電網(wǎng)工程數(shù)字化移交工作的必要性和迫切性

吳志力，韓文軍

(國網(wǎng)北京經(jīng)濟技術研究院，北京市100052)

0 引言

隨著國家電網(wǎng)公司信息化“SG186”工程建設的推進，各單位基本建設了各自的核心業(yè)務信息化系統(tǒng)，信息化建設對業(yè)務發(fā)展的支持作用已初步體現(xiàn)。信息化的發(fā)展一方面有效促進了行業(yè)效率的提高，另一方面隨著信息化工作的不斷深入，也暴露出信息孤島、數(shù)據(jù)現(xiàn)勢性等問題。

電網(wǎng)工程建設的整個過程中經(jīng)歷的階段較多，參與的單位也較多，從規(guī)劃設計到施工建造再到運行維護，每個階段和每個單位或多或少都會有自己的數(shù)字化成果，但是在實體成果向下一階段移交時，數(shù)字化成果往往并不進行移交或者僅僅移交少量數(shù)據(jù)。另外，即使數(shù)字化成果向下一階段移交，由于不同階段關注的信息不同，使用的信息系統(tǒng)、軟件和數(shù)據(jù)格式等不同，也可能出現(xiàn)重要信息缺失和數(shù)據(jù)無法使用的情況。造成這一問題的主要原因是，目前的信息化工作通常是針對某一階段的信息化，在信息化時只關注當前階段所需要的數(shù)據(jù)，對整體環(huán)節(jié)的信息流通考慮較少。因此，當我們從全局進行考慮和統(tǒng)籌時就顯現(xiàn)出了數(shù)據(jù)差異性大、數(shù)字化成果共享率低、信息貫通性弱等問題。

數(shù)字化移交工作從電網(wǎng)工程建設全過程入手，對全局進行統(tǒng)籌考慮。在電網(wǎng)工程建設初期就按統(tǒng)一標準對實體成果進行數(shù)字化，當電網(wǎng)工程實體向下一階段移交時數(shù)字化成果同步移交。每一個階段的工作除了作用在電網(wǎng)工程實體以外，也同時作用在數(shù)字化成果上，保證實體工程和數(shù)字化工程時刻保持一致。當工程建設完成后，實體工程和數(shù)字化工程同步向運行移交，這個數(shù)字化工程不僅能精確、完整地反映實體工程的現(xiàn)狀，還能在時間維度上進行回溯。

1 智能電網(wǎng)的基本要求

智能電網(wǎng)是將先進的傳感量測技術、信息通信技術、分析決策技術、自動控制技術和能源電力技術相結合，并與電網(wǎng)基礎設施高度集成而形成的新型現(xiàn)代化電網(wǎng)。2009年5月，國家電網(wǎng)公司在特高壓輸電國際會議上首次提出了建設“堅強智能電網(wǎng)”的戰(zhàn)略目標和發(fā)展思路。堅強智能電網(wǎng)是以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架、各級電網(wǎng)協(xié)調發(fā)展的堅強網(wǎng)架為基礎，以通信信息平臺為支撐，具有信息化、自動化、互動化特征，包含電力系統(tǒng)的發(fā)電、輸電、變電、配電、用電和調度各個環(huán)節(jié)，覆蓋所有電壓等級，實現(xiàn)“電力流、信息流、業(yè)務流”的高度一體化融合的現(xiàn)代電網(wǎng)［1-2］。圖1為堅強智能電網(wǎng)體系架構［3］。

圖1 堅強智能電網(wǎng)體系架構Fig.1 Architecture of strong smart grid

數(shù)字化電網(wǎng)是智能電網(wǎng)發(fā)展的一個重要基礎，而建設堅強智能電網(wǎng)對電網(wǎng)信息化提出了更高的要求。

堅強智能電網(wǎng)包含發(fā)電、輸電、變電、配電、用電、調度等各個環(huán)節(jié)，各個環(huán)節(jié)均有自己的信息化成果，這些環(huán)節(jié)要緊密銜接、相互協(xié)同才能充分發(fā)揮智能電網(wǎng)的整體功能和優(yōu)勢，數(shù)字化移交工作是實現(xiàn)各環(huán)節(jié)流暢銜接、平穩(wěn)過渡的一個通道。實現(xiàn)數(shù)字化移交能夠將電網(wǎng)工程從規(guī)劃設計、施工建造到運行維護各個階段的信息匯總起來，實現(xiàn)歷史回溯，為電網(wǎng)故障診斷和恢復提供數(shù)據(jù)資料。同時，智能電網(wǎng)具有強大的預警和預防控制能力，而預警和預防控制是建立在模型推演和分析的基礎上的，數(shù)字化移交工作能夠為模型的建立、推演、分析、實踐提供數(shù)據(jù)保障。

2 電網(wǎng)工程數(shù)字化移交工作的基本內容

數(shù)字化移交工作以數(shù)據(jù)流和信息流為主線，以統(tǒng)一的標準和規(guī)范為保障，為電網(wǎng)工程建設和管理的全過程提供唯一、權威的數(shù)據(jù)源，以數(shù)字化的方式貫穿電網(wǎng)工程的全生命周期，如圖2所示。

數(shù)字化移交工作貫穿電網(wǎng)工程規(guī)劃、設計、施工和運行等各個階段，移交過程中主要涉及到3個階段:數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)整理和數(shù)據(jù)移交。

圖2 數(shù)字化移交示意圖Fig.2 Schematic diagram of digital transfer

(1)數(shù)據(jù)采集:根據(jù)工程進度，對規(guī)劃、設計、施工和竣工交付等各個階段的工程信息和相關地理信息進行采集，包括規(guī)劃成果、設計成果、技術說明書、施工過程數(shù)據(jù)、地理空間數(shù)據(jù)、三維建模成果等。數(shù)據(jù)采集在電網(wǎng)工程建設的過程中同步進行，實時形成階段性數(shù)字化成果。

(2)數(shù)據(jù)整理:對采集到的數(shù)據(jù)進行校驗、歸納、提取、關聯(lián)建立和整合，這一過程對不同來源的數(shù)據(jù)進行處理，去除不正確和不準確的數(shù)據(jù)，消除數(shù)據(jù)冗余，確保數(shù)據(jù)的準確性和完備性并使其符合標準化規(guī)范。同時，從數(shù)據(jù)利用的角度出發(fā)，提取出使用頻率較高的數(shù)據(jù)進行結構化組織，為后續(xù)提高數(shù)據(jù)利用效率打下基礎。

(3)數(shù)據(jù)移交:將采集和整理好的數(shù)據(jù)進行移交，移交的對象可以分為兩大類:使用單位和管理單位。1)使用單位是數(shù)字化移交成果的直接使用者，在不同階段有不同的使用者。如在施工階段，數(shù)字化移交成果為設計階段產(chǎn)生的成果，使用者為工程建設單位，因此需將數(shù)字化成果移交給建設單位;而在運行階段，數(shù)字化移交成果為施工階段產(chǎn)生的成果(包括施工過程中的數(shù)字化施工過程信息和三維建模成果等)，使用者為工程運維單位，因此需將之前的數(shù)字化成果移交給運維單位。2)管理單位是數(shù)字化移交成果的管理者，它不針對某一具體階段，而是一個獨立的數(shù)據(jù)管理組織，對數(shù)字化成果進行整體管理和維護。

從數(shù)字化移交的過程可以看出，數(shù)字化移交工作的內容除了進行具體的數(shù)據(jù)采集、整理和移交以外，還應做到規(guī)范先行，即制定規(guī)范化的移交流程、標準化的移交內容和統(tǒng)一的數(shù)據(jù)規(guī)約，確保移交過程有標準可依［4-5］。

3 數(shù)字化移交工作的必要性和迫切性

3.1 開展數(shù)字化移交工作的必要性

數(shù)字化移交工作是電網(wǎng)信息化的一個重要組成部分，充分認識數(shù)字化移交工作的必要性和迫切性，積極推進數(shù)字化移交工作，規(guī)范移交流程、制定移交標準，對提高電網(wǎng)工程建設和管理效率，更好地服務于堅強智能電網(wǎng)建設具有重要的意義［6-8］。

(1)數(shù)字化移交工作是為堅強智能電網(wǎng)建設提供電網(wǎng)基礎數(shù)據(jù)支撐的重要保障［9-10］。

堅強智能電網(wǎng)包含了發(fā)電、輸電、變電、配電、用電和調度各個環(huán)節(jié)，電網(wǎng)覆蓋地域廣、參與單位眾多，各單位之間的數(shù)據(jù)交換是一項龐大的工作，同時，堅強智能電網(wǎng)的信息化、自動化、互動化特征需要準確全面的電網(wǎng)數(shù)據(jù)作為支撐。開展數(shù)字化移交工作，以統(tǒng)一的規(guī)范和標準對電網(wǎng)工程數(shù)據(jù)進行采集整理，并在參與電網(wǎng)建設運行過程的各個單位之間進行移交互通，能夠為堅強智能電網(wǎng)建設提供重要數(shù)據(jù)保障。

(2)數(shù)字化移交工作貫穿電網(wǎng)工程全壽命周期，是提高電網(wǎng)精益化管理水平，服務電網(wǎng)建設各個階段的基本措施。

電網(wǎng)工程從規(guī)劃設計開始到最終運行，數(shù)字化移交工作貫穿了工程整個生命周期，數(shù)字化成果不斷向下一個階段移交的機制能夠實現(xiàn)信息的“一次輸入，多次使用”。此外，數(shù)字化成果不僅能從上游階段移交到下游階段，還可以由下游階段再反饋到上游階段，實現(xiàn)歷史資料回溯，形成一個可以在時間軸上移動的準確、完備的數(shù)據(jù)集合，為電網(wǎng)精益化管理提供權威、連續(xù)、完整、詳盡且唯一的數(shù)據(jù)基礎，能夠提高電網(wǎng)管理水平，服務電網(wǎng)建設各個階段。

(3)數(shù)字化移交工作是提高電網(wǎng)工程數(shù)據(jù)利用率，減少數(shù)據(jù)重復建設，節(jié)省海量數(shù)據(jù)建設投資的有效手段。

在信息化建設迅速發(fā)展的大形勢下，電網(wǎng)信息化工作也取得了很大成果，絕大多數(shù)單位都建設了相應的信息化系統(tǒng)用于生產(chǎn)或管理，然而隨著信息化的不斷深入，也暴露出數(shù)據(jù)利用率低、大量數(shù)據(jù)重復建設等問題，信息化瓶頸期也隨之到來。

分析信息化現(xiàn)狀可以發(fā)現(xiàn)，出現(xiàn)數(shù)據(jù)重復利用率低、大量數(shù)據(jù)需重復建設問題的主要原因有以下2方面原因:1)在電網(wǎng)工程建設過程中各單位扮演著不同的角色，他們的目標、職責不同，因此對信息的認識和關注點也不同，在信息建設過程中存在較大差異，使得某一單位建設的數(shù)字化成果不能滿足其他單位的使用要求;2)不同單位使用的軟件不同，數(shù)據(jù)結構也各不相同，無法實現(xiàn)現(xiàn)有數(shù)字化成果的共享。

推進數(shù)字化移交工作是解決上述問題，打破信息化瓶頸的一種有效方式。首先，數(shù)字化移交從全局進行統(tǒng)籌和規(guī)劃，針對各個階段需要掌握的信息進行規(guī)定，在信息建設初期就保證了數(shù)據(jù)的完整性使得各階段均能獲得滿足使用要求的數(shù)據(jù)，避免信息傳遞過程中的損失。其次，數(shù)字化移交工作對移交內容和數(shù)據(jù)形式進行了統(tǒng)一定義，使移交的數(shù)據(jù)具有規(guī)范化和標準化的特點，從而使數(shù)據(jù)具備了通用性，為數(shù)據(jù)的共享和快速復用創(chuàng)造了條件。最后，數(shù)字化移交的落腳點在“移交”，將已有的、符合規(guī)范的數(shù)字化成果移交到其他單位和部門，能夠大大減少數(shù)據(jù)重復建設工作，節(jié)省在數(shù)據(jù)建設上的投資。

(4)數(shù)字化移交工作是輔助電網(wǎng)災害預警和應急搶修，輔助科學、智能決策的必然要求。

自然災害是引發(fā)輸變電系統(tǒng)事故的首要因素，數(shù)字化移交工作能夠提供電網(wǎng)工程的完備、可靠、詳細的可查閱資料，當電網(wǎng)故障發(fā)生時，可以在第一時間為故障排查提供數(shù)據(jù)依據(jù)，輔助電網(wǎng)應急搶修工作;同時，數(shù)字化移交成果中包含了豐富的地理信息和專題信息，在此基礎上配合歷史災害記錄可以建立災害預警模型和分析模型，對電網(wǎng)災害做出預警，提前開展應對工作。因此，數(shù)字化移交工作能夠從一定程度上增強電網(wǎng)抗災防災水平，提高應急事故處理能力，有效減少電網(wǎng)災害帶來的經(jīng)濟損失。另外，數(shù)字化移交工作積累的大量電網(wǎng)工程數(shù)據(jù)也能夠為科學、智能決策提供參考資料和數(shù)據(jù)依據(jù)。

(5)數(shù)字化移交是移交模式的創(chuàng)新，是提升電網(wǎng)建設信息化和標準化水平的重要嘗試。

數(shù)字化移交不是某一種技術也不是某一項具體工作，而是一種思路和理念。數(shù)字化移交是要在整個生命周期對電網(wǎng)工程相關信息進行管理和應用，因此在工程建設初期就應該進行全面策劃，在信息產(chǎn)生之初就對其進行管理并在后期不斷維護，使其保持完整性、一致性和現(xiàn)勢性，從而在整個生命周期中被反復利用。

3.2 開展數(shù)字化移交工作的迫切性

電力行業(yè)的信息化工作已經(jīng)取得了一定成果，但目前這些成果的利用率還有提高的空間，智能電網(wǎng)的發(fā)展也對信息化工作提出了更高的要求，急需一種機制對信息化成果進行整合、管理和利用。

(1)信息化工作的不斷深入和智能電網(wǎng)的發(fā)展進程急需快速開展數(shù)字化移交工作。

自2009年5月國家電網(wǎng)公司提出建設“堅強智能電網(wǎng)”的戰(zhàn)略目標后，目前堅強智能電網(wǎng)已進入到全面建設階段。堅強智能電網(wǎng)的建設對電網(wǎng)信息化水平提出了更高的要求，除了要對電網(wǎng)進行信息化以外，還需要對數(shù)據(jù)進行深度利用，實現(xiàn)智能分析和優(yōu)化，急需完備、準確、全面的電網(wǎng)數(shù)據(jù)，因此，迫切需要開展數(shù)字化移交工作，為智能電網(wǎng)建設提供數(shù)據(jù)支撐。

(2)現(xiàn)有的信息化成果為數(shù)字化移交工作的開展提供了條件，也提出了迫切要求。

目前電網(wǎng)行業(yè)的信息化工作已經(jīng)積累了大量數(shù)字化成果，但這些數(shù)字化成果分布在不同的部門和不同的信息化系統(tǒng)中，形成了一個個信息孤島。一些信息化成果由于得不到維護和更新使得數(shù)據(jù)的準確度降低，一些信息化成果僅在部門內部使用，其他部門使用成果時又需要重復建設，存在著大量的資源浪費，因此，迫切需要開展數(shù)字化移交工作，對現(xiàn)有數(shù)據(jù)進行整合利用，也為后續(xù)信息化工作提供指導方向。

4 對數(shù)字化移交工作的建議

(1)加快數(shù)字化移交規(guī)范制定工作。數(shù)字化移交的優(yōu)勢是建立在其規(guī)范化、標準化的特征上的，主要表現(xiàn)為移交流程的規(guī)范化、移交內容和數(shù)據(jù)格式的標準化。要全面推進數(shù)字化移交工作并保證移交工作的高質量和顯著效果，必須加快規(guī)范制定工作，對移交流程、移交內容、移交數(shù)據(jù)格式進行規(guī)定，并在后續(xù)移交過程中認真貫徹執(zhí)行。

(2)深入開展電網(wǎng)工程數(shù)字化成果整合技術研究。新建電網(wǎng)工程按照數(shù)字化移交工作進行移交可以保證數(shù)據(jù)的標準化和通用性，但目前已有的大量電網(wǎng)工程數(shù)據(jù)可能與數(shù)字化移交的規(guī)范不相符合，因此有必要深入研究電網(wǎng)工程數(shù)字化成果整合技術，對現(xiàn)有數(shù)據(jù)進行整合和管理。

(3)盡快構建企業(yè)級數(shù)字化成果移交管理體系。數(shù)字化移交工作的目的是實現(xiàn)對數(shù)字化成果的統(tǒng)一管理，為企業(yè)提供全面、準確的數(shù)據(jù)服務，將數(shù)據(jù)資源轉化為生產(chǎn)力，為企業(yè)發(fā)展創(chuàng)造價值。構建企業(yè)級數(shù)字化成果移交管理體系，需要確定數(shù)字化移交工作的組織支撐及其職責，從戰(zhàn)略高度對數(shù)字化移交成果管理工作進行統(tǒng)籌規(guī)劃;建立完善的移交成果質量管理辦法，以制度化、規(guī)范化的方式保證移交成果的正確性、完整性、一致性和時效性;通過對移交成果進行深度加工和分析，挖掘移交成果的深層價值，同時提升數(shù)據(jù)服務效率?？梢?，盡快構建企業(yè)級數(shù)字化成果移交管理體系既是穩(wěn)步推進數(shù)字化移交工作的有效保障，也是數(shù)字化移交工作發(fā)展的必然要求，更是數(shù)字化移交工作的最終目標。

5 結語

隨著信息技術的發(fā)展，電力行業(yè)各單位在生產(chǎn)實踐中采用越來越多的數(shù)字化手段來輔助生產(chǎn)，但是隨著信息化的深入，信息孤島效應和數(shù)據(jù)重復建設的情況也越來越明顯。數(shù)字化移交工作創(chuàng)新了移交工作模式，以標準和規(guī)范為保障，促進信息資源的高效流通和共享，能夠在一定程度上解決上述問題。目前在少數(shù)工程上已經(jīng)開始嘗試進行數(shù)字化移交，但還未形成規(guī)模，也未制定統(tǒng)一規(guī)范。為了更好地服務建設堅強智能電網(wǎng)急需加快數(shù)字化移交工作的進程。

［1］劉振亞.建設堅強智能電網(wǎng)支撐又好又快發(fā)展［J］.電網(wǎng)與清潔能源，2009，25(9):1-3.

［2］王聰生.新建電廠數(shù)據(jù)移交的方法［J］.中國電力，2008，41(1):79-82.

［3］李向榮，郝悍勇，樊濤，等.構筑數(shù)字化電網(wǎng) 建設信息化企業(yè)［J］.電力系統(tǒng)自動化，2007，31(17):1-5，44.

［4］丁永福，劉皓，萬明忠，等.寧東—山東±660kV直流輸電示范工程三維數(shù)字化移交［J］.電力建設，2011，32(2):39-42.

［5］劉浩，肖少輝，李鵬，等.三維數(shù)字化移交在青藏直流工程中的應用研究［J］.電力勘測設計，2012(3):62-65.

［6］梅念，陳東，杜曉磊，等.±400kV青藏直流聯(lián)網(wǎng)工程換流站三維數(shù)字化移交［J］.電力建設，2012，33(5):21-24.

［7］DAMA International.The DAMA Guide to the Data Management Body of Knowledge［M］.北京:清華大學出版社，2012.

［8］盛大凱，郄鑫，胡君慧，等.研發(fā)電網(wǎng)信息模型(GIM)技術，構建智能電網(wǎng)信息共享平臺［J］.電力建設，2013，34(8):1-5.

［9］于志剛，王力爭，江春華，等.地理信息技術在輸變電工程管理中的應用［J］.電力建設，2011，32(8):103-106.

［10］李越茂，姚楓，宋佩珂，等.數(shù)字化設計在±400kV拉薩換流站中的應用［J］.電力建設，2012，33(10):19-24.