山東電力調度綜合數據平臺標準化建設研究

馬 強，荊 銘，管 荑

（山東電力調度中心，山東 濟南 250001）

0 引言

當前，統一堅強智能電網的建設工作已經從構想階段逐步邁入具體實施階段［1-3］，電力調度中心是智能電網安全穩定運行的核心控制環節，而且在整個電力系統中電力調度中心的信息化起步較早，也相對成熟，因此從電力調度中心信息標準化著手，研究為滿足智能電網要求需要制定哪些標準、如何制定、如何實施，對智能電網的信息標準化整體工作將具有典型的參照意義。

隨著電網自動化信息建設的不斷深入，山東電力調度中心已經建成以能量管理系統、調度計劃系統、電量采集系統、保護信息管理系統、調度辦公系統等為中心的一系列應用系統，能夠滿足支持調度中心業務職能的需求。各應用系統是在不同的時期、為了支持各個業務職能的需要而逐步建設的，并且部署在不同的安全區內。由于各業務系統缺乏統一的信息資源規劃和信息化標準體系，因此，系統間的信息與功能共享缺乏標準的規范和高效的機制，對下一步智能電網建設要求信息功能整合、數據深度挖掘和多維可視化展示等工作的開展帶來了一定的難度。

為此，山東電力調度中心從2008年初起就開始研究基于完全標準化的信息模型、對象編碼規范、組件接口規范的完全規范化的調度綜合數據平臺。其目標是以一種基于標準的統一方式整合調度中心范圍內各類應用和數據，建成一個能夠以統一的標準公共信息模型、接口規范和對象標識為范圍內各類應用提供所需的各種數據和服務的綜合數據平臺。

調度綜合數據平臺基于一個開放的應用系統集成框架，能夠為今后開發新的更高層次的應用系統提供充分的數據與接口支持。同時，調度綜合數據平臺的中心數據庫面向范圍內所有業務應用，能夠有效地管理和利用范圍內的信息資源，成為調度中心的數據匯聚中心，實現數據來源的唯一性與共享性，為進一步的數據挖掘和綜合數據展示提供基礎。

1 綜合數據平臺的標準化建設

1.1 系統結構

調度綜合數據平臺可以為智能電網各調度應用系統的信息交換、大規模電網分析等提供有力支持［4］，作為信息交換中心，更需要首先標準化。文獻［5］對單一調度統一數據平臺的數據管理、數據訪問方式和系統互聯具體實現方式做了深入的研究。山東電力調度中心在調度綜合數據平臺試點系統建設中則強調信息管理的整體性、多平臺、多系統協同、全面實踐信息標準化思路，在統一全網信息模型的基礎上，制定并實施了對象編碼規范，規范了信息交換標準接口，將調度綜合數據平臺的標準化作為建設的一個重點。

圖1 調度綜合數據平臺系統結構

調度綜合數據平臺系統結構如圖1所示。調度綜合數據平臺試點系統包括山東電力調度中心、青島地調和煙臺地調兩個層次三個子系統，采用標準化的元數據（統一的信息模型、對象編碼規則和接口規范），各子系統在橫向上實現了與調度中心內跨安全區間各應用系統協同，在縱向上（省、地；地、地之間）有機互聯，自成體系。

調度綜合數據平臺分別在安全II區和安全III區建設。位于安全II區的綜合數據平臺直接融合能量管理系統 （EMS）、廣域向量測量系統（WAMS）、調度員仿真培訓系統（DTS）、調度計劃系統、電能量計量系統、負荷預報系統、保護及故障管理系統等的模型、實時及歷史數據。位于安全III區的綜合數據平臺直接融合調度運行管理、電壓分析和聯絡線考核等系統的模型、實時和歷史數據。

安全II區和III區的綜合數據平臺通過高速數據傳輸、同步功能，屏蔽隔離裝置速度瓶頸，形成互為備份、協同運行的數據平臺。省調綜合數據平臺在II區和III區分別與地調綜合數據平臺建立縱向聯系，從而可以方便地完成模型的合并、拆分。安全II區和安全III區的綜合數據平臺均配置Web門戶，在提供標準的程序化訪問接口的同時提供方便的瀏覽、管理界面。

1.2 信息模型

山東調度綜合數據平臺公共信息模型采用電網調度全景信息模型，以 IEC TC57（61970、61968）標準中的CIM模型為基礎，根據IEC 61970-301（國內等同采用標準為DL/T 890.301）建議的擴展規則納入《國家電網公司“生產管理系統數據編碼規范”》、《國家電網公司“成熟套裝軟件信息分類與編碼方案”》等規范所包含的相關內容，并結合實際應用系統的信息描述需求，對CIM進行擴展，形成能夠覆蓋調度中心各類業務的完整“統一公共信息模型”。各應用特定的信息模型裁剪自統一公共信息模型，兩者形成一個有機整體，各應用系統在信息模型上實現無縫融合。受管理的信息模型本質上只描述公共數據——即可能用于交換的數據的模型。業務特定、無需交換的數據，相應的信息模型可以在公共模型上擴展，也可以采用與公共信息模型不同的體系管理。

1.3 對象編碼規則

在確定了統一信息模型的基礎上，為保證互操作時能以明確的對象標識（參照代號）確定對象身份，需要制定合理可用的對象編碼規則。統一公共信息模型規范了可能參與互操作的對象，因此基于統一公共信息模型定義編碼規則是一個可行的方案。山東電力調度綜合數據平臺對象編碼規范（SED-RDS）遵循《國家電網公司“生產管理系統數據編碼規范”》和 IEC 61346（國內等同采用標準為GB/T 5094）的有關規則，明確規定編碼范圍、編碼規則，調度綜合數據平臺系統按照規范擬定的規則對平臺管理的對象進行編碼，并在平臺對外提供對象信息時，使用符合規范的對象代碼。

編碼工作要解決的最重要的問題是同一對象不允許編出不同的參照代號。省、地調管理的對象有相互交叉的部分，對邊界對象可能出現編碼沖突。因此在省調系統中管理全部的框架和邊界對象的編碼（包括地理區域、變電站、電壓等級區、線路等），這樣，通過適度的人工干預，使省、地調系統做到對象有序編碼，保證平臺間對象標識的正確性。

1.4 組件接口規范

調度綜合數據平臺組件接口規范如圖2所示。

圖2 調度綜合數據平臺組件接口規范

平臺組件接口規范規定了山東電力調度綜合數據平臺系統組件接口規范（SED-CIS）的規范框架。SED-CIS規定了一個組件（或應用）為了用標準的方式與其它組件（或應用）交換信息或訪問公共可用數據所應該實現的各種接口。這些組件接口描述應用可以用于這一目的的特定的事件、方法和性質。接口規范的標準化充分考慮各種緊耦合和松耦合應用場景，采用IEC 61970系列標準定義的組件接口規范（CIS）并根據應用需求進行裁剪和擴展。緊耦合接口包括通用數據訪問（GDA）、高速數據訪問（HSDA）、事件與訂閱（GES）、時序數據訪問（TSDA）等，緊耦合的中間件系統采用公共對象請求代理結構（CORBA）。松耦合接口采用CIM/XML、電力系統數據標記語言（E語言規范）文件形式，同時為適應面向服務架構，定義與CIS緊耦合接口對應的Web服務接口。電網模型數據通過GDA/GDAWeb服務接口、XML文件方式；實時數據通過HSDA/HSDAWeb服務接口、E語言文件等方式；歷史數據通過TSDA/TSDAWeb服務接口方式與外部系統交互。

2 綜合數據平臺的系統測試

圖3 調度綜合數據平臺互操作測試過程

為了推動山東電網綜合數據平臺建設，驗證各參與廠家構造的數據平臺產品間的互操作性，山東電力調度中心組織了三方互操作測試，分別以省調及各地調（煙臺、青島）EMS現有模型數據為基礎建立調度綜合數據平臺，劃定編碼權、確定編碼范圍，各平臺分別管理所轄數據。

三方互操作測試的過程如圖3所示，首先在各平臺之間互相導入已經編碼、規范過的模型數據：省調導入青島、煙臺地調部分變電站220 kV以下的數據；青島地調導入省調指定廠站高電壓等級數據；煙臺地調導入省調指定廠站高電壓等級數據；青島地調導入煙臺地調部分廠站；煙臺地調導入青島地調部分廠站。

在完成導入工作后，分別對220 kV及以上變電站模型建立及編碼生成以及SED-CIS標準接口訪問進行了互操作驗證性測試，并進行可視化展示。

測試結果表明，基于信息模型描述的數據、采用符合對象編碼規范的對象編碼作為標識、通過標準接口實現了數據的無障礙訪問，全面到達了平臺設計目標。

3 結論

信息標準化管理是建設互動智能電網的必由之路。以山東調度綜合數據平臺的標準化為契機，促進已有系統應用標準、規范新建系統，從而漸次形成完全標準化的、具有良好互操作能力的智能電網信息應用環境。山東電力調度綜合數據平臺有以下創新點：

1）完全標準化：從信息模型、對象編碼、接口規范到測試，平臺建設的各個環節均有可以依托的國際標準和企業標準。

2）創新性的采用了基于信息模型路徑的對象編碼規則。

3）通過第三方參與的方式對標準化程度進行客觀檢驗。

4）三方互測試涉及GDA、HSDA、TSDA及自定義的對象編碼管理接口，全面測試通過，在國內同行業中處于領先地位。

調度綜合數據平臺建成后，將逐步為調度中心建立其標準的電網模型平臺、實時數據平臺、歷史數據平臺、圖形文件平臺。平臺在不斷擴大模型管理范圍的同時，將對調度中心各系統使用的數據進行全面的規范。后續的應用系統建設基于平臺提供的數據，也將螺旋式促進應用系統的標準化建設。經過一定的建設周期，全面統一、無障礙的信息交換將成為必然。