云終端系統(tǒng)在電網(wǎng)一體化中的經(jīng)濟效益分析(發(fā)表版).doc

此文檔收集于網(wǎng)絡(luò)，僅供學(xué)習(xí)與交流，如有侵權(quán)請聯(lián)系網(wǎng)站刪除云終端系統(tǒng)在電網(wǎng)一體化平臺中的經(jīng)濟效益分析摘要:電網(wǎng)一體化領(lǐng)域中電網(wǎng)業(yè)務(wù)系統(tǒng)應(yīng)用模式逐漸由分離變?yōu)榻y(tǒng)一管理。這種變化更多地強調(diào)了業(yè)務(wù)的“集中”和“協(xié)同”處理，這就要求通信支撐系統(tǒng)能夠以多種手段消除原有的通信系統(tǒng)之間的技術(shù)壁壘，云計算作為一種新的計算模式，為用戶提供動態(tài)擴展、按需所取的計算、存儲、平臺、軟件等資源服務(wù)【1】。對于云服務(wù)提供者來說，虛擬化、自動化、高擴展性中間件等云計算關(guān)鍵技術(shù)的使用，使系統(tǒng)的資源利用率、可靠性、穩(wěn)定性、性能、配置管理的簡易性和快捷性等都得到了很大的提高，大大節(jié)省了軟硬件基礎(chǔ)設(shè)施和人力資源，降低了運營成本。關(guān)鍵詞：云計算；云終端系統(tǒng)；電網(wǎng)一體化；中圖分類號： 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： 文章編號：Analysis economic benefit of cloudterminal systeminpower gridintegrationAbstract: Application model ofgridservice systemgradually become fromseparation to unified management. This changeemphasis many on thebusiness of “focus” and “cooperative” treatment .This requires communication support system can eliminate technical barriers by variety of means between the original system. Cloud computing is anew computing model,to provide users with dynamic expansion,according to the calculation,thestorage, platform, software and other resources service. For cloud service providers,virtualization,automation,highexpansion of the useofmiddlewareand other key technology of cloud computing,the systemresource utilizationrate,simplereliability,stability,performance,configuration managementand convenienceare greatly improved,greatly saves thehardware infrastructure and human resources,lower operating costs.Key words:cloud computing;cloudterminal system;grid integration;0 引言“十一五”是國家電網(wǎng)公司的重要發(fā)展階段，在“大運行”發(fā)展戰(zhàn)略體系的大背景下，電網(wǎng)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的組織架構(gòu)、業(yè)務(wù)模式和業(yè)務(wù)流程發(fā)生了很大的變化，這種組織架構(gòu)的變化導(dǎo)致了通信端的改變，從而要求通信支撐手段要能根據(jù)這些變化覆蓋到所有通信需求的業(yè)務(wù)部門。隨著SG-ERP工程建設(shè)的開展，內(nèi)網(wǎng)計算機在生產(chǎn)、管理、運營等方面作用日益增加，內(nèi)網(wǎng)計算機的規(guī)模逐步擴大。目前由于新入職以及設(shè)備淘汰等原因，公司每年需要采購約6萬臺內(nèi)網(wǎng)計算機, 使用內(nèi)網(wǎng)計算機的人員，其在流動性、身份驗證、數(shù)據(jù)備份、信息銷毀、設(shè)備攜帶以及安全審計等方面存在保密安全問題，終端信息安全形勢日益嚴(yán)峻，并且內(nèi)網(wǎng)計算機常用辦公軟件、軟件版本均按照個人辦公習(xí)慣進(jìn)行安裝使用，在軟件安全配置、使用方式、軟件版本、兼容性等方面缺乏必要的監(jiān)管手段，存在信息安全隱患。近年來，隨著云終端技術(shù)的不斷成熟，以及在信息安全保密、能耗、運維等方面的優(yōu)勢，云終端已經(jīng)成為桌面辦公發(fā)展的趨勢，在國內(nèi)外已經(jīng)有較多的成功案例。世界上500強公司80%以上均已經(jīng)采用云終端模式進(jìn)行辦公。國內(nèi)聯(lián)通、移動、電信、工商銀行、交通銀行、建設(shè)銀行、石油、石化等大型央企以及國稅、海關(guān)均部署了大規(guī)模的云終端系統(tǒng)。本文結(jié)合云終端系統(tǒng)在各網(wǎng)省公司的試點情況，對比了PC主機以及云終端工作模式下的幾種經(jīng)濟成本和運維成本，并通過經(jīng)濟學(xué)中的財務(wù)凈現(xiàn)值法和內(nèi)部收益率法分析得到云終端的投資效益分析數(shù)據(jù)【2】，提出了在電網(wǎng)一體化平臺中云終端投資的經(jīng)濟優(yōu)勢，而龍江公司云終端系統(tǒng)的試點中得到了充分的證實。云終端系統(tǒng)也必將是未來市場的主流趨勢。1 相關(guān)技術(shù)簡介1.1 云計算分類簡介到目前為止，云計算平臺總共有 3 種，主要包括：1)IaaS 基礎(chǔ)設(shè)施作為服務(wù)2)PaaS，云計算作為一個服務(wù)平臺 3)SaaS，云計算作為一個軟件服務(wù)。IaaS（基礎(chǔ)設(shè)施作為服務(wù)）:在這個最基本的云服務(wù)模式下，云服務(wù)提供商提供計算機設(shè)備或虛擬機設(shè)備以及存儲資源，以及防火墻，負(fù)載平衡器和網(wǎng)絡(luò)資源，IaaS 提供商根據(jù)用戶的需求從其備用的資源池中提供這些資源，在這種模式下，基礎(chǔ)設(shè)施為云計算平臺的提高尚所提供的服務(wù)，比如計算能力資源或者存儲能力的資源。PaaS（云計算作為一個服務(wù)平臺）: PaaS 平臺也稱為云計算系統(tǒng)中的應(yīng)用基礎(chǔ)設(shè)施的服務(wù)提供平臺。在傳統(tǒng)意義的定義下，PaaS通常被稱為中間件平臺，因為PaaS 平臺在整個云計算系統(tǒng)服務(wù)模式的構(gòu)造中處于中間位置，其更接近于用戶的服務(wù)模式為 SaaS 平臺，其更接近于底層的服務(wù)模式為 IaaS平臺。SaaS （云計算作為一個軟件服務(wù)）: 對于云計算 SaaS 服務(wù)提供商來說，其主要服務(wù)在于提供為企業(yè)構(gòu)造信息化系統(tǒng)所需要的所有網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施以及設(shè)備運作平臺。在 SaaS 軟件應(yīng)用的設(shè)計上，其主要出發(fā)點在于使服務(wù)能夠通過互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行交易與流通，從而能夠使企業(yè)用戶能夠盡快的通過互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行接入從而進(jìn)行信息化系統(tǒng)的部署與應(yīng)用。1.2 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀在國內(nèi)外現(xiàn)有的研究當(dāng)中，針對分布式系統(tǒng)的研究主要針對云計算系統(tǒng)的前身網(wǎng)格計算系統(tǒng)，主要包括如下：Dai等人對樹狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的網(wǎng)格計算系統(tǒng)的可靠性及性能進(jìn)行了數(shù)學(xué)建模，并且解決了在考慮網(wǎng)格系統(tǒng)的可靠性及性能的綜合作用的情況下的網(wǎng)格系統(tǒng)資源的最優(yōu)配置策略。Levitin等人對星形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的網(wǎng)格計算系統(tǒng)的可靠性及性能模型進(jìn)行了研究，并且提出了一種對網(wǎng)格系統(tǒng)的資源配置算法，該算法經(jīng)過大量仿真實驗表明能夠達(dá)到更高的網(wǎng)格系統(tǒng)的服務(wù)可靠性以及更高的期望性能。Kong等人研究了3種典型網(wǎng)格計算系統(tǒng)的虛擬架構(gòu)管理系統(tǒng)，即集中式、層次式、點對點式結(jié)構(gòu)的性能容錯性及可擴展性。在國內(nèi)外已有的研究當(dāng)中，對于調(diào)度器調(diào)度策略的研究大都假設(shè)各個任務(wù)的大?。ㄈ蝿?wù)的執(zhí)行量）和各資源的處理能力是已知的，因而任務(wù)在不同資源上的執(zhí)行時間是已知的。針對優(yōu)化目標(biāo)位任務(wù)調(diào)度算法的調(diào)度跨度這一單一優(yōu)化目標(biāo)而言，有傳統(tǒng)的基于靜態(tài)啟發(fā)式的任務(wù)調(diào)度算法 Min-Min 以及 Max-Min。另外，還有一些設(shè)計原理來源于人工智能以及生物活動過程的觀察的多目標(biāo)任務(wù)調(diào)度算法，例如蟻群算法（Ant Colony Algorithm）、遺傳算法（Genetic Algorithm）以及粒子群算法（Particle Swarm Algorithm）也被應(yīng)用到調(diào)度算法中，這些算法能夠進(jìn)行多目標(biāo)優(yōu)化，通常的優(yōu)化目標(biāo)是跨度（Make Span）以及負(fù)載均衡（LoadBalance）。此外，基于考慮 QoS 的限制，并且實現(xiàn)經(jīng)濟原則（Maximum Utility）的調(diào)度算法也已被提出，如考慮服務(wù)的時間要求（Deadline）以及可靠性（Reliability）等 QoS要求，并且實現(xiàn)利益最大化的算法。針對樹形的網(wǎng)格計算的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，Dai 等人也提出了一個任務(wù)調(diào)度的模型。Vengerv等人提出使用增強學(xué)習(xí)的框架在網(wǎng)格系統(tǒng)的任務(wù)調(diào)度中，從而能夠在不同的經(jīng)濟效益函數(shù)(TUF,Time Utility Function)下最大化網(wǎng)格系統(tǒng)所獲得的經(jīng)濟效益【3】。1.3 云終端系統(tǒng)簡介云終端系統(tǒng)（以下簡稱“云終端”）包括云接入端、云服務(wù)端兩部分。圖1云終端系統(tǒng)邏輯架構(gòu)云接入端：采用瘦終端設(shè)備（本地?zé)o硬盤的精簡PC），只提供圖像的顯示、網(wǎng)絡(luò)連接、鼠標(biāo)鍵盤等外設(shè)的命令傳輸?shù)裙δ?。該設(shè)備為平均功率為10W。云服務(wù)端：利用服務(wù)器、磁盤陣列的物理資源為員工提供個人的桌面服務(wù)、存儲服務(wù)。通過系統(tǒng)管理、許可服務(wù)、桌面發(fā)布、身份驗證、云硬盤等子模塊，實現(xiàn)桌面資源管理、配置動態(tài)調(diào)配（CPU、內(nèi)存、硬盤容量）、行為審計、文件傳遞和備份等功能【4】。圖2 云終端系統(tǒng)瘦終端2 經(jīng)濟評價中重要指標(biāo)的含義及應(yīng)用對云終端系統(tǒng)在電網(wǎng)一體化規(guī)劃來講，由于工程項目的周期較長，且涉及許多壽命不同的子項目，在規(guī)劃期內(nèi)費用流比較復(fù)雜，一般采用動態(tài)評價法。其涉及到的比較重要的動態(tài)評價指標(biāo)有財務(wù)凈現(xiàn)值、內(nèi)部收益率等。2.1 財務(wù)凈現(xiàn)值法及應(yīng)用凈現(xiàn)值及凈現(xiàn)值率是反映電網(wǎng)投資方案在計算期內(nèi)獲利能力的動態(tài)評價指標(biāo)，其計算表達(dá)式為： （1）式中 NPV凈現(xiàn)值；NPVR凈現(xiàn)值率；CI現(xiàn)金流入；CO現(xiàn)金流出；n壽命期或者計算期；電力工業(yè)折現(xiàn)率或基準(zhǔn)收益率。結(jié)合電網(wǎng)規(guī)劃項目的建設(shè)情況， 在計算電網(wǎng)工程項目凈現(xiàn)值時，所需考慮的資金流入（CI）與流出（CO）等因素見表1 所示?，F(xiàn)金流入（CI）考慮因素現(xiàn)金流出(CO)考慮因素電量銷售收入,增售電量固定資產(chǎn)投資，流動資金收益,節(jié)能降耗收益電網(wǎng)運行成本，稅表1 電網(wǎng)一體化項目經(jīng)濟評價考慮因素注：表中現(xiàn)金流入及流出所考慮的因素來自全部投資的現(xiàn)金流量表，與注資或自有資金的現(xiàn)金流量表有所區(qū)別。用凈現(xiàn)值法對電網(wǎng)規(guī)劃方案作經(jīng)濟評價時，應(yīng)將電網(wǎng)可靠性、凈現(xiàn)值以及凈現(xiàn)值率三者綜合起來考慮，剔除NPV0 或NPVR 相對較小的方案，選擇綜合效益最優(yōu)方案。2.2 內(nèi)部收益率法及應(yīng)用 內(nèi)部收益率（IRR）是公認(rèn)的除凈現(xiàn)值以外的另外一個最重要的經(jīng)濟評價指標(biāo)。其實質(zhì)就是使電網(wǎng)投資方案在壽命期或計算期內(nèi)各年的凈現(xiàn)金流量的現(xiàn)值等于零時的折現(xiàn)率。其表達(dá)式為： （2）在電網(wǎng)規(guī)劃投資項目的經(jīng)濟評價中，一般認(rèn)為內(nèi)部收益率IRR大于等于電力行業(yè)基準(zhǔn)收益率的項目在經(jīng)濟上是可行的，即可認(rèn)為該項目存在可以承受比目前行業(yè)貸款利率更高的項目折現(xiàn)率而不虧本的能力【5】。3 云終端系統(tǒng)相比傳統(tǒng)PC方案經(jīng)濟成本測試分析3.1 試點龍江公司云終端系統(tǒng)實際配置云終端系統(tǒng)用戶資源是指系統(tǒng)服務(wù)器為用戶虛擬桌面分配的操作系統(tǒng)、計算資源以及存儲資源，用戶通過瘦終端利用上述資源完成日常辦公。用戶的辦公操作體驗與網(wǎng)絡(luò)資源和終端計算資源緊密相關(guān)。建設(shè)預(yù)估：桌面云建設(shè)主要包括服務(wù)器、存儲設(shè)備、授權(quán)許可、瘦客戶機、顯示器。根據(jù)市場調(diào)研情況，隨著建設(shè)規(guī)模的擴大，還能夠從服務(wù)器數(shù)量、云終端、授權(quán)許可等方面降低建設(shè)成本。表2為300名員工提供桌面云服務(wù)成本估算如下表（不含實施費）單價(元)數(shù)量總價（元）數(shù)據(jù)中心服務(wù)器65,00015975,000陣列存儲240,0001240,000文件存儲90,000190,000軟件云辦公許可1,700300510,000操作系統(tǒng)1,399300419,700辦公設(shè)備顯示器750300225,000瘦客戶機2,200300660,000總計3,119,000單點均價10,397表2：桌面云服務(wù)成本估算/單位（元）3.2 投資分析普通PC計算機沒有服務(wù)器和存儲系統(tǒng)等成本投入，雖然云終端系統(tǒng)服務(wù)器和存儲系統(tǒng)投入成本比較高但是其優(yōu)勢在于軟件投入和后期的運維管理以及耗電量上。結(jié)合龍江公司實際部署情況我們羅列出了PC計算機傳統(tǒng)辦公方案與瘦客戶機的云辦公方案成本對比【6】。表3為預(yù)計八年內(nèi)二者的投資分析傳統(tǒng)方案云辦公名稱價格(RMB)數(shù)量總價(RMB)名稱價格(RMB)數(shù)量總價(RMB)終端PC70004503,150,000瘦客戶端2,950300885,000服務(wù)器0虛擬化服務(wù)器65,00015975,000存儲備份PC數(shù)據(jù)備份恢復(fù)500300150,000存儲22,00015330,000硬件3,300,0002,190,000產(chǎn)品軟件桌面管理防護000虛擬應(yīng)用+虛擬架構(gòu)1,700300510,000軟件0510,000電力消耗(8年)PC8,7603002,628,000瘦客戶端29230087,600服務(wù)器29,20015438,000耗電2,628,000525,000管理人員成本(8年)維護PC機人員480,00083,840,000維護虛擬化服務(wù)器人員480,0001480,000應(yīng)用軟件升級PC機器上的各種應(yīng)用500300150,000虛擬化服務(wù)器上的各種應(yīng)用500157,500新應(yīng)用上線PC機器上安裝新應(yīng)用客戶端500300150,000虛擬化服務(wù)器安裝新應(yīng)用客戶端500157,500運維4,140,000495,000匯總總計(RMB)：10,086,000總計(RMB)：3,720,000表3：八年投資分析/單位（元）3.3 測試分析3.3.1投資成本分析功耗計算：終端節(jié)約費用，普通PC計算機功耗約260瓦，每天工作8小時，每年工作200天，每度商業(yè)用電1.2元計算，300臺計算機8年共需要電費263萬元。瘦客戶機功耗約為“普通PC計算機的11%”+“服務(wù)器設(shè)備耗電”，初步估算可節(jié)約電費210萬元。運維計算：終端運維成本，傳統(tǒng)300臺PC八年運維成本為414萬元。瘦客戶機8年運維成本為49.5萬元，初步估算可節(jié)約運維成本364.5萬元?？傮w成本：為300名員工提供傳統(tǒng)辦公的IT環(huán)境，八年共需要投入資金超過一千萬元，通過虛擬化辦公方式八年共需要投入372萬元，能夠節(jié)省約辦公總投資的59%（586萬元）。尤其要指出的是，當(dāng)投入使用五年后（甚至都不到五年），由于設(shè)備的老化與硬件的更新，PC機群模式的設(shè)備需要進(jìn)行重新建設(shè)與彩購，但云終端模式下瘦客戶機的使用壽命預(yù)計在八年以上。以八年期使用為限，如果不考慮未來硬件成本投入的變動因素以表4中的數(shù)據(jù)進(jìn)行測算，可以做出兩種辦公模式下的八年期內(nèi)逐年投資成本的柱狀圖，如圖3所示，可見采用云終端的長期運行成本投入優(yōu)勢極為明顯【7】。圖3 兩種辦公模式下八年期逐年投入成本柱狀圖（單位/萬元）如果將投入的總成本按照使用年限取平均值，并將得到的數(shù)據(jù)點相連成一條曲線，則可以分別做出兩種辦公模式下的八年期內(nèi)年均投入趨勢圖，如圖5所示。圖4 三種模式下的八年期年均投入趨勢圖（單位/萬元）由圖4可知，云終端架構(gòu)模式硬件成本為一次性投入，且其使用壽命相對于普通的PC主機要長，并具有低碳經(jīng)濟前景。對圖5中的數(shù)據(jù)分析表明：隨著時間增長，云終端模式等運維成本會有所增加，但短期內(nèi)不會出現(xiàn)像PC計算機因為更換硬件而帶來的成本突然增加。云終端模式的節(jié)約成本優(yōu)勢極為明顯?？梢钥吹烬埥镜念A(yù)算投入上，云終端投入成本更低傳統(tǒng)PC機資源利用率普遍不足10%，通常在5%甚至更低，通過部署云終端可以有效提高CPU、內(nèi)存、磁盤等關(guān)鍵硬件資源的利用率【8】。3.3.2經(jīng)濟性分析表4為龍江公司項目八年內(nèi)二種方案投資和收益分析項目傳紡PC方案云終端系統(tǒng)方案投資（萬元）1008372年凈收益（萬元）248183壽命（年）88 殘值（萬元）10836表4：項目兩種方案經(jīng)濟投資效益法分析/單位（萬元）（1）財務(wù)凈現(xiàn)值法：圖5傳統(tǒng)PC方案現(xiàn)金流量圖圖6云終端方案現(xiàn)金流量圖對于傳統(tǒng)PC方案的財務(wù)凈現(xiàn)值法:NPV1= -1008+248(P/A,10%,8)+108(P/F,10%,8) = 365.44(萬元)對于云終端方案財務(wù)凈現(xiàn)值法:NPV2= -372+183(P/A,10%,8)+36(P/F,10%,8) = 621.08(萬元)式中：A年金P現(xiàn)值F終值ic利率n年數(shù) 年金現(xiàn)值系數(shù);表示在利率為的情況下，各期年金的復(fù)利現(xiàn)值之和復(fù)利現(xiàn)值系數(shù);表示在利率為的情況下，n年后F 現(xiàn)在的價值即P【9】因為NPV2NPV1所以從財務(wù)凈現(xiàn)值法分析云終端方案要優(yōu)于傳統(tǒng)PC方案。（2）內(nèi)部收益率法可得到IRR1=19%,IRR2=47%因為IRR2IRR110% 所以從內(nèi)部收益率法分析云終端方案要優(yōu)于傳統(tǒng)PC方案。4.總結(jié)與展望云終端系統(tǒng)的應(yīng)用可以進(jìn)一步提高公司信息安全水平。所研制桌面云服務(wù)系統(tǒng)和瘦客戶端將計算能力、存儲能力以及軟件、辦公文件集中在數(shù)據(jù)中心內(nèi)，保護國網(wǎng)公司核心數(shù)據(jù)的安全，防止機密數(shù)據(jù)和敏感信息泄流，且無需復(fù)雜的IT系統(tǒng)即可實現(xiàn)嚴(yán)格的安全管控，滿足公司信息安全要求，有利于實現(xiàn)集中管控。瘦客戶端能夠降低IT運行的碳排放量以及能耗，符合國家的節(jié)能減排發(fā)展戰(zhàn)略，每年為公司辦公應(yīng)用節(jié)省大量能源。按照國網(wǎng)公司全國150萬員工，按照1/3的應(yīng)用規(guī)模，瘦客戶端的使用周期計算五年，可以為公司節(jié)省能耗約4.44億元（采用平均功率10W的云終端+后臺服務(wù)器能耗代替?zhèn)鹘y(tǒng)PC電腦，按照每天8小時工作估算，無人使用時設(shè)備均為休眠狀態(tài)）。瘦客戶端結(jié)合電力桌面云，可以實現(xiàn)軟件集中部署、集中管理，數(shù)據(jù)集中存儲。大集中模式下，在運行維護方面從運維人力以及運維管理將節(jié)省大量資金。其中運維人力方面，桌面云系統(tǒng)將傳統(tǒng)的分散式運維變?yōu)榧羞\維能夠為國網(wǎng)公司減少運維人員的工資成本（20000人-8000人）*18000年=2.16億；而運維管理方面桌面云系統(tǒng)將辦公桌面的補丁修復(fù)、軟件升級等工作進(jìn)行集中化，也將會大大降低了運維管理成本。因此國網(wǎng)公司采用瘦客戶端進(jìn)行日常辦公五年節(jié)省運維成本為4.44億+2.16億=7.6億元，另外運維管理成本需要根據(jù)實際情況進(jìn)行估算，本項目實際經(jīng)濟效益將會超過7.5億元【10】。隨著國家電網(wǎng)發(fā)展進(jìn)入全面建設(shè)堅強智能電網(wǎng)的新階段，公司發(fā)展進(jìn)入構(gòu)建“三集五大”體系、推進(jìn)管理變革的新時期，建設(shè)、運行、生產(chǎn)、營銷、管理各類通信業(yè)務(wù)不斷向信息化、智能化方向發(fā)展，新興業(yè)務(wù)不斷涌現(xiàn)、帶寬需求成倍增長，對通信系統(tǒng)實時性和可靠性的要求不斷提高。電力骨干光傳輸