信息化结合落地的切入点。结合正在推广的虚拟化
办公系统应用项目案例，对云计算的概念做了较为实际的应用描述，分析了云计算给电力生产带来的明显优势，对云计
算在电力行业的应用前景进行了展望。
关键词:电力行业信息化;云计算;统一交换网络;虚拟化;服务
中图分类号:TP 273 + ． 5 文献标志码:B 文章编号:1674 － 1951(2012)S1 － 0038 － 04
收稿日期:2012 － 08 － 25
0 引言
从 2002 年电力体制改革至今，厂网分离已有
10 年。近年来，电力体制改革再度深化，电力企业
将推行“厂电分开，竞价上网”制度，这意味着发电、
售电将彻底分离，原来以统一计划、安全生产为核心
的经营体制，将逐渐转到面向全国市场、以经济效益
为核心的经营体制上来。发电型企业也将逐步开始
新一轮的信息化建设，以迎接新的市场挑战。
电力信息化包括电力生产、调度自动化和管理
信息化 2 部分。厂站自动化历来是电力信息化的重
点，大部分水电厂、火力发电厂以及变电站配备了计
算机监控系统;相当一部分水电厂在进行改造后实
现了无人值班、少人值守。发电生产自动化监控系
统的广泛应用大大提高了生产过程的自动化水平，
但仅仅生产自动化是远远不够的，因为市场竞争、成
本分析、定价策略、优化管理等不是由这些生产数据
去决定的。随之而来的问题是，如何及时满足竞争
需求，快速而高效地应用这些真实而可靠的数据，为
企业生产管理、经营提供必要的支撑，强大而高效的
企业“私有云”为解决该问题提供了一条可行的
路径。
云计算技术是新兴的 IT技术，它是基于互联网
的自助式服务，能给用户提供超级存储和计算能力，
在线提供软件服务。云计算是当下各行业信息化中
最关注的话题，但普遍存在的问题是:云计算的应用
尚停留在理论化、理想化阶段，难以找到合适的机会
去实践、落地。“云端”是一个强大的服务源头，给
终端用户提供相应的服务;同理，企业的私有云是企
业对内部提供数据服务的源头，给企业所有岗位提
供业务服务。换一个角度，把信息化建设看作管理
信息集中平台和服务发布集中平台建设的综合，
“云”就变得更加生动具体，也更容易操作。
1 “云”与电力生产
现今电厂多数独立生产运营，如果把场景规模
从单一电厂扩大到区域内数家电厂，云计算对于电
力生产的贡献就会显著提升。假设这样的场景:某
电力集团公司在某区域内的子公司 A 有多家发电
企业，每个发电企业独立运营，生产管理水平有一定
差异，A公司缺乏有效手段对生产和营销做统一管
理。为了提高企业管理水平，提升效率，降低成本，
从而在市场上获取最大份额和最大利润，A 公司借
助信息化治理可以有这些选择:快速整合现有数据
资源和处理资源，辅助决策提升生产效率;对信息化
系统投入做统一规划、集中部署，节约资金并提升管
理水平;减少生产现场非技术人员数量，降低事故风
险，从而间接降低成本。所有这些举措在“云”架构
基础之上均能得以实现。
电力生产系统是一个在空间上具有分布特性的
系统，要求实时性强、可靠性高并具有自然分布特
性，因此，电力的生产管理也就形成了一整套“分级
管理，分层控制，分布处理”的体系。电力系统云计
算通过集群应用、分布式计算等功能将电力系统中
几乎所有网络和计算资源集中起来共同协作，为区
域公司内所有用户提供相应系统服务。
目前，各个电厂都有一定的信息化处理资源和
存储资源，区域企业生产云的实现关键在于不改变
现有计算机的分布，而能最大限度地利用当前电力
信息网络的物理架构为当前的任务分配计算和存储
资源。
以上文提到的生产数据为例，每个电厂都有自
己的生产数据，由于发电设备的技术参数都较为相
似(除核电外) ，因此，生产数据的集中和复用是云
第 S1 期 金涛:云计算在电力信息化中的应用与展望 ·39·
计算的第 1 步。以生产设备的日常维护来说，通过
远程跟踪电压、温度、压力、振动等参数，现场工程师
就可以保证设备正常工作的时间，降低保养成本。
如果各电厂实时采集生产数据，通过电厂原有网络
与区域公司互通，区域公司就可通过互联网或专线
直接获得生产数据，保持对一线生产的实时监测。
使用云计算提供的 SaaS模式，除了增强网络安全性
之外，还为移动终端接入提供了良好的基础。即使
人员不在生产现场，也可以通过手机等移动设备实
时获取数据，为安全生产保驾护航。
2 “云”建设步骤
由于电力行业的特性，建设通常分步骤、分批次
进行。在尽量不改变现有架构的同时，对现有的信
息系统进行扩建和改造，以逐步实现“云”的最终
落地。
根据从易到难的原则，可将“云”的落地分为 3
个阶段，即整合阶段、虚拟化阶段和自动化阶段，具
体如图 1 所示。
图 1 云平台建设阶段划分
云平台构建的第 1 步就是存储、计算资源的整
合与优化。该过程需要在计算性能、能耗、价格成本
等方面进行深入评估比较，以选择一个最优的方案。
对于区域性公司来说，小型机、大型机成本太高，因
此不予考虑。常规做法是用多机柜的 PC Server 做
集群，以满足计算性能，但这种做法占用机柜较多，
单个机柜的性能 /能耗比较低，且在管理方面较为不
便。笔者认为，最优的做法是用刀片服务器。刀片
服务器是一种高可用高密度 HAHD(High Availabili-
ty High Density)的低成本服务器平台，是专门为高
密度计算机环境设计的，其主要结构为一大型主体
机箱，内部可插上许多“刀片”，其中每一个“刀片”
实际上就是一个系统母板，类似于一个个独立的服
务器，它们可以通过本地硬盘启动自己的操作系统。
每个“刀片”可以运行自己的系统，服务于指定的不
同用户群，相互之间没有关联。当然，也可以用系统
软件将这些“刀片”集合成一个服务器集群。在集
群模式下，所有的“刀片”可以连接起来提供高速的
网络环境，共享资源，为相同的用户群服务。在集群
中插入新的“刀片”，就可以提高整体性能。由于每
个“刀片”都是热插拔的，所以，系统可以轻松地进
行替换，并将维护时间减至最短。同时，刀片服务器
的成本要远远低于 PC Server，做中小规模集群式计
算时的性价比要优于 PC Server。
服务器选型完成之后，需要考虑的是网络。网
络是承载所有数据流转的渠道，是服务送递给最终
用户的必要条件。为了保证传输的高效和应用的最
小网络时延，统一的交换架构会成为云计算效果的
决定性因素。如此一来，就把高性能计算网络、FC
存储网络和基于以太网协议的计算网络整合进了一
个网络中。在这样的体系下，可以让刀片服务器、存
储设备、虚拟机等在同等数据交换环境里运行，省去
原先多重的转换，直接在以太网架构上映射 FC 帧，
使得 FC运行在一个无损的数据中心以太网络上，
大大提升了效率和响应速度。
可以想象，通过统一交换架构的网络改造和服
务器集群技术，可以极大地提高网络、服务器和存储
资源的利用率。集群后的服务器组就是核心计算资
源，通过统一交换网络获取存储资源上的业务数据
进行计算，并将结果重新写回到存储资源上，理论上
就像一台可无限扩容和无限增强计算性能的巨型计
算机组。
3 简单的“云”基础构架实践
以上介绍的概念和理论较为抽象，下面举 1 个
办公系统虚拟化案例来具体阐述如何将“云”落地
到实际的生产系统中去。
可以简单地将其分为几种应用场景:总部本部
办公环境，分支机构办公环境，移动办公环境。
典型的办公系统均为本地系统，无论是总部员
工或分支机构员工，都只能连接本地的系统服务器
查看本地的业务数据。总部和分支机构之间通过
SDH专线或 VPN 连接，这样，分支机构员工可以远
程登录到总部的办公系统上去查看相关的办公信
息。这种传统的管理体系有如下劣势:
(1)维护工作量大，管理人员冗余。总部和分
支机构管理人员均需人手一台办公电脑，本地数据
本地管理，首先就需要多位系统管理人员分别对不
同地域的设备进行必要的基础维护。
(2)机房服务器重复建设，资源利用率低。总
部和分支机构均需要构建本地的应用服务，提供给
·40· 华电技术 第 34 卷
图 2 虚拟化办公系统平台方案示意
本地用户使用。
(3)单机系统稳定性差，数据容易丢失。单机
系统不稳定，如果出现断电或设备损坏而本地数据
备份工作没有及时跟上的情况，极易造成重要业务
数据丢失。
(4)总部服务器数据和分支机构服务器数据同
步机制较差，造成业务数据上的不一致，会降低业务
开展的效率。
(5)移动办公仅限于邮件系统等基础系统，不
利于公司移动办公的业务员开展业务和同步关键的
业务数据。
因为有以上诸多问题，因此设想解决掉所有这些
弊端。通过桌面虚拟化系统将所有使用到的操作系
统以及不同业务部门的不同应用做整合;然后通过使
用权限的再分配，做成多个业务部门的应用模板，通
过虚拟化系统分发给每个瘦客户端，最终在这样不间
断的交互下实现业务数据的交换，以达到普通 PC 本
地处理业务的效果。这里的瘦客户端指的是在客户
端 －服务器网络体系中的一个基本无需应用程序的
计算机终端，它通过一些协议和服务器通信，进而接
入局域网。这个瘦客户端负责解释、显示和处理应用
程序的图形用户界面(GUI)和它的数据。这样的一
个应用程序只需要被安装在一个 Web 服务器上，用
户可以自动接收升级。一个解决方案只需要部署一
次，甚至对成千上万的用户也是如此。瘦客户端将其
鼠标、键盘等输入传送到服务器处理，服务器再把处
理结果回传至客户端显示。不同的客户端可以同时
登录到服务器上，模拟出一个既相互独立又在服务器
上的工作环境。与此相反，普通客户端会尽可能多地
进行本地数据处理，与服务器(或其他客户端)的通信
只传送必要的通信数据。虚拟化办公系统平台方案
示意如图 2所示。
这样的体系形成之后，原先依赖于本地 PC 处
理系统和数据的工作全部转移到后端服务器资源
上，而且数据存储也不再停留在本地，同样转移到服
务器中存储。瘦客户端仅仅是数据交互设备，大大
降低了这些设备维护的工作量。
同时，分支机构也可以弱化本地机房。所有的
系统和应用数据都已经在总部机房的服务器上，减
少重复建设的同时，完成了数据的集中和同步。本
地 PC的数据备份工作量将几乎为零，业务人员再
也不用担心数据丢失。
在移动办公问题上，由于后端有虚拟化系统专
门给移动设备提供接口，移动办公用户可以轻松地
通过 Web 方式登录到系统里，对业务数据进行修
改、录入、删除等操作。现在市场主流的智能移动设
备，比如 iPad，iPhone，Android 系统智能手机 /平板
电脑等，都能接入这套办公虚拟化系统。
网络安全方面，分支机构依然可以通过 VPN 或
SDH专线方式接入，保障一定的带宽即可保持高质
量的数据通信。
4 “云”平台的扩展构想
以上方案在教育、政府、金融等行业已经规模化
第 S1 期 金涛:云计算在电力信息化中的应用与展望 ·41·
推广，部分经济发达地区在电力行业中已将之作为前
瞻性较强的试验性项目进行初步推广，目前正处在经
验积累阶段。从这样的应用案例中应该能得出一个
判断:云计算平台在电力行业中的应用潜力巨大。
假设这样一个场景:发电集团区域公司的服务
器区就是该区域公司内企业云的核心，所有业务相
关的核心计算都在这里进行，由一组安全设备做安
全隔离和保护。客户端区域是区域下属各级电厂，
通过网络将发电设备的数据实时传输到服务器区，
由云平台中相应的系统对其进行处理，并对外发布
业务。生产管理人员在办公网络中监控生产数据，
生产营销管理人员每周可以看到对应的营销数据。
移动办公的技术人员或者业务人员也能实时通过移
动终端看到各自工作职责内的相关数据。一切流程
都在云平台上有对应的关联，管理有序、监控有道。
云平台扩展逻辑图如图 3 所示。
图 3 云平台扩展逻辑图
随着云平台和集群计算在电力行业中的大规模
上线，管理信息系统(MIS)、企业资产管理(EAM)、
企业资源计划(ERP)等专业应用系统厂商会逐步跟
上技术革新的步伐，摈弃陈旧的系统架构，将系统以
服务的方式发布到企业私有云平台上，给不同权限
的业务部门使用，并实现服务之间的智能整合，完成
“云”平台使命的最后一步———智能生产。
参考文献:
［1］王鹏．走近云计算［M］．北京:人民邮电出版社，2009．
［2］张为民．云计算:深刻改变未来［M］．北京:科学出版社，
2009．
［3］王景燕．基于云计算的电力调度信息化研究［J］．电工技
术，2011(12) :3 － 4，7．
［4］罗志明，丁辉，张大华．云计算在电力企业经营管理中的
应用研究［C］/ /2011 电力通信管理暨智能电网通信技
术论坛论文集． 北京:中国通信学会普及与教育工作委
员会，2011．
( 编辑: 白银雷)
作者简介:
金涛(1967—) ，男，江苏苏州人，助理工程师，从事电力
企业信息化方面的工作(E-mail:tao － jin@ chdsh． com
欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍
)。
( 上接第 37 页)
此方案只需向电力公司申请更换表计即可。
方案 2:为减小关口电能表在小电流运行情况
下的计量误差，在条件允许的情况下，尽量缩短机组
并网到关口电能表二次电流大于 0． 05 Ib 的时间，以
确保电能表的计量精度。
在对机组启动过程优化后，此方案的实施可缩
短机组并网和至满负荷的时间。
方案 3:减小线路的 CT变比。此方案虽能使关
口电能表的启动电流减小，提高低负载时的计量精
度，但根据“TA 额定一次电流的确定，应保证其在
正常运行中的实际负荷电流达到额定值的 60%左
右，至少应不小于 30%”的规定(DL /T 448—2000
《电能计量装置技术管理规程》) ，结合电厂在机组
满负荷时，每条线路的一次电流约为 591． 2 A，线路
的 CT 变比为 1 500 /1，约为额定电流的 39． 4%，减
小 CT变比的效果不佳。
方案 4:增加关口电能表的计量精度。此方案
原理上可行，但目前电力公司没有精度大于 0． 2 S
级的关口电能表。
根据以上方案的研究分析，方案 1 和方案 2 是
切实可行的办法。
5 结束语
通过对关口电能表计量特性的研究，结合调峰
发电机组特点，通过更换合适的关口电能表和调整
机组启动过程中的带负荷参数，可大幅度提高电能
表计量的准确性，有效地防止了电厂与电力公司的
贸易纠纷。
参考文献:
［1］DL /T 448—2000，电能计量装置技术管理规程［S］．
［2］DL /T 5137—2001，电测量及电能计量装置设计技术规
范［S］．
［3］JJG 596—1999，电子式电能表检定规程［S］．
( 编辑: 王书平)
作者简介:
肖峰(1981—) ，男，上海人，工程师，从事发电厂电气检
修技术管理方面的工作(E-mail:lp830713@ 163． com)。
·92· 华电技术 第 34 卷
Abstract:Combining with the practical operation of the 300 MW
unit of a coal-fired power plant，the reasons of lower efficiency of
high-pressure cylinder in domestic imported-type 300 MW steam
turbine and typical problems influencing on the unit efficiency
were analyzed． A targeted technical improvement scheme was
proposed． After the implementation of the improvement scheme，
the favorable economic benefit and social effect were obtained．
Key words:steam turbine;high-pressure cylinder;unit effi-
ciency;reason analysis;technical improvement scheme
12 － S1 －26 Analysis on operation condition char-
acteristics of chemical water system of heat recover
boiler in gas-steam combined cycle unit
YAO Yong1，HUANG Xingde2，ZHU Qing2，FEI Jianying2
(1． Shanghai Fengxian Gas Turbine Power Generation Company
Limited，Shanghai 201403，China;2． East China Power Test ＆
Research Institute Company Limited，Shanghai 200437，China)
Abstract:Some difficult problems exist in operation condition
control of chemical water system of head recover boiler in gas-
steam combined cycle unit，which include that the cation con-
ductivity of the steam exceeds the standard，the steam in the
steam drum contains water，it is more difficult to control the
quality of water and steam during startup stage and so on． Start-
ing from the target of ensuring the healthy and safety of the unit
equipments，by the thermo-chemical test and the evaluation in
depth，the safe and effective standard of operation condition con-
trol of the chemical water system and the flexible monitoring sys-
tem were established．
Key words:heat recover boiler;chemical water system;cation
conductivity;quality of water steam;control standard;monito-
ring system;thermo-chemical test
12 － S1 －30 Analysis on reason of flameout rota-
ting speed rising of 9E gas turbine and counter-
measures
WANG Huanhuan，LI Honglian(Shanghai Fengxian Gas Tur-
bine Power Generation Company Limited，Shanghai 201403，
China)
Abstract:Aiming at the problem of flameout rotating speed ris-
ing of 9E gas turbine，the shutdown history data of the gas tur-
bine were analyzed． The shut-down procedure and the character-
istic parameters of the function modules of Mark V control sys-
tem were studied． By on-line test and dynamic modification re-
peatedly，the parameters matched with the current status of the
gas turbine were found out finally，and the gas turbine can be
stopped at normal flameout rotating speed． Due to the solving of
this problem，the reliability of the Mark V control system for the
gas turbine was improved and the safe and stable operation of the
unit was ensured．
Key words:9E gas turbine;flameout rotating speed;rise;Mark
V control system;shutdown;optimization
12 － S1 － 33 Analysis on optimization of quick
start of 9E combined cycle generating unit
ZHAO Han(Shanghai Fengxian Gas Turbine Power Generation
Company Limited，Shanghai 201403，China)
Abstract:Taking the 9E gas-steam combined cycle power gener-
ating unit of Shanghai Fengxian Gas Turbine Power Generation
Company Limited as example，the optimization method on quick
start of the unit was introduced． The energy-saving effect of the
optimized unit was analyzed． The result in this paper provides
reference for handling with similar problems．
Key words:gas turbine;steam turbine;gas-steam combined cy-
cle power generation;quick start;optimization
12 － S1 － 36 Analysis on measurement error of
grid energy meter under low load condition
XIAO Feng(Shanghai Fengxian Gas Turbine Power Generation
Company Limited，Shanghai 201403，China)
Abstract:The problem of metering error in real-load examina-
tion，which is too big to measure accurately，was investigated．
The improvement measures were proposed，which can be used as
reference for similar power plants to improve the measurement
method of their grid energy meters．
Key words:grid energy meter;reference current in secondary
side;trade measurement;measurement accuracy;measurement
error
12 － S1 －38 Application of cloud computing in in-
formatization of electric power industry and pros-
pect
JIN Tao(Shanghai Fengxian Gas Turbine Power Generation
Company Limited，Shanghai 201403，China)
Abstract:The features of development history of electric power
industry informatization were introduced，and the pointcut for
combining of cloud computing platform with informatization was
described． Combining with the example of application project of
virtual office system，which is being popularized，the practical
application of the concept of cloud computing was described．
The obvious advantages of the cloud computing applied in elec-
tric power production were analyzed． The application prospect of
the cloud computing in electric power industry was discussed．
Key words:informatization of electric power industry;cloud
computing;unified exchange network;virtualization;service
12 － S1 － 42 Analysis on construction scheme of
digitalized factory for distributed energy stations
BAO Xiaojun(Shanghai Huadian Minhang Energy Company
Limited，Shanghai 201108，China)
Abstract:The necessity and the feasibility of construction of dig-
italized factory for distributed energy stations were introduced．
The integrated solution for factory management and control inte-
gration，in which the central task is asset management and the
guiding idea is the equipment management in entire life cycle，
was researched and discussed． Aiming at the features of the dis-
tributed energy stations，the application range of the field bus
technology was divided and compared with the planning and con-
struction of control system and informatization system of conven-
tional power plant，which provides reference for similar power
stations in informatization construction．
Key words:distributed energy sources;digitalized factory;en-
tire life cycle;bus technology
