基于地市公司配電網規劃基礎數據管理系統研究與開發

竇武 薛遠天 王蕊 吳莉莉

摘 要：隨著網絡化技術在電力系統生產管理中的廣泛應用，配網規劃報告數據的統計工作也由原來的手工計算和簡單的EXCEL統計、收集和分析逐步向一體化網絡平臺過渡。該文通過分析配電網規劃基礎數據標準化管理系統的特點、結構及安全性，研究開發了配電網規劃基礎數據管理系統，該系統符合業界主流的開發規范，具有較好的安全性和通用性，能夠實現與其他電力業務系統平滑對接。這不僅提高了工作效率，還能保證該系統實用的數據與其它電力業務系統使用數據的一致性，有效地實現了電力業務系統間數據共享。

關鍵詞：規劃 數據共享 安全

中圖分類號：TM715 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）12（b）-0016-03

近年來，隨著經濟的發展電網負荷增長迅速，電網建設規模也隨之擴大；同時，用戶對用電質量的要求也越來越高[1]，合理、科學的對電網進行評估分析顯得更為重要。而目前電網規劃所需數據采集主要靠人工和簡單的EXCEL收集，由于電網具有結構復雜，設備數量龐大，改造建設頻繁等特點，原有的數據收集方法存在效率低、時效性差、數據口徑不一致、正確性不高等問題，給準確地分析配電網帶來了很大的挑戰。

國內目前現有的這些數據管理軟件，一般只能利用網絡實現一些數據交換，并不能很靈活的實現與其它電力業務系統的平滑對接[2]。系統間的數據共享、傳輸和交互仍然很復雜，各個電力業務系統之間相對獨立，難以實現對現有數據資源的重復利用，這就使得對配電網規劃基礎數據管理工作仍需要工作人員的大量人工維護，無法真正有效地提高工作效率。

為此，該文對配電網規劃基礎數據管理工作進行研究，以解決原有的收集方法效率低、時效性差、數據口徑不一致、正確性不高等問題，以及與現有的營銷業務系統，SCADA系統，PMS2.0系統的交互問題。

1 系統特點

配電網規劃基礎數據積累標準化系統需要與多個獨立的其它系統進行數據交互，其中包括PMS2.0系統、調度系統、營銷系統，因此需要這些系統提供訪問接口。

配電網規劃基礎數據積累標準化系統作為電力系統信息化、自動化的重要組成部分，不僅能夠有效地降低用戶工作量，保證輸入參數的準確性，還能與其他的電力業務管理系統平滑交互，該系統具有以下特點：（1）系統采用SOA技術架構、J2EE開發平臺，由多個獨立的業務模塊構成，能夠進行靈活的拆分組合，使系統具有良好的伸縮性。和國家電網公司“大規劃”技術體系融合統一，便于擴展。（2）系統通過“適配器”模式，將規劃報告所需的數據從PMS2.0中通過數據庫連接接入，同時支持網絡中斷時通過EXCEL靈活接入；系統所需的用電量、售電量從營銷業務系統的數據庫導出，通過EXCEL模板靈活接入到系統中；系統所需的電量、負荷數據從SCADA系統中導出，通過EXCEL模板靈活接入到系統中，最終對接入的所有數據規范化處理，形成標準、規范的數據，進行統一管理。（3）具備大數據量處理能力。系統圍繞配電網規劃基礎數據業務進行開發設計，涉及到大量的變電站、變壓器、線路數據，系統采用數據分片、分布式緩存等技術，極大地提高了對大數據量的處理能力，提高了系統的性能。（4）智能建模。系統基于IEC61970/IEC61968的電網CIM模型，并加以擴展，自動生成電網設備及電網拓撲關系的數據建模。（5）采用先進的富客戶端技術，提供更加豐富、直觀的用戶界面。

2 系統架構

系統采用四層架構設計而成，遵循易用性的原則，系統基于B/S模式構建，系統程序只需要在服務器端安裝，客戶端使用瀏覽器，無需安裝任何程序，免維護，界面簡潔友好。按照總體設計要求，系統的總體架構如圖1所示，包含數據庫層、服務層、應用層、展現層，以下對各層進行闡述。

2.1 數據層

數據庫層承載所有業務基礎數據，是抽象設計的結果。數據層主要的數據來源為PMS2.0系統、營銷業務應用系統、SCADA系統，包括：設備臺賬、電量、負荷等數據，根據不同類型數據的特點，大體可以分為實時型數據和歷史數據兩種。因此，在數據層建設時采用同時建立實時與歷史數據，且兩大類數據庫配合聯動的方式共同管理系統平臺的基礎數據。

2.2 服務層

服務層是信息化的需要，它是信息化中數據與業務橋梁，是體現應用的工具。服務層主要包括數據接口與處理服務、診斷方法配置服務與系統管理服務三類業務。基于標準化、規范化的原則，各類服務都按照標準化的思路進行建設。數據接口采用通用的標準接口與規約，數據處理按照有關文件規定或者專家知識梳理形成標準化的知識庫，診斷方法配置都在同一的接口方案下配置，系統管理采用標準工作流、規范的權限管理與嚴格的安全機制來進行建設。

2.3 應用層

應用層集中體現了業務領域，包含業務邏輯與業務應用，其規范化的應用固化了生產業務處理方法，體現了標準化工作的精髓。應用層在數據層的基礎上，按照服務層的框架，主要實現配電網基礎數據管理系統的核心業務——規劃報告統計計算。具體來看主要包括基礎數據管理、負荷預測、規劃報告和在這一系列分析基礎上的綜合查詢統計。各個部分應用遵照配電網基礎數據管理工作的基本流程，統一協作運行，共同實現對配電網基礎數據管理工作的輔助支持與管理指導。

2.4 展現層

展現層是整個系統功能實現的最前端與最終表現，且與用戶有最直接的對話。展現層是數據和業務展現的通道，通過企業門戶展現工具可以圖、表、曲線等多種形式展現生產過程和生產結果。因此，展現層的建設充分考慮了人機交互的各種特點，以現有的先進的可視化、圖形化技術為建設保障，實現一個圖表、數據人性化展示的系統門戶。

3 配電網規劃基礎數據管理系統

配電網規劃基礎數據管理系統能夠根據接入的數據自動完成規劃報告的滾動修編工作。該系統提供了數據集成、負荷預測、規劃報告三大功能模塊，實現規劃報告所需數據平滑接入、規劃報告自動生成等功能，避免人工工作導致的耗時大、數據收集不全、正確性無法保證等問題。

配電網規劃基礎數據管理系統架構如圖1所示，下面對數據集成、數據管理、規劃報告三大功能模塊逐一介紹。

3.1 數據管理

數據管理模塊主要實現數據集成管理、基礎數據管理功能。

（1）數據集成管理[3]實現設備臺賬從PMS2.0系統中無縫抽取；用電量、售電量從營銷業務系統中導出后通過EXCEL模板靈活接入系統；電量、負荷運行數據從SCADA系統中導出后通過EXCEL模板靈活接入系統并通過特定的規則對系統中冗余或互補的信息進行綜合分析處理[4]。

（2）基礎數據管理模塊實現設備臺賬、電量和項目管理，提供變電站、變壓器、線路等的新增、刪除、編輯等功能。

①變電站維護的屬性包括變電站基本信息、地理信息、資產性質；變壓器維護的屬性包括基本信息、銘牌信息、檔位信息、阻抗信息等；線路維護的屬性包括基本信息、地理信息、資產性質等信息。

②項目清冊維護的屬性包括基本信息、資產信息等。

③數據建模：圖形建模實現三層圖形鉆取展示，主網接線圖、配網單線圖、低壓臺區圖，并可實現主網潮流計算、配網損耗計算和臺區損耗計算功能。

3.2 負荷預測

負荷預測（見圖2）模塊主要實現負荷預測、電量預測、國民經濟預測，并提供方案比較及專家干預功能，專家干預可設置多個方案的計算結果的權重，最終得到最優的預測結果；方案比較提供多個方案多個維度的對比分析功能，并可將對比結果導出。

3.3 規劃報告

規劃報告功能實現規劃報告的新增、刪除、導入、導出、統計計算、對比分析、報表上報、年鑒等功能，并可靈活配置樹節點以及數據不一致校驗功能，通過配置表名、字段、匹配條件等，自動進行數據匹配并校驗，配置成功后，若存在數據不一致的情況，將會給出提示。

4 結語

通過配電網規劃基礎數據管理系統的特點、結構、系統功能以及安全性可知，該系統緊密結合用戶需求，其中，系統功能中高效的規劃報告統計分析功能極大的提高了用戶工作效率，通過操作權限的設置保證數據的安全性與機密性，并且該系統符合業界主流的開發規范，通用性強，數據集成方式靈活，采用數據庫與PMS2.0系統交互和EXCEL模板導入的系統的方式與營銷業務系統和SCADA系統進行交互，很好地實現與電力業務系統平滑交互，這不僅能夠有效地降低工作人員的工作量，還能保證該系統使用的數據與電力業務系統使用數據實時保持一致，實現了數據資源的共享。

參考文獻

[1]楊萌.基于CIM模型企業電網分析平臺數據庫及數據接口研究[D].西安：西安科技大學，2009.

[2]孫婉勝，張海梁.基于GIS平臺電網數據分層分區管理系統[J].自動化應用，2011（12）：49-50.

[3]蘇文博，林亮成，楊景龍.電網數據集成與管理系統研究[J].中國電力教育，2008（S3）：369-370.