基于DMM 的配電網(wǎng)運營數(shù)據(jù)質量管理模型設計

陳 思，陸沈雄，俞 立

（浙江華云信息科技有限公司，浙江杭州 310000）

配電網(wǎng)智能化的發(fā)展趨勢使其進入了能源互聯(lián) 網(wǎng)與大數(shù)據(jù)階段，電力企業(yè)利用配電網(wǎng)中電能計量裝置與智能插座等設備采集不同用戶的用電信息,以滿足配電網(wǎng)管理需求[1]。同時，為滿足用戶用電的個性化需求，還需集成不同類型業(yè)務范圍中的相關運營數(shù)據(jù)。因此，對配電網(wǎng)運營數(shù)據(jù)實施管理是確保配電網(wǎng)有效運行與穩(wěn)定發(fā)展的基礎[2]。

目前，電力系統(tǒng)中配電網(wǎng)運營數(shù)據(jù)雖已高達PB等級，但大部分電力運營企業(yè)依舊采用較為傳統(tǒng)的方式來管理配電網(wǎng)運營數(shù)據(jù)，導致當前配電網(wǎng)運營數(shù)據(jù)質量與管理方法存在較多缺陷，如數(shù)據(jù)質量的實時性、一致性與完整性無法保障、數(shù)據(jù)管理環(huán)節(jié)與崗位不夠完善、數(shù)據(jù)質量管理能力較弱等[3]。這些缺陷對于配電網(wǎng)數(shù)據(jù)分析與管理的精度與時效性產生直接影響。因此，運營數(shù)據(jù)質量管理的有效實施對于配電網(wǎng)大數(shù)據(jù)應用以及數(shù)據(jù)化運營轉型尤為重要。

運營數(shù)據(jù)管理方法是大數(shù)據(jù)技術的主要技術之一。在面對配電網(wǎng)數(shù)據(jù)質量較差這一困境時，優(yōu)化數(shù)據(jù)質量管理成為配電網(wǎng)大數(shù)據(jù)階段中數(shù)據(jù)管理的有效手段之一。

目前，已有一些相對成熟的數(shù)據(jù)質量管理模型，如基于數(shù)據(jù)分析的大數(shù)據(jù)質量管理模型[4]、基于PDCA 理論的全面數(shù)據(jù)質量管理模型[5]，此外，還有比較傳統(tǒng)的基于CWM 的數(shù)據(jù)質量管理模型。然而，因電網(wǎng)大數(shù)據(jù)量的激增和數(shù)據(jù)復雜度的增加，傳統(tǒng)模型已難以更好地適應現(xiàn)階段的配電網(wǎng)運營數(shù)據(jù)質量管理。

作為判斷企業(yè)數(shù)據(jù)管理成熟度的主要方式，數(shù)據(jù)管理能力成熟度模型（Data Management Maturity，DMM）保留了部分軟件成熟度集成模型的基本原則與方法[6]，通過判斷企業(yè)數(shù)據(jù)管理成熟度,幫助企業(yè)增強數(shù)據(jù)管理能力、提升效益。

為進一步提高對配電網(wǎng)運營數(shù)據(jù)質量的管理能力，文中設計了基于DMM 的配電網(wǎng)運營數(shù)據(jù)質量管理模型，幫助電力企業(yè)了解自身數(shù)據(jù)質量管理水平及缺陷，提升其數(shù)據(jù)質量管理能力。

1 模型設計

1.1 配電網(wǎng)運營通用數(shù)據(jù)分析

配電網(wǎng)運營數(shù)據(jù)中既包含配電網(wǎng)運行過程中自身的相關數(shù)據(jù)，同時還包含配電網(wǎng)與用戶之間產生的用電數(shù)據(jù)[7]，如分布式電源、大用戶等產生的相關數(shù)據(jù)。因此，在進行配電網(wǎng)運營數(shù)據(jù)質量管理之前，需完善通用數(shù)據(jù)管理工作，為配電網(wǎng)運營數(shù)據(jù)質量管理做好準備。

利用采集與維護優(yōu)質數(shù)據(jù)的方式完善配電網(wǎng)運營過程是通用數(shù)據(jù)管理的主要目的。通常，電力企業(yè)通過設定相關組織部門，保障配電網(wǎng)運營數(shù)據(jù)質量管理過程的有效實現(xiàn)[8]，并且明確數(shù)據(jù)質量管理過程中的相關崗位與職能，以保障運營數(shù)據(jù)更新的實時性。通用數(shù)據(jù)管理主要從業(yè)務術語、元數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)生命周期以及數(shù)據(jù)需求定義4 種方法出發(fā)，具體描述如下：

業(yè)務術語管理是配電網(wǎng)通用數(shù)據(jù)管理的第一階段[9]，元數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)生命周期管理可分別輔助業(yè)務術語完善與范圍辨識。電力企業(yè)配電網(wǎng)運營數(shù)據(jù)中的業(yè)務術語量較大，三集五大組織結構及其職能中的業(yè)務術語是其中的典型，除對這些業(yè)務術語實施整理之外還需填充新的術語，形成業(yè)務術語手冊，并逐步優(yōu)化。

元數(shù)據(jù)管理具有起承轉合的作用，既承接業(yè)務術語管理，也開啟了運營數(shù)據(jù)管理[10]。配電網(wǎng)運營數(shù)據(jù)中的典型元數(shù)據(jù)為公共信息模型，除此之外還存在開放應用組等，通過參考具有國際標準的元數(shù)據(jù)與配電網(wǎng)運營數(shù)據(jù)中的業(yè)務術語進行結合，制定符合電力企業(yè)自身特性的元數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)生命周期管理的主要作用是明確與元數(shù)據(jù)對應的配電網(wǎng)運營數(shù)據(jù)的形成、采集與消除過程，由此明確運營數(shù)據(jù)形成的源頭，從而更好地管理這些數(shù)據(jù)的質量。

配電網(wǎng)運營數(shù)據(jù)的消費管理通過數(shù)據(jù)需求定義管理來實現(xiàn)，通過數(shù)據(jù)需求定義，電力企業(yè)可以完善元數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)生命周期管理，提升平臺管理性能。

1.2 基于DMM的配電網(wǎng)運營數(shù)據(jù)質量管理模型

基于DMM 的配電網(wǎng)運行數(shù)據(jù)質量管理模型是在通用數(shù)據(jù)管理的基礎上，參考以往DMM 應用的相關內容，設計由8 個過程域與5 個成熟度等級共同組成的質量管理模型。

1.2.1 過程域設計

圖1 為過程域結構，其中包含數(shù)據(jù)戰(zhàn)略、數(shù)據(jù)治理、數(shù)據(jù)質量以及數(shù)據(jù)平臺等。

圖1 A配電網(wǎng)運行數(shù)據(jù)質量管理模型過程域結構

1）企業(yè)實施數(shù)據(jù)質量管理工作的目的與原則通過數(shù)據(jù)戰(zhàn)略來描述[11]。該過程域中包括3 個子域，分別是規(guī)劃、進行與評估。電力企業(yè)依照配電網(wǎng)自身數(shù)據(jù)需求設定配電網(wǎng)運營數(shù)據(jù)質量管理的目的與原則，并以此為基礎設計數(shù)據(jù)職責架構；分析配電網(wǎng)運營數(shù)據(jù)質量管理與應用的現(xiàn)狀，明確當前現(xiàn)狀與預期目的間存在的距離；根據(jù)設定的原則規(guī)劃數(shù)據(jù)質量管理過程中的階段性任務，并逐步實施。該過程域中，電力企業(yè)需及時了解并分析階段性任務實施的進度與質量，根據(jù)實際情況優(yōu)化數(shù)據(jù)戰(zhàn)略。

2）格式化與規(guī)范化數(shù)據(jù)的過程就是數(shù)據(jù)治理[12]。該過程域中包括4 個子域：治理組織子域與制度建設子域的功能分別是設定配電網(wǎng)運營數(shù)據(jù)組織架構與崗位、設置數(shù)據(jù)質量管理的相關制度與架構；治理溝通子域負責監(jiān)督數(shù)據(jù)質量管理的實施，對管理過程進行指導；認責機制子域具有溝通功能。將4 個子域相結合，為數(shù)據(jù)質量管理打下堅實基礎。

3）電力企業(yè)分別利用數(shù)據(jù)模型子域和元數(shù)據(jù)管理子域的承載數(shù)據(jù)需求，清晰認識配電網(wǎng)運營數(shù)據(jù)分布及產生源；設計集成子域和共享子域承擔數(shù)據(jù)架構過程域的相關職能。

4）由業(yè)務術語、參考數(shù)據(jù)、主數(shù)據(jù)和指標數(shù)據(jù)4個子域組成了數(shù)據(jù)標準過程域，其主要功能是在配電網(wǎng)運營范圍內統(tǒng)一數(shù)據(jù)標準[13]。

5）配電網(wǎng)運營數(shù)據(jù)應用過程域中的數(shù)據(jù)分析子域，構建統(tǒng)計報表與趨勢分析等數(shù)據(jù)分析體系，通過數(shù)據(jù)開放共享子域推動運營數(shù)據(jù)的綜合應用，基于數(shù)據(jù)服務子域提供配電網(wǎng)運營數(shù)據(jù)分析決策，實現(xiàn)配電網(wǎng)運營數(shù)據(jù)增值。

6）配電網(wǎng)運營數(shù)據(jù)的機密性、完整性以及可用性通過由安全標準、安全管理以及安全設計3 個子域組成的數(shù)據(jù)安全過程域來實現(xiàn)，由此提升配電網(wǎng)運營數(shù)據(jù)的安全管理能力。

7）由質量需求、檢測、分析及提高4 個子域組成的數(shù)據(jù)質量過程域可以滿足配電網(wǎng)運營數(shù)據(jù)質量需求，實施數(shù)據(jù)質量檢測，通過分析檢測效果提升配電網(wǎng)運營數(shù)據(jù)質量。

8）作為配電網(wǎng)運營數(shù)據(jù)質量管理與應用的基礎，數(shù)據(jù)平臺過程域利用規(guī)范、架構以及管理子域分別實現(xiàn)統(tǒng)一規(guī)范體系設定、平臺構建管理與應用的指導，推動配電網(wǎng)運營數(shù)據(jù)融合共享[14]。

1.2.2 成熟度等級設計

在了解各過程域的目的與能力后，將數(shù)據(jù)質量管理與DMM 模型相結合，實現(xiàn)配電網(wǎng)運營數(shù)據(jù)質量管理能力的持續(xù)增強。

DMM 中數(shù)據(jù)管理成熟度分為優(yōu)化、度量、穩(wěn)健、管理與初始5 個級別，成熟度級別越高說明過程域能力越強，全部級別的成熟度能力均以上一級別為基礎[15]。5 個成熟度級別的具體情況如圖2 所示。

圖2 A數(shù)據(jù)管理成熟度評估等級

綜上可知，通過對過程域和成熟度等級的設計，完成對配電網(wǎng)運營數(shù)據(jù)質量管理模型的構建。

2 測試分析

為驗證基于DMM 的配電網(wǎng)運營數(shù)據(jù)質量管理模型的實際應用性能，設計如下測試實驗。

于2019 年3 月起，將基于DMM 的配電網(wǎng)運營數(shù)據(jù)質量管理模型應用于某電力企業(yè)負責區(qū)域中，管理企業(yè)內配電網(wǎng)運營數(shù)據(jù)。

根據(jù)文中模型的8 個過程域對實驗對象的配電網(wǎng)運營數(shù)據(jù)質量管理能力實施評估。A 公司實驗對象數(shù)據(jù)質量管理能力成熟度等級如圖3 所示。

分析圖3 可知，實驗對象對于配電網(wǎng)運營數(shù)據(jù)質量的管理在數(shù)據(jù)戰(zhàn)略、數(shù)據(jù)治理、數(shù)據(jù)應用和數(shù)據(jù)安全等過程域中具有較高的成熟度，均達到穩(wěn)健級別。說明實驗對象為配電網(wǎng)運營數(shù)據(jù)制定了清晰正確的數(shù)據(jù)戰(zhàn)略，并利用相關制度架構對配電網(wǎng)運營數(shù)據(jù)進行格式化與規(guī)范化，構建統(tǒng)計報表、趨勢分析等數(shù)據(jù)分析體系，分析配電網(wǎng)運營數(shù)據(jù)，推動了運營數(shù)據(jù)的綜合應用，使得數(shù)據(jù)的完整性得到保障。

由圖3 還可以看出，實驗對象對于配電網(wǎng)運營數(shù)據(jù)質量管理在數(shù)據(jù)標準與數(shù)據(jù)質量方面存在一定問題，勉強達到管理級別，需要進一步對這兩個方面進行加強與完善。通過加強配電網(wǎng)運營范圍內業(yè)務術語、主數(shù)據(jù)以及指標數(shù)據(jù)等標準的統(tǒng)一和完善、提升數(shù)據(jù)質量檢測與分析等方式可以彌補數(shù)據(jù)標準與數(shù)據(jù)質量管理方面的缺陷。

以上結果說明通過該文模型可更準確地分析電力企業(yè)自身配電網(wǎng)運營數(shù)據(jù)質量管理中存在的不足，以及同相關企業(yè)數(shù)據(jù)質量管理方面存在的優(yōu)勢及差異，明確后續(xù)過程中需完善提升的方向，為配電網(wǎng)運營數(shù)據(jù)質量管理的提升奠定基礎[16]。

在此基礎上，為進一步分析基于DMM 的配電網(wǎng)運營數(shù)據(jù)質量管理模型的應用性能，設計如下對比實驗加以驗證。對比實驗對象為該文模型、基于PDCA 理論的全面數(shù)據(jù)質量管理模型和基于CWM 的數(shù)據(jù)質量管理模型。實驗時間為6 個月，對比應用不同模型后配電網(wǎng)運營數(shù)據(jù)的一致性、完整性與實時性。配電網(wǎng)運營數(shù)據(jù)各性能以百分比來描述，結果如表1～3 所示。

表1 A公司模型數(shù)據(jù)質量管理效用

表2 A分司基于PDCA理論的數(shù)據(jù)質量管理模型效用

表3 A公司基于CWM的數(shù)據(jù)質量管理模型效用

分析表1～3 中的數(shù)據(jù)可知，采用3 個模型管理配電網(wǎng)運營數(shù)據(jù)質量時，一年內數(shù)據(jù)的一致性、完整性與實施性均呈現(xiàn)上升趨勢。其中,該文模型管理下配電網(wǎng)運營數(shù)據(jù)的一致性、完整性與實時性分別提升3.95%、4.14%和1.24%，數(shù)據(jù)質量逐步進入穩(wěn)定狀態(tài)；在基于PDCA 理論的數(shù)據(jù)質量管理模型下，數(shù)據(jù)的一致性、完整性與實時性分別提升1.94%、2.10%和1.02%；基于CWM 的數(shù)據(jù)質量管理模型管理下，配電網(wǎng)運營數(shù)據(jù)的一致性、完整性與實時性分別提升2.87%、2.60%和0.19%。實驗結果顯示，該文模型對于配電網(wǎng)運營數(shù)據(jù)質量管理效果最為顯著，基于CWM 的數(shù)據(jù)質量管理模型對于數(shù)據(jù)一致性與完整性的管理效果優(yōu)于基于PDCA 理論的數(shù)據(jù)質量管理模型，但對于數(shù)據(jù)實時性管理效果不顯著。這說明該文模型對于配電網(wǎng)運營數(shù)據(jù)質量管理效果顯著優(yōu)于兩種對比模型。

為深度驗證該文模型的實用性，分別對比在3個模型管理下，實驗對象6 個月內經(jīng)濟效益情況，對比過程中忽略外在影響因素，結果如表4 所示。

將表4 中的數(shù)據(jù)用折線圖的形式表示，得到的結果如圖4 所示。

由表4 和圖4 可知，利用該文模型管理配電網(wǎng)運營數(shù)據(jù)質量后，實驗對象經(jīng)濟效益最高可提升29.4萬元；利用基于PDCA 理論的數(shù)據(jù)質量管理模型管理配電網(wǎng)運營數(shù)據(jù)后，實驗對象經(jīng)濟提升上限與均值分別為25.2 萬元和23.6 萬元；基于CWM 的數(shù)據(jù)質量管理模型則可分別提升25.2 萬元和24.2 萬元。相較之下，應用該文模型管理配電網(wǎng)運營數(shù)據(jù)質量時，實驗對象經(jīng)濟效益曲線波動更為平緩，說明該文模型更利于電力企業(yè)經(jīng)濟效益的提升。

圖4 A不同模型對實驗對象經(jīng)濟效益影響對比

表4 A公司不同模型對實驗對象經(jīng)濟效益影響對比

3 結束語

研究配電網(wǎng)數(shù)據(jù)質量管理能力是電力企業(yè)管理數(shù)據(jù)資源、評估數(shù)據(jù)管理過程、改善數(shù)據(jù)管理質量的關鍵。文中設計基于DMM 的配電網(wǎng)運營數(shù)據(jù)質量管理模型，在配電網(wǎng)通用數(shù)據(jù)管理的基礎上，設計運營數(shù)據(jù)質量管理模型，通過對各過程域成熟度的判斷，明確了電力企業(yè)對于配電網(wǎng)運營數(shù)據(jù)質量管理過程中的薄弱點，針對該薄弱點有針對性的加強與完善配電網(wǎng)運營數(shù)據(jù)質量管理過程，提升電力企業(yè)運營數(shù)據(jù)質量管理能力。在未來階段的研究中，將主要參考國內外相關領域研究動態(tài)，并結合我國電力企業(yè)配電網(wǎng)運營數(shù)據(jù)質量管理的實際情況，進一步完善該文模型，確保模型的長期適用性。