电力图计算系统：系统架构及要求

【主要技术内容】 基于《电力图计算系统：系统架构及要求》标准文件内容，以下是本标准的主要技术内容总结： 系统总体技术架构：本标准采用三层分层架构设计，包括数据接入层、计算平台层和应用算法层。系统以分布式图数据库为核心，协同关系数据库、实时数据库等多类型数据库，为统一数据存取提供基础。架构采用松耦合设计原则，支持各层独立扩展和升级。系统运行时通过各类角色在功能支持下执行相应活动，重点从功能视图角度给出电力图计算系统的参考架构，确保系统的可扩展性和可维护性。 数据接入层技术要点：数据接入层支持104、MQTT、Kafka等标准通信协议实现接口数据采集，覆盖电网全域设备资源数据，包含发、输、变、配、用全设备类型。系统支持1000kV至0.4kV全电压等级的图形及模型文件，涵盖实时量测数据如电流、电压、有功功率、无功功率等关键运行参数。接入层采用松耦合系统对接方式，不强制指定源端系统名称，基础数据源包含调度自动化系统、资产管理系统、用电信息采集系统等。系统具备区域级应用扩展能力，支持按业务发展需求动态扩展新型数据接入，预留虚拟电厂、储能系统等新型主体数据接口。 计算平台层核心技术：计算平台层采用强Schema的图数据库架构，要求在数据插入前明确定义图模型结构。节点Schema结构为"propName:TYPE:unique:index"，支持整型（Int8/32/64）、浮点型（Float32/64）、布尔型（Bool）、字符串类型（String）、日期型（Date/DateTime）等数据类型。边Schema结构为"(SRC_ID, DST_ID, propName:TYPE)"，需明确定义源节点、目标节点及边的属性类型。系统提供广度有限搜索、网页排名、弱联通分量、子图挖掘、单源最短路径、标签传播、中介中心性等图计算通用算法，以及潮流计算、状态估计、短路电流等电力专用算法。潮流计算功能要求单次迭代时间宜小于50ms，输出各计算节点的电压幅值、电压相角、有功功率、无功功率等状态参数。平台支持GPU加速以满足计算实时性要求，并提供统一的Web控制台进行图查询、实例管理、用户权限管理和集群信息管理。 应用算法层技术标准：应用算法层面向电力系统分析计算中的拓扑分析、优化计算及专题计算，基于计算平台层提供的图计算通用算法和专用算法封装形成面向应用的算法。拓扑分析功能基于电网拓扑模型，查询面向历史、当前、未来多时态的拓扑专题图，实现拓扑错误辨识修正、全路径快速拓扑分析，支持超大规模电网拓扑结构薄弱方式评估。优化计算具备潮流计算、状态估计、组合优化求解等功能，为电力系统优化分析类任务提供求解工具。查询功能支持静态拓扑图数据检索、动态拓扑图数据检索和机组组合图数据检索，根据给定的区域、时间、电压等级等条件输出相应的专题图。 应用接口技术标准：系统应用通过电网公司各类业务支撑系统调用电力图计算系统相关功能来实现，采用RPC协议设计高效、跨开发语言的服务间通信。系统具备接口文档的自动化生成能力，提高开发效率和接口的可维护性，通过集成API网关实现跨域请求、负载均衡和流量控制的统一管理。安全方面具备安全访问控制，提供服务熔断机制，确保服务的高可用性及处理高并发请求的能力。日志监控具备实时分析、监控和告警系统能力，实现对系统运行状态的全面监控，通过分布式追踪技术追踪和分析跨服务的调用链路，为系统的性能优化和问题诊断提供支持。 部署与运维技术要求：系统部署采用容器化技术，提高部署流程的自动化程度，提升系统运行的弹性和可伸缩性，保证具备完整的持续部署和持续集成流程。Web控制台提供基础功能模块包括图查询、图实例管理、用户权限管理、集群信息管理，以及高级运维功能如日志采集与管理、慢查询追踪、查询历史记录、资源状态监控等。服务监控体系提供资源实时监控、故障预警、性能优化等功能，全面监测服务器的CPU、内存等资源使用情况，通过异常指标分析及时捕获系统瓶颈，结合监控数据调整策略保障高效服务体验。