導讀：傳統集中式計算架構設計猶如懸在南網總調頭頂的“達摩克利斯之劍”。
來源 | IT大嘴巴
要評選全球最耗電的城市，非賭城拉斯維加斯莫屬。
提起這個名字，首先讓人想到的就是紙醉金迷、夜夜笙歌的娛樂生活。這裏有從內到外散發著法國風情的 PARIS 酒店，隨音樂而動的百樂宮噴泉，宏偉逼真的金字塔和獅身人面像，還有自由女神像和帝國大廈的縮影。而更重要的，就是滿街的燈紅酒綠、花枝招展……
如此造成的耗電量也頗爲驚人。爲了支持龐大的觀光設施，賭城的巅峰耗電量超過了土耳其全境，每晚用電量等于新加坡全年。爲此，自 2008 年起拉斯維加斯政府就推動了一項節能省電的方案，采用可再生能源供電公共設施。但即便如此，其用電總量依然非常驚人，單是人均耗電就達到北京的 30 倍之多。
不過從另一個層面講，用電量的消耗恰恰體現了城市的現代化程度。多年前 NASA 繪制的全球夜景圖就風靡于互聯網，也從側面形象的表現出不同國家和地區的發展水平。就中國來看，東南沿海的夜景頗爲輝煌，其中尤以珠三角最爲醒目。
負責珠三角供電的部門是中國南方電網有限責任公司，即我們常說的南方電網。而這其中，中國南方電網電力調度控制中心（簡稱南網總調）則是隸屬于南方電網的子公司，代表公司在南方電網運行中行使調度權。換句話說，南網總調是南方電網運行的最高調度指揮機構，調管區域覆蓋廣東、廣西、雲南、貴州、海南 5 省（自治區），供電面積 100 萬平方公裏，供電人口超 2.5 億，供電負荷超 1.9 億千瓦。
如此龐大的覆蓋，如此重要的地區位置，增大了南網總調的工作壓力，它不僅肩負著中國最繁華地區的供電，同樣也是中國經濟特別是珠三角經濟發展的“源動力”。不過在現實中，南網總調的工作卻並不輕松，傳統集中式計算架構設計使得供電負載壓力集中在個別節點，嚴重影響系統可靠性，猶如懸在電網頭頂的“達摩克利斯之劍”，而集中式架構的一個突出問問題就是平台擴展能力差，系統升級改造及擴容極其困難，並且需要投入大量的人力和物力。
架構層面的問題還只是一部分，更深層的原因是伴隨著數字化的發展，南網總調發現難以跟上時代演進的步伐。在過去運營的十多年間，南網總調已經積累了海量的實時運行數據和管理數據，但是受限于傳統計算能力、手段和數據保密性要求，這些調度數據難以發揮價值，只能存儲在磁盤中，白白占用空間，也造成了數據維護的壓力。相比之下，最好的辦法就是將這些數據遷移到雲端，再憑借智能化的數據管理和 AI 中台，讓數據對外、對內發揮價值。
但是這樣的改造談何容易。我們知道，電網系統是關乎國計民生的大事，正所謂牽一發而動全身，一旦在改造過程中出現任何問題或者丁點失誤，都會造成巨大的影響，更對人民群衆的生産生活造成不可估量的損失。爲此，本著“大膽假設、小心求證”的原因，以南方電網電力調度控制中心自動化處高級經理、教授級高級工程師胡榮爲代表的技術團隊經過反複調研和論證，最終選擇了阿裏雲混合雲來打造自己的智能化電力調度雲。
南方電網電力調度控制中心自動化處高級經理、教授級高級工程師胡榮
許多人可能不了解電力調度的作用和價值，但是在業內，調度被認爲是電力系統的大腦，是電網運行管理、倒閘操作和事故處理的指揮機構。而作爲“大腦”的執行者，每個調度員都是保證電網安全運行、穩定運行和經濟運行的直接指揮者。在電網運行中，任何不規範的行爲，都可能影響電網安全、穩定運行，甚至造成重大事故。
恰恰是由于電力調度的重要性，使得調度工程師承載了著巨大的壓力，也讓胡榮團隊對于智能化與 AI 中台更爲期待。作爲國內雲平台的領軍者，阿裏雲有著業內頂尖技術的雲平台與雲服務，而每年雙 11 的“大考”也證明了阿裏雲在系統架構上的穩定性和健壯性，在技術上的領先性，非常適合電力調度使用。正是在這樣的契機下，雙方一拍即合，開啓了智能化電力調度的新篇章。
南網總調一直在采用傳統的集中式架構，無論是操作還是管理都非常繁瑣，無包括賬號管理、資源調配、乃至于後端的監控運維也需要多人協作才能完成，造成了大量的不便于浪費。
在洞悉了南網總調的需求之後，阿裏雲團隊的工程師們從技術層面入手，首先確定了原有集中式架構的問題和痛點，並因地制宜的提出了兼顧性能與安全性的分布式解決方案，將原有的賬號分級、運維管理進行統一管理與重新組合，實現了從集中式架構轉變爲分布式架構的轉變，以數字化、智能化代替了傳統的“煙囪”設計，經過不懈的努力和優化，阿裏雲混合雲從應用痛點的“知”到解決方案的“行”，讓電力調度系統激發出強大的能量。
在更新到阿裏雲平台之後，南網總調借助全新設計的、具備多區域架構的電力調度雲實現了電力行業第一個完全基于互聯網新技術的調度自動化系統基礎平台：統一賬號權限管理、統一資源監控和調度、分級運維等諸多特性實現了軟硬件的解耦，解決了傳統系統負載集中、應用受單個服務器性能限制的問題。
科學技術就是生産力，在如今的智能化時代，計算能力也同樣是生産力。通過阿裏雲的改造，南網總調基于雲原生技術研發業內首個秒級擴展計算資源和即插即用雲化的 SCADA 系統，大大降低了原有系統的相應時間、提升了系統運行效率、降低了運維人員的管理難度，實現了每秒處理消息超過 6 萬、全系統 70 秒一鍵布署、10 秒快速擴容等諸多特性。
“我們與阿裏雲混合雲共同打造的項目，經過了中國電機工程學會的鑒定，達到了國際領先水平。基于調度雲的大規模算力，綜合防禦日前安全校核計算從原來的 1 個多小時縮短到 10 分鍾。南網總調網級數據中心已覆蓋南方電網全部 7000 多個 35kV 及以上廠站，實時數據超過 300 萬點，目前正在接入百萬級的配電站點，預計實時數據處理能力達到千萬級”，在談到新系統優勢的時候，胡榮興奮的表示。
依托阿裏雲搭建的電力調度雲，南方電網僅用三個月時間就上線了“電力現貨交易”系統。2019 年 5 月 21 日，南方電網實現全國首次電力現貨交易結算，開創了業界的記錄。而全新打造的南網總調的 AI 調度平台也正式投入使用。借助于雲計算、大數據和深度學習等多種尖端技術，AI 調度平台可以可以快速生成數據樣本、快速實現算法叠代，AI 算法對電網負荷預測准確率高達 97%，超過人工預測水平。
就在 2019 年 9 月，南方電網還與電機工程學會聯合舉辦了全網首個電力調度 AI 大賽，探索人工智能技術與傳統電網業務深入融合的路徑。大賽寄希望于借助 AI 精准的電量預測使配售電的建設投資與電網網架結構布局更爲合理。一來爲企業節省預算，二來實現多能互補的智能能源管理。
在雲計算發展的初期，我們常把雲比作“水電”，而事實上無論是數字化、智能化還是其他任何技術的發展，都離不開充足的電力支持。甚至可以說，數字化的基礎就是電力調度智能化，只有這樣才能夠實現電力的充分供給，也免除了企業在數字化轉型的道路上的後顧之憂，輕裝前進。
正如胡榮在本次阿裏雲棲大會上所強調的那樣——當今世界正在進行一場數字經濟革命，電力系統的結構形態和系統特征也在發生重大變化，電網企業應積極借鑒阿裏雲等互聯網企業成功的數字化轉型經驗，搭建能源生態數字運營平台，整合開放行業服務能力，降低行業進入門檻，引導和服務社會資金和多元市場主體，推動行業生態的高質量發展，通過不斷豐富高頻服務場景，滿足人民美好生活的能源電力需求。