以電網信息模型(GIM)技術構建智能電網信息共享平臺研究

丁寬

（國網吐魯番供電公司，新疆 吐魯番 838000）

面向多種信息資源建設多層次、多元化的融合體系，實現對數據內容的協同處理。以電網信息模型技術為基礎構建智能電網信息共享平臺，能為項目開展的各個階段提供詳細的工程信息。應用科學技術和工程技術建立信息模型，涉及電網工程所有環節和對象，更容易實現信息共享的目標，更好實現對電網工程全生命周期資源的科學調度。

1 智能電網信息共享平臺初步梳理

1．1 設計成果的轉化

20世紀60年代，在我國的電力系統中開始應用信息化技術。有很多電力企業充分結合自身的需求建立信息管理系統。所建立的信息管理系統優化了電力企業內部的業務流程，企業的運行效率也明顯加快。但是經過一段時間的發展，也表現出了一些問題。這些信息管理系統由不同的廠商提供，無法實現信息共享。在模型構建技術中，要抓住設計的源頭，才能真正把握住信息流的脈搏。在初始階段就應該建立起信息載體，為后續工作提供好服務。從近幾年的發展情況來看，數字化技術的應用非常普遍。所設計的信息集成技術是將設備的模型作為載體，這里所說的技術主要包括三維信息模型、地理信息、工程結構及非結構化的數據，促進數字化技術得到更為廣泛的應用。工程設計圖紙所展示的設計成果，逐漸過渡為數字化的設計成果。

1．2 實現對施工過程的有效監控

就電網信息模型而言，建設智能電網信息共享平臺，要重視施工階段的部署和安排。在施工管理中，可使用Navisworks等GIM軟件積極建立可視化的施工管理平臺，確保施工現場的進度是可視的。應用現場施工模擬的三維化模式，進而保證管理者和相關的工作人員對施工現場有更為直觀的了解，也能全面掌握工程的實際建設情況，將各個單位的綜合信息管理起來，優化管理效果。

1．3 完成輸電和變電在GIS上的可視化

在目前的發展階段中，國家電網公司已經完成了生產管理系統的建立，其中的核心內容是設備管理，另外還涉及多項業務，有設備運行、設備缺陷、設備檢修試驗。從近幾年的發展情況來看，在一些地區以GIS為基礎的PMS系統的應用和研究獲得了較好的成就。比如在某地區，建立的一體化電力生產管理系統是將GIS作為基礎內容，同時具備輸電和變電在本系統上可視化的功能，優化了生產階段的信息化功能。

2 以電網信息模型(GIM)技術構建智能電網信息共享平臺的研究現狀

電網信息模型GIM技術源自BIM，即建筑信息模型（Building Information Modeling）。其是以電網工程各專業的參數化信息作為基礎，進一步吸取地理信息數據（GIS），并結合輸變電工程特點，通過信息化建模技術、數字化協同設計，實現輸變電工程的三維可視化和信息共享。

電網信息模型技術是以GIM參數化模型為核心，而參數化建模是在電力設計階段完成的。現如今GIM技術已在設計階段已得到落實，2013年國網經研院發布了輸變電工程數字化設計應用導則，2018年《輸變電工程三維設計模型交互規范》等8項標準逐步正式發布。2019年國家電網基建技經〔2019〕10號文第八條要求，從2019年2月1日起，對未按文件要求開展設計招標、應用三維設計的工程，原則上不予安排初步設計評審。

當前國家電網有限公司提出了以泛在電力物聯網為基礎的“三型兩網、世界一流”戰略目標。其中能源互聯網是堅強智能電網與泛在電力物聯網的深度融合，能源流、業務流、數據流“三流合一”的共享信息物理系統。因此，以GIM技術為基礎，構建泛在電力物聯網的可視化共享平臺將會是一個重要的研究方向

3 以電網信息模型(GIM)技術構建智能電網信息共享平臺的優勢分析

3．1 具有強大的三維仿真性

從設計輸變電工程開始，利用基于Bently或Revit等信息化設計軟件，對變電站土建和電氣設備進行三維仿真建模，使其以三維立體圖形的形式展示出來，空間信息表達更為清晰，更能充分體現其真實面貌。在信息共享平臺中，使這種三維參數模型形成信息化載體，由點到面，逐步實現電網全生命周期的可視化和虛擬化，從而在最終實現信息共享平臺的全面三維可視化。

3．2 具有較強的數據關聯性

就電網自身的特點而言，GIM模型要保證能與GIS高度整合。在GIS系統中，把模型數據分層顯示出來。在確定模型接口時，要保證符合標準的要求，并實現信息分層的目標在工程建設活動中，協調好各方的信息需求，有效向設計階段延伸，起到信息傳遞和共享的作用，更好面對數據斷層的問題，如此一來就能實現數據信息一次錄入多次采用的目標。將GIM作為基礎支撐，完成承載信息數據庫的建立，在不同的平臺上共享數據信息，同時也能較好完成信息采集的任務。充分利用GIM技術的優勢，能實現模擬的功能，實現對施工、搶修和漫游的有效模擬。能在線監測信息，進而成功為生產部門提供工程數據，為泛在物聯做好鋪墊。

3．3 具有更高的可靠性

將GIM技術投入智能電網信息共享平臺，數據的采集能力會被大幅度的提高，為電網大數據的共享、挖掘和深入分析提供堅實的基礎。在電網設備采購、運行和報廢的全生命周期中，這些大數據信息資源能為決策的制定提供可信度更高的依據。GIM作為一種信息模型，在理論上可引入以安全著稱的區塊鏈技術，設備與模型編碼一一對應，實現設備物資可查但不可篡改、完整追溯等特性，打破信息孤島，防止惡意竄貨等問題的發生。在進行平臺安全防護時，可依照“標準先行，試點應用”的原則，分階段、分區域進行，為工程信息的安全可靠提供保障。

4 以電網信息模型(GIM)技術構建智能電網信息共享平臺

4．1 融合工程建設階段的信息流和業務流

對電網信息模型技術進行充分的研究，并建立GIM。從而形成良好的工程建設階段的信息流，將業務流有效融合起來。就工程建設整體而言，要保GIM技術貫穿始末。參建單位和后期的運行單位應全程參與，在整個工程信息的建設中，工程設計是起點，實現數字化建設可避免大量重復性的操作問題。

近年來計算機軟硬件技術水平不斷提高，促進設計單位內部實現更為便捷的信息傳遞，在這個過程中，會表現出比較明顯的多專業和跨區域的措施。在這其中有代表作用的技術是三維數字化技術，該技術在輸變電工程中的應用非常廣泛，是GIM技術中的基礎部分。對于設計單位來說，建立模型是非常關鍵的一個環節，覆蓋工程建設全過程的內容是工程設計信息。在研究可行性的階段、初期的設計階段、按照施工圖紙進行施工的階段、工程最后的竣工階段，工程設計信息都能發揮一定作用。

4．2 避免發生信息斷層的問題

在建立GIM的過程中首先要解決的是信息斷層的問題。就信息錄入階段而言，其中存在的不足之處是無法在設計文件和各個應用平臺之間實現互通互聯，所以在分析各個階段的信息需求時，要從數據分析層面入手。要想真正解決信息孤島的問題不僅發揮設計信息和各個平臺之間連接作用，還需要將GIM技術作為基礎建設工程數據庫，從而成功融合信息流和業務流。以某電力企業的數據結構為例，其中有非常復雜的設備種類，數量還很大。對此實現有效的全面管理需要建設三維化的數字模型，形成的數據框架呈現結構化和非結構化的特征。三維的數字化信息在其中起到的是更好運用信息手段管理設備。所建設的GIM接口是通用的，從而有效將各種工程數據庫有效整合起來。

5 結語

綜上所述，運用電網信息模型(GIM)技術構建智能電網信息共享平臺的優勢有三方面的體現，有較強的仿真性和關聯性，安全系數也更高。在建設共享平臺的工作中，要注意避免發生信息斷層的不良情況，保證能良好融合工程建設階段的信息流和業務流。在未來的發展中，還需不斷引入新的技術，推動輸變電工程信息化建設更好發展。