工业用户虚拟电厂控制系统需求规格书

工业用户虚拟电厂控制系统需求规格书目录229801引言 3280881.1目的和范围 3151071.2参考资料 323361.3术语和缩略语 3185551.4文档约定 3272052系统概述 437252.1项目概述 4187382.2建设目标 455002.3项目建设内容及必要性 491852.4角色定义 4100063系统功能清单 5147814软件功能设计 7303724.1系统架构 7174844.2平台（xx） 8259664.2.1首页（xx01） 8241014.2.2可控负荷在线监测（xx02） 10123784.2.3项目运行（xx03） 11211494.2.4结算管理（xx04） 14305644.2.5资源管理（xx05） 1591644.2.6服务评价（xx06） 16220264.2.7终端设置（xx07） 16168654.2.8互动终端（xx08） 16153245集成设计 2114945.1 软件接口设计 21283735.1.1提供接口 21212535.1.2引用接口 21115545.2硬件接口设计 2277286部署设计 23211266.1部署结构 23199586.2开发环境要求 23177907非功能需求 24183847.1性能 24211927.1.1系统容量 24220227.1.2系统响应时间 2446177.1.3事务失败率 24138867.1.4数据库性能 2411757.1.5服务器性能 24239547.1.6兼容性 25265587.2可靠性 2598117.3可扩展性 25158617.4互操作性 25319697.5可测试性 25283727.6可管理性 2631367.7可维护性 2671347.8用户特性 26

引言目的和范围本需求分析说明文档编写的目的，是为用户及软件开发双方充分理解软件产品的需求、功能、运行环境、性能、可靠性、安全性等方面而编写。它阐述了系统的使用范围及背景，明确了所要达到的目标以及目标所需的条件，从而使双方对软件的初始规定有一个共同的理解，使之成为整个开发工作的基础，为该系统的设计、开发与测试提供指导。参考资料术语和缩略语术语、缩略语解释说明有序用电在电力供应不足、突发事件等情况下，通过行政措施、经济手段、技术方法，依法控制部分用电需求，维护用电秩序平稳的管理工作。有序用电原则上应按照先错峰、后避峰、再限电、最后拉闸的顺序开展安排。错峰是指将高峰时段的用电负荷转移到其他时段，通常不减少电能使用。避峰是指在用电高峰时段，组织用户削减或者中断用电负荷，减少一天中的用电高峰需求，一般会减少电能使用。限电是指在特定时段限制某些用户的部分或全部用电需求，减少一天中的用电高峰需求，一般会减少电能使用。输电断面在实际电力系统中，系统调度人员往往仅根据地理位置，将联络电源中心与负荷中心的若干线路选为一个输电断面。负荷缺口电力系统中电力供应不足时，实际电力需求和电力供应的差值为负荷缺口，指在某一时间点，所有用户错峰、避峰、限电负荷之和。压限负荷压限负荷也就是减少用电负荷，由于某些原因，造成电网负荷紧张，需要限制一部分用电，才能满足重要负荷的用电；压限负荷包括错峰、避峰及限电三种方式。文档约定需求标识方法,如序列化编号、层次话编号、层次化文本标签等方法。应确保需求标识在整个项目中的唯一性，且不受需求变更的影响，不得使用word自带的序列化作为需求标识若引用了参考资料，应指明参考资料的简称与章节号或页码，以便复核与评审）系统概述项目概述随着产业结构的调整和人民生活水平的提高，我国电力消费增速加快，“十四五”期间最大负荷增速快于用电量增速，2025年将达到16亿千瓦左右，用电负荷峰谷差达4亿千瓦左右。我国产业正向中高端迈进，大工业用户高附加值产品生产工艺用电量和用电负荷都将显著提升，2020年江苏电网最大用电负荷再创新高，用电尖峰越发明显，负荷峰谷差呈增大趋势，电力平衡将成为电力系统规划运行的关键制约因素。近年来，我省需求响应市场建设和项目实践已取得一定进展，由于电改的深入以及电力现货市场的建设、可再生能源并网需求等市场环境不断变化，新时期电力发展对现行的需求响应机制提出了更高的要求。建设目标本项目对大工业企业进行实时需求响应能力建设，实现工业企业及园区各供用能系统的实时感知、动态控制和信息服务，实现实时需求响应柔性控制，提升能源综合利用水平。建设工业企业用能控制系统，实现负荷互济、提升平衡能力，远期可以进一步拓展园工业企业及园区能源交易、需求响应和现货交易等新型业态。搭建工业企业能源管控体系，进行能源监测，帮助企业实时掌握能源状况的同时，为企业优化资源调配、组织生产、部门结算、成本核算提供能源数据支撑。项目建设内容及必要性通过对大用户包含工业企业和工业园区进行电网友好互动柔性控制实时需求响应能力建设，目标对大功率工业生产设备用电监测，建设电网互动柔性控制实时需求响应能力，实现工业企业及园区各供用能系统的实时感知、动态控制和信息服务，实现实时需求响应柔性控制，优化能源结构配置，提升能源综合利用水平。工业企业及园区用能控制系统还能实现负荷互济、提升平衡能力，远期可以进一步拓展工业企业及园区能源交易、需求响应和现货交易等新型业态，推动“源-网-荷-储”互动能力提高，为新兴市场主体以及辅助服务营造活跃、便捷、共享的生态圈。角色定义序号角色名称角色描述1企业用户企业用户2聚合商用户负荷聚合商用户3项目填报人员项目发起人员4项目审批人员项目启动审批，项目结果确认与调整5项目下达人员项目下达确认人员6档案管理员维护企业虚拟电厂信息，企业信息，设备信息等台账信息维护7系统运维人员各种模型，规则信息维护8系统管理员对系统运行状况进行监控系统功能清单序号模块子模块1首页首页GIS展示2首页全省数据总览3首页行业分布4首页天气情况5首页控制日志6可控负荷在线监测在线监测总览7虚拟电厂总览8地市区域总览9企业总览10设备运行详情11项目运行项目启动12项目执行13策略管理14流程控制工作流15执行监控16基线计算公式设置17基线负荷18结算管理企业结算19结算规则20资源管理虚拟电厂管理21企业信息管理22企业设备管理23协议管理24服务评价企业执行评价25评分规则设置26终端设置智能网关设置27智能电表设置30数据采集点设置31数据传输上报数据解析32控制报文下发33通知指令下发34数据上报纠错35控制下发流程管理36数据清洗37数据预测模型38数据预测结果39互动终端事件交互40负荷跟踪41资源详情42响应策略43系统设置46系统对接与接入单点登录47权限整合48企业数据同步49设备数据同步50档案数据同步51用户数据同步52系统管理用户管理53角色管理54菜单管理55部门管理56岗位管理57字典管理58参数设置59通知公告60操作日志61登录日志软件功能设计系统架构应用层:项目使用Vue框架，主要目的是将视图UI和业务逻辑分开；界面样式采用CSS进行控制，保证能够进行灵活改变。采用技术主要包括：Vue2.6、elementUI、HTML5、CSS3等主流技术。Vue：通过简单的API实现响应的数据绑定和组合的视图组件，双向数据绑定连接视图（view）和模型（model），为复杂的单页应用提供驱动。elementUI：为开发者、设计师提供基于Vue2.0的桌面端组件库。HTML5：为承载丰富的web内容而设计的新语义、图形及多媒体元素，提供的新元素和新API简化了web应用程序的搭建，方便在不同类型的硬件之上运行。CSS3：提供用于控制网页的样式和布局。Js：处理网页内容的方法和接口，与浏览器进行交互，可以在多种平台下运行。CDN：提供关键技术内容存储和分发，包括但不仅限于：内容缓存、内容路由、内容注入和发布、内容分发等。服务层：主要服务有可控负荷在线监测服务、资源管理服务、终端设置服务、项目运行服务、结算管理服务、服务评价服务。实现上报数据实时解析，设备模型和数据模型的实时管理，实时计算预测模型和预测结果,控制报文生成和下发，对只能网关和控制表计的模型进行管理。采用的主要技术有微服务Spring-Cloud框架和nacos注册中心，结合通讯协议MQTT、IEC104等进行数据报文解析和控制报文下发，同时微服务部分也实现了模型管理，模型创建的功能实现数据模型化，通过算法对模拟量数据进行实时预测。传输层通过大用户智慧能源网关，将采集的数据汇总分析并上传至系统。同时可以对采集到的数据实时进行边缘计算,降低服务器计算压力，对电表的设置和表计的点位设置。主要用到的技术是4G/5G物联网、VPN/APN网络通道、IEC104等。采集层采集企业生产主要用电设备，包括有功功率、无功功率、视在功率、功率因素、电流、电压、频率等模拟量。主要技术有RS485、modbus、IEC104、LORA、zjgbee等平台（xx）首页（xx01）应用功能编号xx01应用功能名称首页使用频率每日N次并发用户1000功能描述客户登录后，首页显示已接入的企业、设备、负荷负载量、用能行业分布数据、全省地市的可调资源排行、全省总用电负荷曲线、负荷控制日志、爬坡速率、天气预报数据。参与者管理员、企业用户输入数据业务逻辑在用户登录成功后根登录用户的权限显示该权限用户能查看的数据输出数据全省接入系统的企业和设备、全省总用电负荷曲线展现的时昨日负荷与今日负荷两条曲线、不同行业用能的占比、天气预报数据等前提条件用户成功登录系统基本流程用户登录成功后显示企业、设备、负荷负载量、用能行业等分布数据扩展流程非功能需求界面说明序号元素名称类型必填说明1地市名点击地图上的地市名显示该地市的当前负荷、可控负荷、新能源发电和已有的设备数2首页GIS展示（xx0101_xx01）通过GIS地图，展示所有接入企业的负荷曲线，包括监控负荷曲线和基线参考负荷曲线，展示企业数量、设备数量、企业设备负载情况、企业信息；首页全省数据总览（xx0101_xx02）集成企业各项统计数据和指标内容，并通过图表展示；横向坐标为单日时间,数据颗粒度为15分钟,显示颗粒度:1小时，纵向坐标为区域(与GIS地图联动)负荷量；显示曲线为昨日负荷、今日负荷和基线负荷,如果昨日或者今日有负荷调控项目,需展示出来；点击’电量’按钮切换至电量显示,横向数据颗粒度变为1小时；鼠标滚轮可放大缩小曲线；首页行业分布（xx0101_xx03）根据区域(与GIS地图联动)，展示用能负荷情况，并展示不同行业可控负荷占比饼状图;首页天气情况（xx0101_xx04）气象信息展示，展示天气情况、温度、湿度等信息；首页控制日志（xx0101_xx05）滚动显示企业调控日志记录，记录包含企业名称、调控负荷量、调控时间、响应方式、调控完成度信息；可控负荷在线监测（xx02）应用功能编号xx02应用功能名称可控负荷在线监测使用频率每日N次并发用户1000功能描述展示了地市的实时负荷数据，选择地市过后会跳出该地市的详细信息，包含了该地市的负荷量、装机容量、填谷出力能力、设备的当前运行时间等信息参与者管理员、企业用户输入数据业务逻辑在用户登录成功后根登录用户的权限显示该权限用户能查看的数据输出数据显示虚拟电厂的负荷曲线和不同时刻虚拟电厂的负荷量的前提条件用户成功登录系统基本流程用户登录成功后选择可控负荷在线监测菜单显示虚拟电厂的负荷曲线和不同时刻虚拟电厂的负荷量的扩展流程非功能需求界面说明序号元素名称类型必填说明1地市选择地市过后会跳出该地市的详细信息，包含了该地市的负荷量、装机容量、填谷出力能力、设备的当前运行时间等信息曲线监测总览（xx0201_xx01）在总览模块展示了全部的上下调负荷量、所有设备的总数和总容量以及容量分布环状图，同时也可查看总负荷曲线以及各地市的大致负荷曲线缩略图；地市区域总览（xx0201_xx02）展示了地市的实时负荷数据，选择地市过后会跳出该地市的详细信息，包含了该地市的负荷量、装机容量、填谷出力能力、设备的当前运行时间等信息；企业总览（xx0201_xx03）选择具体的企业即可查看企业的总览信息以及该企业下的所有设备的详细信息，包括设备符合曲线、类型、状态、安全系数、友善系数等信息；设备运行详情（xx0201_xx04）可查看单独设备的运行数据，包括负荷曲线等信息；项目运行（xx03）项目运行主要分为项目创建、项目执行两个过程，项目是由选择的企业、响应量、响应单价、启动时长及响应时长组成。项目经审批确认后下发，由企业选择是否参与，当响应量满足项目要求时，下发执行通知。应用功能编号xx03应用功能名称项目运行使用频率每日N次并发用户1000功能描述管理员发布需求响应事件，被选中的企业用户通过设备回复是否参与需求响应事件，并向参与的企业定时传输实时负荷数据参与者管理员、企业用户输入数据业务逻辑管理员可以在此功能下创建需求响应事件并发布，并与参与的企业用户通过设备进行交互输出数据前提条件用户成功登录系统基本流程点击项目启动，跳转到以下页面，该页面作为项目发起的信息编辑，可以根据项目类型以及预设策略进行快速编辑项目发起项目成功后即跳转到项目执行页面，此时可以查看到所有项目的状态以及信息点击提交按钮即可提交项目进入待审批状态点击撤销按钮即进入已撤销状态，此时项目便已废止点击审批按钮弹出审批对话框，即可对项目进行审批如果选择通过即可进入审批通过状态，如果选择不通过即进入审批未通过状态，需要重新编辑并提交进行第二次审批在项目审批通过后点击下发按钮，状态变更为参与确认中，即将项目下发给选择的企业以供其选择是否参与，在企业确认结束时间之前企业都可以选择参与项目当项目处于待运行、运行中、运行完成的状态时，用户可通过执行监控模块对项目的整体信息进行监控查看点击开始确认按钮项目状态变更为效果确认中点击结算按钮，即可在后台通过预设好的结算规则对项目进行结算点击结算审批按钮，弹出审批弹框，即可对结算结果进行审批此时点击公示按钮，后台进行最后的处理，通过评分规则对参与项目的企业进行评分扩展流程非功能需求项目创建（xx0301_xx01）通过项目创建进行发起需求响应项目，关联区域内各个企业，通过审核后即可发送项目消息到企业，由企业进行确认是否参与；上方为可控负荷运行流程图，下方为所有项目的分页清单，排序默认为时间倒叙，点击发起按钮弹出项目启动页面；项目执行（xx0301_xx02）确认项目开始执行，在项目执行模块可查看到所有需求响应项目的运行状态信息，并对其进行后续的操作和页面的跳转。策略管理（xx0301_xx03）在项目发起时可以通过在策略管理中预设的策略进行快速编辑项目信息，包括策略编号、策略名称、策略规则、策略类型、累计运行次数、状态及操作情况。流程控制工作流（xx0301_xx04）可在此功能查看控制工作流向，查询目前所处状态；执行监控（xx0301_xx05）在项目待运行、项目进行中、项目完成后都可以通过执行监控页面进行监测各项指标的动态数据；基线计算公式设置（xx0301_xx06）设置基线负荷的计算公式，对公式行修改、删除等操作；基线负荷（xx0301_xx07）该功能模块可以根据区域和虚拟电厂两种树结构查看各个节点的任何时间的负荷曲线信息，包括今日负荷、昨日负荷以及基线负荷；结算管理（xx04）该功能模块作用在项目运行最后的结算状态，可以通过已有政策编辑结算公式，来对后台的自动计算进行控制，并作为结算依据。且可以查看到所有企业的结算信息。结算公式会提前预设,之后可以进行修改,通过公式的修改来对参与企业进行结算。应用功能编号xx04应用功能名称结算管理使用频率每日N次并发用户1000功能描述管理员可以在此功能下创建结算规则和查询项目中企业的结算信息参与者管理员、企业用户输入数据业务逻辑管理员可以在此功能下创建结算规则应用在项目执行确认后的流程中输出数据前提条件用户成功登录系统基本流程结算管理分为2个模块，企业结算和结算规则企业结算在企业结算页面可以查询项目里企业的结算信息，从企业结算可以了解到企业的发起时间等信息结算规则在结算规则页面你可以定义调峰和填谷两种类型的结算规则，也可以查询到已有的结算规则

扩展流程非功能需求资源管理（xx05）该功能模块是将区域内所有的企业构成了整个项目的网络，可以对企业和设备进行增删改查的操作，并且可以关联设备和企业。应用功能编号xx05应用功能名称资源管理使用频率每日N次并发用户1000功能描述管理员可以在管理页面中查看已经建档的数据参与者管理员、企业用户输入数据业务逻辑结算管理分为4个模块，虚拟电厂管理、企业信息管理、企业设备信息管理、协议管理,管理员可以在管理页面中查看已经建档的数据输出数据前提条件用户成功登录系统基本流程虚拟电厂管理进入虚拟电厂管理的页面后可以查询已有的虚拟电厂,从虚拟电厂的状态可以看出哪些虚拟电厂正在使用当中企业信息管理在企业信息管理页面当中，可以查看已经在系统建档的企业，可以对这些企业信息进行修改，点击导出备份企业信息企业设备管理企业设备管理可以查询企业下的设备协议管理

扩展流程非功能需求协议管理（xx0501_xx01）协议管理可以对企业参与的协议合同进行编辑管理，关联协议参与企业以及合同联系人和保存合同附件。服务评价（xx06）应用功能编号xx06应用功能名称服务评价使用频率每日N次并发用户1000功能描述在服务评价下可以查看企业执行的评价和设置评分规则参与者管理员、企业用户输入数据业务逻辑管理员设置评分规则成为对企业执行项目评价的依据输出数据前提条件用户成功登录系统基本流程企业执行评价企业执行评价页面展示的对企业执行项目的评价，是由管理员设置的评分规则进行打分的，在项目运行添加完企业后，企业收到信息决定是否参加该项目，参加完该项目后，会根据企业在项目中的表现对企业进行一个评价评分规则设置显示已有的评分规则，作为对企业执行评价的依据

扩展流程非功能需求企业执行评价（xx0601_xx01）展示的对企业执行项目的评价，是由管理员设置的评分规则进行打分的，在项目运行添加完企业后，企业收到信息决定是否参加该项目，参加完该项目后，会根据企业在项目中的表现对企业进行一个评价；评分规则设置（xx0601_xx02）可以通过编辑评分规则在后台根据响应完成度自动对企业进行评分。并且可以通过点击企业树查看对应企业的完成信息以及评分结果；终端设置（xx07）终端设置可以对网关、电力能效采集终端及采集点的设置，修改配置项；互动终端（xx08）事件交互界面包括一下几种情景：序号情景需要显示的内容1目前无需求响应事件发生最近一次的需求响应事件基本内容2需求响应事件发生，需求响应信号传递到交互终端显示当前的需求响应事件基本内容，给出“参与”或“不参与”的选项和提示信息3用户点击参与显示用户选择结果，给出提示信息4用户点击不参与显示用户选择结果，给出提示信息5超时未点击显示用户选择结果，给出提示信息6响应结束后，无新的需求响应事件最近一次的需求响应事件基本内容，给出提示信息页面如下所示：负荷跟踪负荷跟踪界面包括以下几种情景：序号情景需要显示的内容1当前无需求响应默认空白，可选择最近一次的需求响应事件的记录2响应事件发生显示当前的需求响应事件基本内容以及用户响应回复的结果3用户已参与需求响应，直到需求响应结束30分钟内，主站持续推送用户数据显示当前的需求响应事件基本内容以及用户响应回复的结果，以及主站推送的负荷基线数据、负荷控制目标值、用户负荷曲线4本次需求响应结束超过30分钟，本次无新的需求响应事件保持情景3的主要显示内容不变，直至下一日，刷新到情景1资源详情资源详情界面包括以下几种情景：序号情景需要显示的内容1默认情景显示可调资源总运行负荷及选中的子资源运行负荷2点击详细数据浏览按键显示各子资源包含运行负荷在内的电气量数据列表集成设计5.1 软件接口设计提供接口Mqtt数据采集接口描述：根据设备id从Mqtt服务器上获取该设备的实时负荷数据接口方式：数据集成调用频度：每15分钟调用一次接口输入：不同公司的订阅主题接口输出：设备负荷值引用接口天气获取接口接口描述：根据经纬度获取该城市的天气预报数据接口方式：数据集成接口输入：经纬度，用户认证key接口输出：codeAPI状态码，具体含义请参考状态码updateTime当前API的最近更新时间fxLink当前数据的响应式页面，便于嵌入网站或应用daily.fxDate预报日期daily.sunrise日出时间daily.sunset日落时间daily.moonrise月升时间daily.moonset月落时间daily.moonPhase月相名称daily.tempMax预报当天最高温度daily.tempMin预报当天最低温度daily.iconDay预报白天天气状况的图标代码，图标可通过天气状况和图标下载daily.textDay预报白天天气状况文字描述，包括阴晴雨雪等天气状态的描述daily.iconNight预报夜间天气状况的图标代码，图标可通过天气状况和图标下载daily.textNight预报晚间天气状况文字描述，包括阴晴雨雪等天气状态的描述daily.wind360Day预报白天风向360角度daily.windDirDay预报白天风向daily.windScaleDay预报白天风力等级daily.windSpeedDay预报白天风速，公里/小时daily.wind360Night预报夜间风向360角度daily.windDirNight预报夜间当天风向daily.windScaleNight预报夜间风力等级daily.windSpeedNight预报夜间风速，公里/小时daily.precip预报当天总降水量，默认单位：毫米daily.uvIndex紫外线强度指数daily.humidity相对湿度，百分比数值daily.pressure大气压强，默认单位：百帕daily.vis能见度，默认单位：公里daily.cloud云量，百分比数值refer.sources原始数据来源，或数据源说明，可能为空refer.license数据许可或版权声明，可能为空硬件接口设计无部署设计部署结构开发环境要求序号工具名称工具用途备注1PowerDesigner12.5数据模型设计软件模型设计2Mysql8.0数据库3Tomcat9.0应用服务器4Maven3.6.0服务端构建工具服务端版本依赖管理5IDEA2018.3.5服务端开发工具6VisualStudioCode1.31前端开发工具7Docker容器化部署非功能需求性能系统容量规格编号xx-001规格类型性能系统注册用户数预计用户数达500系统最大在线用户数最大并发数500系统结构化数据量上线初期1TB，三年后达到5TB系统非结构化数据量上线初期1TB，三年后达到5TB业务高峰时间段迎峰度夏用电高峰时段，每年5月-8月系统响应时间规格编号xx-002规格类型性能首页访问小于或等于8秒登录平均响应时间小于或等于10秒简单查询平均响应时间小于或等于10秒复杂查询平均响应时间小于或等于15秒提交操作平均响应时间小于或等于10秒事务失败率规格编号xx-003规格类型性能事务失败率业务正常时<1%数据库性能规格编号xx-004规格类型性能CPU平均占用率当系统并发用户数在设计要求范围内时，虚拟化的应用服务器和数据库服务器的CPU平均利用率小于或等于80%内存使用率当系统并发用户数在设计要求范围内时，应用服务器的内存平均使用率小于或等于85%服务器性能规格编号xx-005规格类型性能复杂事务处理的页面响应当系统进行复杂事务的处理且响应时间较长时，系统根据事务内容分级逐步响应；当系统并发数达到设计峰值时，系统采用延迟访问的方法避免系统崩溃，并在页面中提供友好的提示信息表单提交的数据量系统提交表单时，不含附件的表单数据量不超过1M；如表单提