一體化電網規劃信息系統應用與實踐

趙武清，林躍曉，劉瑋，田艷華

（1.廣東電網公司信息中心，廣州 510000；2.天津天大求實電力新技術股份有限公司，天津 300384）

一體化電網規劃信息系統應用與實踐

趙武清1，林躍曉1，劉瑋2，田艷華2

（1.廣東電網公司信息中心，廣州 510000；2.天津天大求實電力新技術股份有限公司，天津 300384）

為提高規劃工作的科學性、有效性、實用性和及時性，利用信息化技術建設統一、實用的規劃信息系統，覆蓋規劃項目儲備庫、規劃任務、規劃專題研究項目、前期項目、規劃基礎數據和規劃成果等管理業務環節，實現規劃業務各項工作的一體化和精益化管理，規范化規劃工作管理制度和業務流程，實現跨業務、跨層級信息的有效集成，為電網公司規劃相關工作提供強有力的信息支撐。本系統的建設使用，為基本的日常規劃工作提供便利，幫助規劃人員理清思路，提高工作效率，獲得社會和經濟效益的最大化。

電網規劃系統；信息化技術；系統功能；一體化管理

近年來，我國國民經濟平穩快速發展，電力需求增長強勁，經濟社會發展對電力的依賴程度不斷提高，電網發展和建設任務十分艱巨。隨著國家相關部門對電網企業監管力度的加強，政府和社會對電網發展效率和發展考核等方面提出了更為嚴格的要求，從而對電網規劃提出了更高的要求。

通過信息化手段可以提高規劃工作的科學性和有效性。近幾年來，隨著信息化建設的深入，一些主要的生產信息系統已逐步投入運行，但是這些系統中與規劃相關的數據存儲分散，需大量人工處理方可提取，一方面導致規劃人員與公司領導不能及時掌握電網真實的技術指標，無法定量了解電網存在問題的嚴重程度與所在位置。另一方面，各系統中的大量數據也得不到充分利用，造成了很大的資源浪費。

如何解決上述電網規劃數據共享和管理流程上的突出問題，加強電網規劃管理、提高電網建設決策水平、充分利用現有數據和整合現有資源，成為提高電網規劃工作科學性和高效性的主要問題。為此，需要建立高效的、多部門協作的電網規劃工作平臺，以提高規劃工作的科學性、有效性、實用性和及時性，為建設堅強合理的電網和優化巨量電網建設資金的使用提供科學依據與技術手段。

電網規劃管理信息系統的建設，可以實現電網規劃基礎數據和資料的共享，并根據歷史數據的變化趨勢建立合理的數學模型，預測未來的用電需求和供電容量需求，為制定科學的電網規劃提供依據；同時進一步規范電網規劃工作流程，實現電網規劃方案和建設項目在全省范圍內的全面協調管理，為電網規劃方案的決策、實施跟蹤及后評價提供足夠的技術支持。

1 技術架構

為深入理解電網規劃信息系統，本文從宏觀上展現系統結構。具體從3個維度即應用功能架構、技術體系架構以及系統軟硬件架構，不同側面分別介紹系統技術架構。

應用功能架構體現了系統中各項功能的組織關系系統功能，包括規劃基礎數據管理、規劃業務管理、項目前期管理、電源項目并網管理、大用戶并網管理、規劃指標管理和系統管理7大模塊。各模塊彼此之間以及各模塊與外部系統的相互關系如圖1所示。

圖1 應用功能架構Fig.1 Structure ofapplication function

技術體系架構支持兩級數據之間的數據同步以及與公司決策系統的數據交換。網省級電網規劃系統之間的數據同步與電網規劃系統和公司決策支持系統（數據中心）的數據交互都是通過企業服務總線進行，保證系統的擴展性、靈活性與安全性。部署在網公司級的電網規劃系統負責維護網級的業務數據與業務支撐數據，部署在分子公司級的電網規劃系統負責維護分子公司、地市供電局、區縣供電局的業務數據。技術體系架構如圖2所示。

圖2 技術體系架構Fig.2 Structureof technology system

系統軟件架構分為4個層次，即操作系統層、業務支持層、應用支持層和應用系統層。此外還包含了一個通用配置工具單元。硬件架構如圖3所示。軟件開發主要采用跨平臺、跨應用服務器、跨數據庫的J2EE架構，技術重點在于業務支持層、應用支持層和配置工具。軟件架構如圖4所示。

圖3 硬件部署以及網絡拓撲架構Fig.3 Hardware and network topology structure

圖4 軟件架構Fig.4 Structureof software

2 系統功能

2.1 規劃業務

規劃業務管理主要實現電力工業規劃管理、電網規劃管理、調峰調頻電源規劃、專項規劃和專題研究等管理，涉及各級規劃部門的電力規劃業務流程管理工作等。通過系統將規劃各階段的數據進行分類存儲和管理，并基于規劃業務工作流，實現規劃相關的各類數據和成果的流轉，提供基于權限的成果瀏覽、查詢、上傳、下載等操作功能。

2.2 項目前期

項目前期管理功能覆蓋主網、配網部分，包括前期計劃管理、可研管理和核準管理，電源及境外項目前期管理等功能模塊以實現網公司、分子公司、地市供電局和區縣供電局計劃部門對電網項目核準批復前所開展的前期相關工作的管理，包括項目選址選線、前期招標、可行性研究、核準支持性文件辦理以及申請核準等內容。

2.3 并網管理

并網管理包括兩部分內容，電源項目并網管理和大用戶項目并網管理。電源項目并網管理是對新建電廠的并網意向協議書、輸電規劃、接入系統方案設計、并網協議書、購售電合同和并網調度協議等階段的流程進行管理，目的是引導電源項目按照電力發展規劃有序建設，促進電網和電源的協調發展，保障電網安全經濟運行和電力供應，提高系統供電可靠性；大用戶并網管理主要是對35 kV及以上用戶項目并網工作、用戶并網意向性協議簽訂、用戶供電方案審批工作的管理。目的是規范35 kV及以上用戶并網管理，保障電網安全和電力供應，提高系統供電可靠性。

2.4 基礎資料

基礎資料管理工作是電網規劃中的一項基礎性工作，主要功能是基礎類數據和資料的管理，形成統一的規劃資料庫，分層分類維護管理，形成規劃相關數據的權威數據發布平臺。基礎資料管理模塊二級功能包括基礎數據管理和規劃指標管理。

3.5 系統管理

系統管理是電網規劃系統的管理基礎，是用戶使用本系統的前提，對系統的安全高效運行起到了重要支撐作用。系統管理功能的服務對象是南方電網公司、分子公司和地市供電局各級單位的系統管理員。系統管理的主要功能包括系統初始數據的維護和系統各方面信息的跟蹤記錄管理。

3 應用實踐

3.1 業務范圍

本系統業務范圍主要涵蓋了電網規劃、輸電網項目前期、配電網項目前期等業務領域。電壓等級范圍包括直流±800 kV～±500 kV和交流500 kV～0.4 kV的全部電壓等級。

3.2 外部接口

系統從外部系統取得相關各類電網設備類數據、電網運行類數據以及社會經濟、資源狀況等外圍數據，為電網規劃提供基礎數據支持。

系統通過企業服務總線實現與公司決策支持系統（數據中心）的數據交互，實現數據同步共享，同時保證系統的靈活性、擴展性與安全性。公司決策支持系統（數據中心）作為電網規劃系統與其他業務系統的數據交互平臺，負責各個業務系統間數據的傳遞，保證數據的一致性。電網規劃系統外部接口關系如圖5所示。

圖5 外部接口Fig.5 External interface

3.2.1各類接口實現和交換的數據內容

1）公司決策支持系統（數據中心）

系統接口可從數據中心獲取投資計劃管理系統、綜合計劃和統計節能管理系統、營銷管理系統、能量管理系統EMS（energymanagementsystem）和調度生產管理信息系統DMIS（dispatchingmanagement information system）和生產管理系統等系統數據，同時向數據中心開放數據交互接口，實現雙向數據交換。

2）統一賬號與身份認證系統

系統接口與統一賬號與身份認證系統集成，實現單點登錄和統一用戶管理。

3）企業門戶系統

系統接口與門戶系統進行集成，實現統一待辦工作集中展現。

4）投資計劃管理系統

系統接口通過公司決策支持系統（數據中心），實現與投資計劃管理系統的雙向數據交換，主要實現規劃業務管理和項目前期管理中規劃項目庫、前期項目庫、投資情況、關鍵節點文件等信息的交互，將規劃、前期項目論證等過程中不斷反復的過程、文件等都在電網規劃系統中進行管理，每個節點形成最終結果后，傳遞給投資計劃管理系統。

5）綜合計劃和統計節能管理系統

系統接口通過公司決策支持系統（數據中心）從綜合計劃和統計節能管理系統中獲取歷年國民經濟發展情況，各地的全社會用電量、供電量、售電量、購電量、分行業用電量等相關數據，為電網規劃提供數據來源。同時為綜合計劃和統計節能系統提供電網規劃和項目前期必要的成果和指標。

6）生產管理系統

系統接口通過公司決策支持系統（數據中心）從生產管理系統中獲取設備臺帳的相關數據，包括但不限于以下數據：①輸電線路信息：線路的起止點、所屬地市、投產時間、變化時間及原因和線型。②變電站基本信息：各變電站的所屬省地市、縣（區），變電站名稱，主變編號；變電站最終規模，含主變、各電壓等級出線、無功補償容量、主接線；變化情況，含變化時間及原因；變電站當前規模，含主變容量、型號、制造廠家、容量比、變比、阻抗參數、調壓方式，各電壓等級出線、無功補償容量、主接線、投產時間等。

7）EMS系統與調度DMIS系統

系統接口通過公司決策支持系統（數據中心）從EMS系統獲取歷史最高負荷數據，各變電站內每臺主變的最高歷史負荷數據，線路及變壓器的實測數據等。其中最高負荷數據應該是剔除了非正常運行方式下的歷史最高負荷。實現從EMS系統和調度DMIS系統中獲取系統現狀、系統錯峰、電網存在問題等信息。

8）營銷管理系統

系統接口通過公司決策支持系統（數據中心）從營銷管理系統（或相關系統）獲取強制錯峰電量、大用戶報裝情況、業擴、運營負荷切割、負荷分類情況等信息。

3.2.2 系統接口實現方案

結合對目前南方電網各信息系統的現狀分析，在滿足專業應用系統接口規范的基礎上提出的系統接口實現解決方案，滿足接口實現的可配置性和數據提取的高效性，如圖6所示。

圖6 接口方案Fig.6 Interface scheme

接口實現方案中各核心部件的功能如下。

（1）模板配置工具：在系統接口實現解決方案中，開發人員或系統配置人員通過接口模板配置工具完成接口的發布和修改工作，以支持不同系統的數據接口。

（2）接口模板：接口模板是以XML數據文件為基礎的一種自定義數據協議，用戶通過模板配置工具發布和修改接口模板，接口模板定義了接口數據形式、數據校驗規則、訪問規則（如選擇數據緩沖池）等信息。系統通過接口模板動態的生成數據接口。

（3）數據緩沖池：保證數據的實時性和高效性，將其分為通用數據緩沖池和業務數據緩沖池。

通用數據緩沖池用來存放根據南方電網公司的相關標準要求的工程項目、物資、設備、地區、公司（各局）、電壓等級等信息的通用資料庫。資料庫與數據庫保持完全同步的關系，以保障數據的完整性和可靠性。

業務數據緩沖池用來存放本系統業務相關的并且經常被提取的數據，通過數據加載策略保證這部分數據與數據庫同步。但如果緩沖池中沒有加載某一部分業務的數據，其從數據庫中直接提取。

（4）接口適配層：接口適配層包括3大功能：①解析和加載接口配置模板，交給應用系統接口層進行接口發布。②讀取數據緩沖池中數據，并按照接口模板進行數據轉換后傳送給應用系統接口層。③接收應用系統接口層的外部數據，并按照接口模板對數據進行轉換寫入數據緩沖。

（5）應用系統接口層：①通過Web客戶端讀取外部應用系統數據，并進行數據格式的基本校驗后轉交給接口適配層。②通過Web Service發布本機應用接口，并通過訪問接口適配層為外部應用系統提供必要的數據。

3.3 應用效果

本系統的投入運行，在電網規劃和建設領域推進了一體化管理工作，實現了企業范圍內的組織架構、業務流程、管理制度、技術標準、作業標準、指標體系和信息系統等7個方面的規范及統一，很好地實現了規劃基礎資料、規劃方案、和規劃建設項目的統籌管理，為電網規劃和建設帶來巨大的經濟和社會效益。

3.3.1 技術特點和創新

綜合高效的規劃管理平臺，大大提高了規劃人員的工作效率。

（1）將電網規劃的業務流程抽象成為計算機層面的工作流模型，并進行了適當的優化，將現有工作的辦理過程有效地整合到一個平臺上。實現了各級部門協同辦公的效果，更便于進行信息交流。

（2）利用數據接口直接從現有的生產信息系統中獲取數據，充分利用現有資源，并可對現有系統中的數據進行規劃層面的校驗。

（3）以工作任務為類別，針對各項任務中產生的規劃過程數據、規劃結果數據實現了多版本管理。

（4）采用可視化流程式的界面，直觀明了，便于規劃人員快速了解、掌握相應模塊的信息及功能。

（5）實現對數據、項目信息的分地區、分權限管理和維護，操作便利，提供較高的安全保障。

（6）以紅綠燈效果顯示項目進度，便于對項目進度的查看和監控。

3.3.2 應用效果

通過系統的推廣實施，完成了基礎資料的收集、錄入、校核與導入，統一了數據資料的管理，為今后基礎數據的收集使用打下了良好的基礎，也避免了后續規劃工作中的人工收集資料工作，減少數據錯漏現象，提高規劃效率。

通過系統的推廣實施，提高了規劃人員電網規劃管理信息系統的操作水平，使規劃人員對電網規劃管理信息系統有了深刻的了解，并且通過實戰操作使規劃人員基本上能獨自使用輔助決策系統完成規劃報告的編制工作。

3.3.3 經濟與社會效益

本系統能充分利用現有資源，與公司日常事務緊密結合，能夠科學合理高效地完成各級規劃部門的電網規劃、優化運行和規劃業務流程管理的任務。將電網規劃信息與規劃業務管理信息在系統上相結合，使電網規劃工作能夠統一快速協調，使規劃更具可實施性與經濟性，一方面，減少與其它城市規劃的沖突，減少協調時間，使前期工作大大加快，避免因前期工作推遲建設而導致的損失；另一方面，隨著系統的推廣應用，將方便、直觀地幫助規劃人員及時地掌握電網建設進度和電網運行基礎信息，實現規劃基礎數據的統一匯總、綜合查詢，為電網規劃提供科學的手段，為決策提供及時、可靠的依據，并保證全省基礎數據和規劃數據在電網規劃信息系統中的唯一性和準確性，避免相同設備在不同系統間由于屬性管理上的差異帶來工作管理上的不便。

系統具有先進實時性，在實際的運行和規劃工作中可指導安排科學合理的電網建設改造項目，保證巨額資金的合理投入，節約投資，同時合理化網架結構，降低系統運行費用，提高系統可靠性，為向用戶安全可靠地提供高質量電能奠定基礎，使得各行業的生產運營由于停電而造成的經濟損失降到較低水平，從而獲得間接經濟和社會效益。

4 結論

（1）實現了對高壓電網規劃項目的統一管理。可清晰、全面掌握電網發展基本情況、電網建設規模情況、電力需求預測情況、電力平衡情況和電網發展績效指標情況等內容，為電網規劃決策提供技術支撐。

（2）實現了對規劃中相關信息及標準規范的統一管理。提供查看、查詢規劃報告文檔和各種相關數據指標等功能。

（3）提供了查看現狀及規劃電網的地理接線圖功能。同時還可以通過電網地理接線圖顯示電網發電廠、變電站及各類輸變電設備的信息。

（4）支持查看項目投資、規模情況及計劃等信息，便于進行經濟評價及考核。可從規劃各階段獲得項目執行相關信息，實現規劃管理主線的橫向融合。

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Practiceand Application of Integrative Power Grid Planning Information System

ZHAOWu-qing1，LIN Yue-xiao1，LIUWei2，TIAN Yan-hua2
（1.Guangdong PowerGrid Corporation Information Center，Guangzhou 510000，China；2.Tianjin TiandaQiushiElectric PowerHigh Technology Company Limited，Tianjin 300384，China）

In order to improve the scientific nature，effectiveness，practicality and timeliness of the planning，the information technology is used to build a unified，practical planning information system，which covers planning project repository management，planning and task management，planning special study projectmanagement，pre project management，planning basic datamanagement and planning resultsmanagement.Thus it can realize all of planning business integration and leanmanagement，cure planningmanagementsystem and business processes to achieve effective integration of cross-business，cross-level information.The system can provide the powerful information support for grid planningwork.Through construction and poolication of the system，it can facilitate basic day-to-day planning，help planners clarify ideas，improveefficiency，andmaximizesocialand economic benefits.

powergrid planning system；information technology；system function；integratedmanagement

TM715

A

1003-8930（2013）05-0127-06

趙武清（1986—），男，博士，工程師，研究方向為計算機體系結構。Email：whuzhwq@163.com

2013-04-28；

2013-05-18

林躍曉（1983——），男，碩士，工程師，研究方向為計算機軟件工程。Email：linyuexiao@foxmail.com

劉瑋（1977—），女，助理工程師，研究方向為新能源發電技術。Email：tdqslw@sina.com