運城電網數據服務中心應用實踐

摘要： 介紹了運城電網數據服務中心的建設目標和建設原則。重點探討了各應用系統的接入方案及數據集成技術，并展示了數據服務中心實現的應用功能。該數據服務中心的建設滿足了運城電力生產對相關業務數據的需要。

關鍵詞： 數據服務中心； 能量管理系統； 生產管理系統； 數據集成； 接入方案

中圖分類號：TP393.01 文獻標志碼：B 文章編號：1006-8228(2012)10-70-02

0 引言

目前運城電網已經投運的自動化系統主要包括能量管理系統（EMS系統）、生產管理系統（PMS系統）、電能量采集系統等，它們都是隨著電網的不斷發展和新需求的提出而逐步建設起來的。這些系統的建設與應用在保障電網安全穩定優質運行、提高調度機構生產管理水平和工作效率、推動調度機構信息化建設等方面發揮了重要的作用。然而，隨著系統應用的不斷深入和調度工作要求的不斷提高，上述系統在先期建設中所存在的一些缺陷逐漸顯露出來，主要表現在：缺少總體設計和統一規范，系統間數據流向不合理，通信接口復雜，安全防護能力弱；各應用系統的數據分散，網絡模型參數得不到共享，增加了系統參數和數據維護的難度，制約了調度系統信息化水平的進一步提高；上下級調度相關應用系統之間由于缺少統一的設備、數據命名和接口標準，難以方便地實現網絡模型參數和數據的交換與共享，造成系統資源的浪費。因此，急需建設運城電網數據服務中心，來對整個運城電網的基礎數據進行梳理和規范，對數據進行集成整合，消除信息孤島現象[1]，實現數據自由共享互通，提高現有數據的利用效率。

1 數據服務中心建設目標及原則

1.1 建設目標

數據服務中心以數字電網模型為基礎，實現電網設備圖、模、值、庫一體化，實現數據共享與交換服務區、數據分析服務區、數據中心數據管理等系統基本功能，完成EMS系統、PMS系統、電能量采集系統的接入，并對接入數據進行清洗和修補。制定公司信息標準及規范，對外開放標準CIM61970/61968數據服務接口。系統采用總線型平臺，支持漸進式集成，為未來業務拓展提供方便，使第三方系統可以方便地從數據服務中心獲取信息或數據。

在實現各系統數據的接入后，實現調度運行實時監測、運行數據匯總統計、資料檔案管理、調度運行分析等。

1.2 建設原則

為了保證電網數據服務中心各業務系統之間的高效信息交互，以及信息交互平臺的易用性、可維護、可擴展、安全性等，各個應用系統應遵循以下基本數據交互原則。

標準性和開放性：數據模型嚴格依照IEC的CIM模型及IEC61968/61970等行業信息化標準定義，提供標準的數據模型文件和標準的對外服務接口，采用SOA架構及企業集成總線，便于任何系統的接入和訪問。

可擴展性：數據服務中心提供“軟總線”的數據訪問服務功能，實現異構、分布的應用軟件系統的“即插即用”的接入，能支持多種協議和多種數據格式的信息資源的整合。

統一設備編碼：在建立統一信息模型過程中，遵循了關于電力設備編碼的有關規定，對所管理的設備制定一個統一的編碼規則，保證設備對象識別的惟一性，編碼須滿足IEC61968/61970的模型需求，信息交互系統應能適應編碼規則的更新要求。

容錯性：能充分利用操作系統的多級容錯技術、多級檢錯技術及信息重發技術，充分保證數據傳輸的可靠性和穩定安全的系統運行能力。

2 數據服務中心接入方案

運城電網數據服務中心本次接入的系統有EMS系統、PMS系統、電能量采集系統。

2.1 EMS系統實時數據的接入

EMS系統是南瑞科技公司生產的OPEN3000系統，服務器在公司調度所自動化機房，從EMS系統部署在III區的Web發布服務器上接入電網實時數據。對于電網圖形數據，文件采用CIM/SVG格式進行傳輸。對于電網模型數據、實時數據、歷史數據以文件傳輸的方式將數據上傳至指定的數據共享服務器，文件格式采用e語言格式或者61968消息格式。電網數據服務中心的GID組件服務器對共享文件進行封裝后注冊到61970集成服務器，實現SCADA數據的共享。

2.2 PMS系統電網參數數據的接入

PMS系統中主要是電網一次設備技術參數，包括發電機、變壓器、開關、刀閘、母線、線路、電容器、電抗器、CT、PT、消弧線圈等。PMS系統部署在III區，采用數據庫交換方式和CIM標準文件格式兩種方式進行數據交換，數據服務中心定期獲取導出文件，進行解析后導入61970集成服務器，實現一次設備技術參數的共享。

2.3 電能量采集系統電量數據的接入

電能量采集系統使用專網進行數據采集傳輸，在調度數據網III區設有數據交換平臺，交換平臺通過開放數據庫查詢權限進行數據交換。數據交換平臺數據庫采用Oracle10g數據庫，提供只擁有查詢權限的用戶，數據服務中心對接口進行封裝后注冊到61970集成服務器，實現電量數據的共享。

2.4 數據服務中心各系統網絡連接圖

3 數據服務中心采用的數據集成技術

3.1 統一數據模型管理

為共享數據建立統一的模型，這樣能夠很好地解決不同系統數據表達語義不一致的問題，數據模型又稱為元數據，可以使用來自各個標準化組織制定的元數據，也可以制定企業范圍內使用的元數據。

3.2 標準化訪問適配器

已有系統有自己定義的對外信息訪問接口，相對封閉、可擴展性不強，嚴重阻礙了業務集約化發展，也難以直接進入統一數據服務平臺。采用組件服務器可以將老系統中的數據封裝為標準的E-CIM模型數據，并可以提供標準的數據訪問接口，各系統之間可以通過互操作來驗證GID服務的標準性。

3.3 基于IEC 61970的數據集成總線服務

數據集成總線服務主要將來自多個來源的數據聚合成一個數據視圖，它實現異構系統的格式轉換與協議匹配，使不同技術架構的系統之間的數據能夠相互銜接，通過IEC 61970標準[2]的訪問接口實現統一的訪問接口，向各業務部門和應用提供統一的數據共享服務。

3.4 以質量為中心的電網主數據管理

為滿足未來智能電網時代電力分析應用對于高質量、高頻率、高連貫電網數據的需求，需要以質量為中心對電網管理的核心數據集中管理，為電力應用提供一份完整的、一致的、高質量的電網模型數據，并提供面向電網模型數據的基礎應用功能。

3.5 圖形數據集成服務

現有自動化系統存在大量基于電網圖形的分析和應用，但是圖形數據長期存在繪制難、重用難的問題，通過CIM模型在SVG中的應用可以達到圖形語義集成，解決各個系統中的圖形數據難以綜合利用的問題。

4 數據服務中心的應用功能

建立數據服務中心的目的是為了更好地實現其業務系統，支持企業發展[3]。運城電網數據服務中心建成后，能方便地采集到實時系統數據、準實時數據、靜態數據，對電網的安全運行提供了支持基礎，同時，也能綜合各種信息，提供數據挖掘后的綜合分析結果。

4.1 電網運行實時監測功能

數據服務中心能提供測點實時數據動態存儲策略，用戶可根據需要自行定義測點的存儲間隔。還能提供強大的歷史數據查詢功能，用戶可方便地選擇測點、時段、圖形顯示形式等進行數據查詢和比較分析。用戶也能對系統運行情況進行實時監控與報警，并對電網運行斷面數據、電網運行電能量原始數據進行存儲。

4.2 調度運行分析子系統

數據服務中心能按日、月分析電網頻率及對應指標。按日、月分析母線電壓及對應指標，越限廠站數占所轄廠站的比例，所轄廠站每日電壓及最高、最低電壓。變電站電壓不合格時，該站的電容、電抗投運率。按日、月、年分析電網設備越限并累計越限運行時間。按日、月、年分析斷面潮流超穩定限額及對應指標并累計越限運行時間。按日、月、年分析負荷運行及對應指標。

4.3 調度運行數據匯總統計

數據服務中心可以匯總全區電網供電情況、全區電廠運行情況、各縣用電情況、大用戶用電情況、電網無功補償裝置運行情況、各縣及大用戶限電情況、電網運行概況、電網已完成的檢修情況、下一工作日電網檢修情況；統計各支公司生產信息、大用戶生產信息、電廠生產信息；可方便地自定義生產所需報表并生成周報表、月報表、年報表。

4.4 檔案資料管理模塊

數據服務中心提供安全文件管理模塊，主要包括管理事故報告、事故分析、反事故演習、事故預案等；提供電網信息管理模塊，主要管理調度新聞、生產快報、生產文件、通知等；還提供電網運行管理模塊，主要管理重要資料、運行規程、方式規定、保護規程、年度方式、限電序位等。

5 結束語

運城電網數據服務中心建成后，集成了各分散系統的數據，消除了信息孤島現象；提供了對外統一的數據接口，方便了各應用系統的數據接入；對信息進行了數據挖掘，提高了信息利用效率和效果，產生了良好的經濟效益。隨著電力系統的不斷發展，下一步將陸續接入配網自動化系統、營銷自動化系統、95598客服熱心服務系統等，為電網發展提供更好的服務。

參考文獻：

[1] 趙弘，孟瑋.電力企業信息系統應用集成研究[J].山東商業職業技術學院學報，2008.8(5):96-99

[2] 張慎明，劉國定.IEC61970標準系列簡介[J].電力系統自動化，2002.26(14):1-6

[3] 曹波，楊波.數據中心規劃與實施探討[J].華中電力，2004.17(5):37-39