泛在電力物聯(lián)網(wǎng)云平臺系統(tǒng)的建設

    摘 要:國網(wǎng)江蘇省電力有限公司(以下簡稱江蘇公司)開展云平臺建設和應用,推進“千臺入云、系統(tǒng)上云”的專項工作,為泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的建設提供可靠的云計算服務。為提高云平臺的運維能力,提出指標采集和存儲、指標分析和可視化以及實時告警技術方案,構建物理機、平臺、存儲、應用的體系化監(jiān)控體系,實現(xiàn)國網(wǎng)云運行監(jiān)控和異常事件的實時告警。
    關鍵詞:泛在電力物聯(lián)網(wǎng);云計算;監(jiān)控系統(tǒng)
    引言
            國家電網(wǎng)公司(以下簡稱國網(wǎng)公司)于2019年3年部署開展泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設。國網(wǎng)江蘇省電力有限公司(以下簡稱江蘇公司)從2018年開展云平臺建設,按照“分級分域”的原則同時開展虛擬化平臺OpenStack和容器化平臺K8s建設,通過開展“千臺入云,系統(tǒng)入云”的國網(wǎng)云建設工作,**了巨大的成效。截止2019年8月份,國網(wǎng)云平臺已納管851臺服務器,入云212套系統(tǒng),穩(wěn)定運行400余天。
            江蘇公司的OpenStack 平臺采用Kolla 部署,Kubernetes(以下簡稱K8s)平臺采用Kuberspray方案部署,這兩個方案都將平臺組件部署在容器中,這種方式大幅提升了云平臺的部署效率,同時江蘇公司大力推進應用系統(tǒng)容器化改造工作,應用系統(tǒng)的整體技術架構往容器化、微服務化架構方向轉變。
            為提升云平臺的運維能力,本文探索針對容器化平臺組件和容器化應用的云平臺監(jiān)控系統(tǒng)建設。容器具有無固定IP地址、數(shù)量大、運行*等特點,采用Agent 或者Agentless 等方式采集數(shù)據(jù)的Zabbix、Naggio 等傳統(tǒng)監(jiān)控工具不能滿足要求。為此,本文尋求其他技術解決方案。文獻[1]和文獻[2]提出傳統(tǒng)方式部署的OpenStack平臺監(jiān)控工具,但是不適合容器化云平臺。文獻[3]和文獻[4]提出基于云原生開源監(jiān)控軟件Prometheus構建云平臺監(jiān)控系統(tǒng),開源軟件Grafana展示平臺運行狀態(tài),部署方式簡單,符合容器化部署云平臺的技術路線,但是沒有提出實時監(jiān)控的技術方案。文獻[5]提出一種基于流式計算的監(jiān)控技術,縮減指標數(shù)據(jù)采集的時延,適用于大規(guī)模云平臺環(huán)境,但是該技術方案部署復雜。
            綜上所述,本文選擇符合容器化云平臺技術特點、部署簡單、開源技術主的技術方案,以Prometheus為采集服務、Grafana為監(jiān)控展現(xiàn)服務、智能巡檢平臺為告警平臺的云平臺監(jiān)控解決方案。
    1、云平臺監(jiān)控方案
    1.1 技術架構
            本文組合監(jiān)控工具Prometheus、可視化工具Grafana以及智能巡檢平臺作為國網(wǎng)云的統(tǒng)一監(jiān)控系統(tǒng),實現(xiàn)了OpenStack和K8s平臺集群的監(jiān)控全覆蓋,滿足了立體化監(jiān)控需求,總體技術架構如圖1所示。
    圖1 云平臺監(jiān)控技術架構

            (1) 指標采集及存儲:監(jiān)控系統(tǒng)需要有可靠的監(jiān)控后臺以及監(jiān)控代理,滿足云平臺中設備、平臺以及應用等各個層面的指標采集和存儲需求,選擇Prometheus 以及配套使用的相關代理作為解決方案。Prometheus系統(tǒng)采用中心化的數(shù)據(jù)采集、分析和分布式的監(jiān)控代理的設計理念,目前Prometheus官方認證有約600個代理,覆蓋服務器、中間件、數(shù)據(jù)庫、云平臺、應用等對象,滿足國網(wǎng)云統(tǒng)一監(jiān)控的需求。
            (2) 指標分析和展現(xiàn):原始的指標展示的信息有限,無法展示平臺的運行情況,本文設計指標分析公式,較掌握物理節(jié)點資源使用情況、云平臺資源分配情況、云應用運行情況,同時利用Grafana等開源可視化工具,實現(xiàn)指標的可視化展現(xiàn)。
            (3) 實時告警:除了通過指標分析掌握平臺運行狀態(tài)以及性能情況,本文還設計告警規(guī)則實現(xiàn)了重要異常事件的實時告警,將告警信息推送給調度運行監(jiān)控平臺,實現(xiàn)國網(wǎng)云運行的7×24 h監(jiān)控,保證故障的及時處置。
    1.2 立體化監(jiān)控
            為采集OpenStack平臺宿主機以及集群運行數(shù)據(jù),研究采用node?exporter代理采集宿主機的資源運行指標、OpenStack?exporter代理采集平臺的運行指標、ceph?exporter代理采集后端分布式存儲的運行指標,實現(xiàn)宿主機以及平臺兩個層面的主要運行指標的采集。幾種OpenStack實例監(jiān)控代理的作用和部署方式如表1所示。
    為采集K8s平臺宿主機、集群以及承載的物聯(lián)網(wǎng)應用容器運行數(shù)據(jù),研究采用node?exporter采集宿主機的資源運行指標、cAdvisor采集所有容器運行指標、kube?state?metrics采集所有Pod容器運行狀態(tài)、kube?metrics 采集平臺等信息,實現(xiàn)宿主機、平臺、容器應用3個層面的主要運行指標的采集幾種K8s實例監(jiān)控代理的作用和部署方式如表2所示。
    1.3 運行分析
            為掌握國網(wǎng)云的運行情況,本文基于監(jiān)控系統(tǒng)采集的原始指標,結合業(yè)務實際需求,開展運行分析,設計指標分析公式,掌握OpenStack云平臺資源分配情況、K8s平臺資源分配情況、應用容器運行情況,通過可視化展示工具Grafana實現(xiàn)運行指標的可視化展示,提升了平臺運行分析的便捷性。以OpenStack平臺運行分析為例,OpenStack平臺主要通過整合硬件服務器資源,對外提供虛機計算資源,因此實時掌握已創(chuàng)建的虛機數(shù)量、分配的虛機CPU及內存資源占比等信息,對指導平臺資源分配以及資源擴容具有重要的幫助意義。CPU及內存資源分配占比分別為公式(1)和公式(2)
    UsageCPU = (sum(hypervisor_vcpus_used) )/(sum(hypervisor_vcpus_total) )× ** (1)
    UsageMem = (sum(hypervisor_memory_mbs_used) )/(sum(hypervisor_memory_mbs_total) )× ** (2)
    1.4 實時告警
            在實現(xiàn)監(jiān)控全覆蓋、指標分析和可視化的基礎上,考慮實時告警的運維需求,研究告警規(guī)則的配置。以OpenStack 節(jié)點文件系統(tǒng)使用率異常為例,本文設計告警公式(3),當監(jiān)控系統(tǒng)檢測到文件系統(tǒng)**過95%,將推送告警信息給告警平臺。
    v100- (node_ filesystem_ free{mountpoint ="/"})/(node_ filesystem_size{mountpoint ="/"})×100)>95(3)
            初步梳理出10個重要告警,這些告警直接影響到平臺或者宿主機的運行。目前配置的監(jiān)控指標都是滿足可用性的指標,如表3所示。
    表3 云平臺告警規(guī)則
    2、平臺監(jiān)控實踐
    2.1 OpenStack平臺的監(jiān)控實踐
            江蘇公司部署有多個OpenStack集群,每個集群的設備、平臺以及服務有上百個運行指標采集。為保證指標數(shù)據(jù)采集的實時性以及監(jiān)控系統(tǒng)的可靠性,江蘇按照“一集群、一監(jiān)控”的原則,采用一個Prometheus 實例監(jiān)控一個OpenStack集群的部署架構,保證每個國網(wǎng)云實例都有獨立的監(jiān)控系統(tǒng),降低監(jiān)控系統(tǒng)對存儲空間的需求,同時將告警信息對接至智能巡檢平臺,整體架構如圖2。
    圖2 OpenStack集群監(jiān)控架構

            考慮宿主機監(jiān)控和OpenStack平臺監(jiān)控不同的業(yè)務需求,定制宿主機和平臺兩個維度的Grafana監(jiān)控頁面。平臺監(jiān)控面板主要展現(xiàn)平臺規(guī)模、平臺服務狀態(tài)、資源使用情況等,如圖3所示。宿主機監(jiān)控面板主要展現(xiàn)主機狀態(tài)、物理資源使用情況。不同于平臺面板統(tǒng)計的是分配資源占比,物理資源面板統(tǒng)計的是宿主機實際資源使用率。
    2.2 K8s平臺的監(jiān)控實踐
            江蘇公司部署有多個K8s集群,按照“一集群、一監(jiān)控”的原則,采用一個Prometheus實例監(jiān)控一個K8s集群的部署架構,保證每個國網(wǎng)云實例都有獨立的監(jiān)控系統(tǒng),告警信息對接至智能巡檢平臺,整體架構如圖4。

            考慮宿主機監(jiān)控、K8s平臺監(jiān)控以及容器應用監(jiān)控不同的業(yè)務需求,江蘇公司將Prometheus數(shù)據(jù)接入可視化平臺Grafana,并且配置個性化監(jiān)控儀表盤,提供了宿主機、平臺、容器應用3個維度的監(jiān)控頁面,容器應用監(jiān)控面板如圖5所示。

            通過實施本文的技術方案,江蘇公司OpenStack平臺監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)了7套OpenStack、250余臺設備、2500余個虛機規(guī)模的云平臺的實時監(jiān)控,K8s平臺監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)了4套OpenStack、90余臺設備、700余個虛機規(guī)模的云平臺的實時監(jiān)控,同時具備重要告警的實時告警能力,填補了江蘇公司云平臺監(jiān)控的空白,為泛在電力物聯(lián)網(wǎng)應用的運行提供堅強的運行支撐**。
    3、安科瑞配電系統(tǒng)智能運維產品選型及介紹
            近兩年來,安科瑞已經陸續(xù)參與各縣市電力公司的用戶端能源管理平臺、云南省網(wǎng)綜合能源服務平臺、上海嘉定區(qū)147所學校電力運維平臺等相關平臺的建設,提供了包括云平臺、智能網(wǎng)關、終端設備等產品,各類用戶端云平臺在全國各地運行案例700多套,并且根據(jù)用戶需求不斷完善產品功能,這些都是未來泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的一部分。
            綜合能源服務是以電為中心,把電力系統(tǒng)與天然氣網(wǎng)絡、供熱網(wǎng)絡、工業(yè)系統(tǒng)、交通系統(tǒng)、建筑系統(tǒng)等緊密結合起來,實現(xiàn)電、氣、冷、熱、可再生能源等多能互補和“源-網(wǎng)-荷-儲”各環(huán)節(jié)高度協(xié)調優(yōu)化,生產和消費雙向互動,集中與分布相結合的能源服務。
    3.1安科瑞智能網(wǎng)關、終端設備選型
    3.2 安科瑞智能運維平臺介紹
    平臺結構

            變配電站通過安裝多溫濕度傳感器,水浸傳感器,煙霧傳感器,門磁開關等傳感器,通過網(wǎng)關經無線(3G/4G)或有線的方式將數(shù)據(jù)上傳云服務器上,并將數(shù)據(jù)進行集中存儲、統(tǒng)一管理。具有權限的用戶可通過PC、PAD、手機等各類終端設備訪問數(shù)據(jù)、接收報警信息,監(jiān)控變配電站環(huán)境狀態(tài)。
    運維平臺功能:
            安科瑞變電所運維云平臺(AcrelCloud-1000)根據(jù)市場需求反饋,運用互聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)技術,為電力運維公司提供配套線上運維服務。該平臺作為連接運維單位和用電企業(yè)的紐帶,監(jiān)視用戶配電系統(tǒng)的運行狀態(tài)和電量數(shù)據(jù),為客戶提供較好的運維服務,平臺提供系統(tǒng)總覽、電力數(shù)據(jù)監(jiān)測、電能質量分析、用電統(tǒng)計分析和日/月/年電能統(tǒng)計報表、異常預警、事故報警和事件記錄、運行環(huán)境監(jiān)測、運維巡檢派單等功能,并支持多平臺、多終端數(shù)據(jù)訪問。
            電力監(jiān)測
            通過矢量配電圖監(jiān)測變電所用電情況,畫面響應遙信變位、遙測越限報警,點擊某個配電回路后可以查詢該配電回路的各類詳細用電參數(shù),包括實時值、平均值;

    實時監(jiān)測變壓器運行情況,包括功率、負荷率、需量、繞組溫度等。
    提供多種類型的查詢報表,可以查詢各配電回路的各類電力參數(shù)(電壓、電流、功率、頻率、諧波、三相不平衡度等),系統(tǒng)可以對某電力參數(shù)按照天、月進行統(tǒng)計。

            可實現(xiàn)漏電監(jiān)測、線纜及母排溫度監(jiān)測。
    故障報警
            平臺可配置遙信變位報警(水浸、煙霧、門磁、開關跳閘等)、遙測越限報警(過壓、欠壓、過流、線纜溫度過高、繞組溫度過高等)、運行報警(儀表離線、網(wǎng)關離線等),并將接收到的報警通過短信、網(wǎng)頁推送,報警上下限可根據(jù)現(xiàn)場情況靈活配置。
    能效分析
            按照配電回路、區(qū)域、部門、分項(照明、空調、動力等)統(tǒng)計每時、每天、每月、每年用電數(shù)據(jù),并進行同環(huán)比分析;
    按尖、峰、平、谷統(tǒng)計各配電回路的用電量及用電金額; 
    統(tǒng)計四象限電能并計算每天、每月的平均功率因數(shù);
    按月統(tǒng)計每個回路的需量及發(fā)生值,為需量申報提供依據(jù)。
    設備檔案
            系統(tǒng)可配置每個變電所內變壓器、進線柜、出線柜、計量柜、高壓電纜等設備信息,記錄設備的廠家、型號、投運日期等,并可靈活定義設備的巡檢項、缺陷類別等信息。
    巡檢消缺 
            通過系統(tǒng)編制巡檢計劃,并將計劃下發(fā)到巡檢人員手機上,巡檢人員在變電所現(xiàn)場根據(jù)巡檢要求執(zhí)行巡檢任務,如果在巡檢過程中發(fā)現(xiàn)缺陷,可記錄缺陷并在系統(tǒng)中生成消缺任務。
    ?用戶報告
    手機APP
            通過手機APP實現(xiàn)配電圖查看、視頻監(jiān)視及回放、電力參數(shù)查詢、需量統(tǒng)計、用能分析,并可通過手機接收報警、執(zhí)行巡檢、記錄缺陷.
    4、結語
    本文實現(xiàn)江蘇公司國網(wǎng)云宿主機、OpenStack平臺服務、K8s平臺服務以及K8s容器應用等主要運維對象的監(jiān)控,覆蓋了設備層、平臺層和應用層,并且實現(xiàn)了重要指標的采集和展示,幫助運維人員分析運行健康狀態(tài),同時通過告警規(guī)則的配置,實現(xiàn)了重要運行指標的7×24 h監(jiān)控,大大提升了云平臺故障處置效率,為泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的大規(guī)模建設和應用提供可靠的、持續(xù)的計算、存儲和網(wǎng)絡資源服務。
    本文設計的方案主要實現(xiàn)OpenStack和K8s云平臺資源使用和可用狀態(tài)的監(jiān)控,暫不具備監(jiān)控云平臺運行性能和判斷平臺故障點的能力。因此,對云平臺**組件運行性能和運行日志的分析將是下一步研究的主要工作。
    參考文獻
    【1】董波,沈青,肖德寶. 云計算集群服務器系統(tǒng)監(jiān)控方法的研究[J]計算機工程與科學.
    【2】鄒昊東,丁正陽,滕愛國,韋健.省級泛在電力物聯(lián)網(wǎng)云平臺監(jiān)控系統(tǒng)建設實踐.
    【3】安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計及應用手冊.2020.06版

    安科瑞電氣股份有限公司專注于多用戶計量表,多回路電能表等

  • 詞條

    詞條說明

  • 淺談智能照明控制系統(tǒng)及發(fā)展現(xiàn)狀

    摘要:本文對智能照明系統(tǒng)的產生背景進行了簡要闡述,介紹了智能照明的應用優(yōu)勢及其主要組成部分,并對智能照明系統(tǒng)的幾種**技術進行了探討與分析。對該系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀及前景進行了分析與展望。關鍵詞:智能照明;LED;通訊;控制算法;語音識別0 引言照明系統(tǒng)作為與人民生產生活關系為密切的系統(tǒng)之一,無論是應用在大型的場館還是普通的民用建筑,都順應人們的要求日趨于復雜化、個性化。而傳統(tǒng)的照明方式大多需要進行手動

  • 限流式保護器在高校宿舍樓電氣*中的應用

    【摘要】高校校園一直是火災的多發(fā)區(qū)域,且由于高校宿舍人群較為集中,密度較大,一旦發(fā)生火災,*造成巨大的人身損害以及經濟損失,由此加強高校宿舍的火災防護,對于保證高校校園安全至關重要?;诖?,主要結合高校宿舍火災的發(fā)生現(xiàn)狀,分析引起高校宿舍火災的影響因素,給出高?;馂姆雷o的措施,從而**高校宿舍的消防安全?!娟P鍵詞】高校宿舍;火災;*措施;電氣*;限流式保護器;? ? &n

  • 選煤廠智能電動機保護器的應用

    摘要:在現(xiàn)代工業(yè)控制領域中,智能電機綜合保護器能對受控設備電機提供傳統(tǒng)繼電器所具備的各種保護功能,同時還能提供設備電機電流監(jiān)測、溫度監(jiān)測、狀態(tài)監(jiān)測、啟??刂?、網(wǎng)絡通信等智能功能。本文以神東煤炭集團公司洗選選煤廠常見的幾種智能電機綜合保護器為研究對象,分析對比各種智能電機綜合保護器的功能及特點,為選煤廠智能電機綜合保護器選型提供參考。關鍵詞:選煤廠;智能電機綜合保護器;控制神華神東煤炭集團洗選現(xiàn)有1

  • 淺談電力物聯(lián)網(wǎng)配電系統(tǒng)智能運維

    引言???? 基于電力物聯(lián)網(wǎng)的配電系統(tǒng)在正常運行,智能化運維顯得尤為重要,為較好地提高配電系統(tǒng)的運行水平,使配電網(wǎng)保持長期安全可靠運行,就要提高智能運行與維護管理技術,增強有效性,降低其中存在的各類問題,配電系統(tǒng)是保證電網(wǎng)能夠安全可靠供電的關鍵所在。因此,相關管理部門需要制定完善的基于電力物聯(lián)網(wǎng)的配電系統(tǒng)智能運行與維護技術,來加強配電網(wǎng)的運行管理與維護,同時

聯(lián)系方式 聯(lián)系我時,請告知來自八方資源網(wǎng)!

公司名: 安科瑞電氣股份有限公司

聯(lián)系人: 楊經理

電 話:

手 機: 18702111791

微 信: 18702111791

地 址: 上海嘉定育綠路253號

郵 編:

網(wǎng) 址: czhkxdl.b2b168.com

八方資源網(wǎng)提醒您:
1、本信息由八方資源網(wǎng)用戶發(fā)布,八方資源網(wǎng)不介入任何交易過程,請自行甄別其真實性及合法性;
2、跟進信息之前,請仔細核驗對方資質,所有預付定金或付款至個人賬戶的行為,均存在詐騙風險,請?zhí)岣呔瑁?
    聯(lián)系方式

公司名: 安科瑞電氣股份有限公司

聯(lián)系人: 楊經理

手 機: 18702111791

電 話:

地 址: 上海嘉定育綠路253號

郵 編:

網(wǎng) 址: czhkxdl.b2b168.com

    相關企業(yè)
    商家產品系列
  • 產品推薦
  • 資訊推薦
關于八方 | 八方幣 | 招商合作 | 網(wǎng)站地圖 | 免費注冊 | 一元廣告 | 友情鏈接 | 聯(lián)系我們 | 八方業(yè)務| 匯款方式 | 商務洽談室 | 投訴舉報
粵ICP備10089450號-8 - 經營許可證編號:粵B2-20130562 軟件企業(yè)認定:深R-2013-2017 軟件產品登記:深DGY-2013-3594
著作權登記:2013SR134025
Copyright ? 2004 - 2024 b2b168.com All Rights Reserved