關于數字化供電系統建設的關鍵技術研究和實踐

華寶利

（建三江電業局，黑龍江 建三江 156200）

前言

作為一種廣為接受的技術體系，“數字化供電系統”的內涵包括：數字化電網、信息化管理和企業應用集成。從本質上說，“數字化供電系統”是企業適應內外部變化，提升管理能力、提高服務水平、增強核心競爭力的一種技術手段。它不是一個剛性的系統，而是有生命力的系統工程。隨著IT技術的發展，數據傳輸技術、數據轉換技術、接口整合技術、商業流程支持技術在電力企業信息化建設中得到了深入的應用，“數字化供電系統”的技術實現體系正在逐步完善中。本文以“數字化供電系統”技術實現中數據集成與應用集成技術為主線，結合重要客戶供電風險預控管理的業務需求，介紹了實踐過程中的公共信息模型、數據整合與數據訪問、基于SOA架構的應用集成、服務構建技術、專業圖形構建技術等內容。

1 建設背景

重要客戶供電風險預控管理需要將分散在不同系統中的表征電網風險因素的數據，集成起來進行分析，這些數據包括scADA／EMs中的電網實時數據，生產系統中的設備技術規范數據、缺陷數據、維護檢修數據，營銷系統中的客戶數據等，這些數據是企業層面的全局數據，通過企業數據中心，將這些數據按照統一的標準進行描述與標識，形成數字電網的核心內容，未來可以給更多的業務系統應用。

重要供電客戶風險預控管理的業務應用功能，如供電風險評估、方案優化等功能都需要以數字電網為基礎，以電網拓撲分析計算為手段來實現，還需要圖形化的形式來展示數據和分析結果。而拓撲計算與自動成圖等業務邏輯存在于電網GIs系統中，采用開放的、集成的技術體系架構對這些業務邏輯進行封裝與部署，為各類有需求的應用服務，從而逐步建立完善企業應用集成的技術體系。

2 數據集成

數據集成的首要指導原則是：盡管數據可能在不同的地方、以不同的語義、格式存儲，訪問方法各異，但是，對于數據使用者而言，數據好像駐留在一個單一的數據源里一樣。因此，數據集成技術實質上將信息需求者屏蔽于所有這些復雜性之外，使用者的應用程序可以通過諸如SQL或XML的標準語言，或標準網絡服務來對數據進行使用。

對于數字化供電系統而言，首先，需要將來自不同層面、不同系統的、具有不同結構的數據整合在一起，并實現數據統一表達、統一管理、統一訪問途徑，最終實現各業務管理間有序的信息交換與共享，保障各管理條線的業務協同。將這些來源不同、結構不同、標準不同的數據按照統一的格式和標準進行規范，要求企業構建一個統一的企業級公共數據模型，從而將原本分散在不同應用中的信息按照該模型組織為一個整體。

其次，數字化供電系統采用集中統一存貯的數據整合模式來實現數據集成。這種模式可以有效地保證對共享數據的訪問效率，從而有效地保證基于共享數據的業務應用的執行效率和實現方便性，并使得共享信息易于管理。對于整合后的信息，對外提供多種數據訪問服務手段，使整合后的信息資源能方便地提供給各類業務系統使用。

2.1 公共信息模型

公共信息模型用于在企業級規范信息分類、各類信息的屬性、各類信息間的關系以及約束規則。其范圍包括電網結構及運行工況、業務活動相關信息、企業架構等基礎管理信息等方面完整的定義和描述，實現統一的數據元素標準和信息編碼體系。通過公共信息模型可以有效地實現企業級數據表示的一致性和唯一性，并在公共信息模型的基礎上構建統一的訪問信息途徑，實現跨業務域的信息共享和交互，并易于在此基礎之上實現企業級信息的分析和挖掘。

公共信息模型涉及對象多且關系復雜，信息共享和支持未來應用的目標，也對公共信息模型質量和前瞻性提出了很高的要求。本文的公共信息模型設計基于IEC CIM模型進行剪裁和擴展。IECCIM模型是IEc61970、IEc61968系列標準的一個重要組成部分，CIM是使用UML類圖描述的信息模型，其內容包括電力系統資源及電力企業的主要業務活動對象，該模型提供了一個電力系統管理對象的信息結構視圖。基于cIM模型設計公共信息模型可以重用現有的設計，以提高效率；利用成熟的設計，以避免設計中可能出現的疏漏，保證設計質量；利用標準化的設計，可以使系統更加開放，使系統和眾多遵循CIM標準的其它系統可以更好地交互。公共信息模型的設計是一件復雜的系統工作，通過確定待分析的對象、歸納現實對象、抽象設計類、建立類層次結構等過程，最終形成統一的公共信息模型。

2.2 數據整合與數據訪問

共享數據庫ETL服務負責從各數據源獲取數據。數據轉換服務將獲取的數據按照公共信息模型設計規范把數據轉換清洗，然后裝載到共享數據庫。同時，還提供RDF支持手段實現大批量一次性的數據裝載和交換。通過多樣化的數據集成手段實現數據的集成性、完整性、一致性、安全性等目標。

各個業務應用系統是共享數據庫的消費者。訪問共享數據庫中數據的方式主要有3種。一是通過在企業服務總線部署的基于CIS標準接口的數據訪問服務實現，適用于數據交換類型的數據業務訪問；二是通過在企業服務總線部署的業務域數據服務進行訪問，適用于專業性較高、數據關系復雜、數據處理邏輯實現難度較高的數據訪問，例如對電網拓撲數據的訪問服務；三是通過數據連接器訪問共享數據庫，適用于在共享數據庫上建立新的應用系統。

3 應用集成技術

應用集成技術的核心是通過各種軟硬件技術將已有的和新建的業務系統集成起來，共同完成企業的各種業務活動，并能夠靈活快速地適應企業的發展和市場的變化。對于重要客戶供電風險預控管理而言，需要將電網GIS系統、400主動服務系統、短消息系統內私有的業務功能按照標準的規約進行封裝與部署，形成企業層面可復用、可管理、可信任的資源。如電網GIS系統提供的自動成圖服務、拓撲計算服務等。數字化供電系統應用集成技術應用主要包括：基于SOA的應用集成架構、服務構建技術及專業圖形控件技術。

3.1 基于SOA的應用集成架構

數字化供電系統采用SOA架構的松耦合方式，構造出為企業層面服務資源平臺，使原來各個業務系統私有的應用功能成為可由其他業務信息系統自由調用的服務。在保證服務可以獨立運行的同時又可與其它應用系統進行協同作業，實現了系統的應用集成和功能重用，促進了多個業務信息系統的應用水平提升。服務使用了開放、中立的標準來定義接口規范(包括格式和傳輸協議)，與其所使用的硬件平臺、操作系統和編程語言無關，所有服務調用方及服務提供方之間均可用統一和標準的方式進行通信，能夠很好地解決傳統模式下異構系統間接口困難的問題。通過基于SOA架構的服務，數字化供電系統在體系結構上的優勢表現為：(1)在企業層面擁有一個功能完備的可復用、可信任、可管理的服務集合；(2)不需要大量數據維護與管理工作；(3)提高了跨業務域的應用系統共享全局信息的能力；(4)可以方便地整合不同類型的電網數據用于自身的分析與決策。

4 結束語

本文解決了管理信息系統領域內企業應用集成的技術難點，從數據集成與應用集成兩個方面進行了積極而有意的嘗試，取得了顯著的實用化效果。但是，我們還應該清楚地看到，數字化供電系統建設仍然面臨諸多難題沒有解決，數字化供電系統建設是技術與業務互動的過程。只有緊跟數字化供電系統建設的核心技術，不斷探索并實踐電網企業數據標準與業務標準，才能不斷解決數字化供電系統建設中出現的新問題，最終實現真正意義上的數字化供電系統。

[1]吳琳,姚建國.“數字化供電系統”展望[J].電力信息化，2006-10-30.