電網(wǎng)規(guī)劃基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理分析

仇衛(wèi)東，馮建雷，黃平

(國(guó)網(wǎng)北京經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院，北京市，100052)

0 引言

我國(guó)電力系統(tǒng)信息化起步于20世紀(jì)60年代，最初主要用于電力系統(tǒng)的計(jì)算及發(fā)電廠和變電站的自動(dòng)監(jiān)測(cè)、監(jiān)控等方面。20世紀(jì)80年代中期至20世紀(jì)末，信息技術(shù)開(kāi)始進(jìn)入電力系統(tǒng)的各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域，并進(jìn)一步由控制層、操作層、管理層向決策層延伸，各級(jí)電力企業(yè)紛紛建立各種各樣的信息系統(tǒng)［1］。2005年開(kāi)始，5大發(fā)電集團(tuán)和2大電網(wǎng)公司陸續(xù)規(guī)劃推進(jìn)本集團(tuán)范圍內(nèi)的信息化整合工作，我國(guó)的電力行業(yè)信息化也因此迅速發(fā)展起來(lái)。

目前，在電網(wǎng)生產(chǎn)運(yùn)行領(lǐng)域已經(jīng)有成熟的應(yīng)用系統(tǒng)，如能量管理系統(tǒng)(energy management system，EMS)、配電網(wǎng)管理系統(tǒng)(distribution management system，DMS)等，均可實(shí)現(xiàn)本領(lǐng)域內(nèi)數(shù)據(jù)管理功能，滿足日常工作需要。電網(wǎng)規(guī)劃和電網(wǎng)運(yùn)行管理的不同之處在于電網(wǎng)規(guī)劃的目標(biāo)是對(duì)未來(lái)電網(wǎng)狀態(tài)的預(yù)測(cè)，而非現(xiàn)實(shí)已經(jīng)發(fā)生的狀態(tài)［2-10］。這個(gè)從無(wú)到有的過(guò)程意味著數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)并不能只設(shè)計(jì)唯一的標(biāo)準(zhǔn)形式，而應(yīng)在系統(tǒng)應(yīng)用過(guò)程中隨著條件的變化進(jìn)行靈活調(diào)整。

1 國(guó)網(wǎng)公司規(guī)劃數(shù)據(jù)管理現(xiàn)狀

1.1 總部規(guī)劃數(shù)據(jù)管理現(xiàn)狀

目前，國(guó)家電網(wǎng)公司總部正在建設(shè)規(guī)劃設(shè)計(jì)管理信息平臺(tái)。信息平臺(tái)貫穿電網(wǎng)項(xiàng)目從規(guī)劃產(chǎn)生、完成前期申報(bào)、進(jìn)入儲(chǔ)備隊(duì)列、下達(dá)投資計(jì)劃至下達(dá)開(kāi)工計(jì)劃后進(jìn)入統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)的全過(guò)程。

根據(jù)大規(guī)劃體系建設(shè)方案的要求，在國(guó)網(wǎng)經(jīng)研院建設(shè)一體化電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)信息平臺(tái)，橫向連接電力供需研究實(shí)驗(yàn)室和風(fēng)電信息統(tǒng)計(jì)分析平臺(tái)(國(guó)網(wǎng)能源院)、國(guó)家電網(wǎng)仿真中心(中國(guó)電科院)，匯總能源、供需及運(yùn)行信息。

此外，在總部和直屬單位還建有多個(gè)相關(guān)實(shí)驗(yàn)室，如電網(wǎng)工程技術(shù)經(jīng)濟(jì)研究實(shí)驗(yàn)室和公司工程設(shè)計(jì)評(píng)審平臺(tái)等。

1.2 網(wǎng)省公司規(guī)劃數(shù)據(jù)管理現(xiàn)狀

國(guó)網(wǎng)公司下屬有15家網(wǎng)省公司已建或正在建設(shè)規(guī)劃設(shè)計(jì)信息化系統(tǒng)。其中完全實(shí)現(xiàn)運(yùn)行占20%;處于試運(yùn)行階段占13.3%;處于開(kāi)發(fā)階段占16.7%。公司系統(tǒng)中有15家網(wǎng)省公司尚未建立任何規(guī)劃設(shè)計(jì)信息平臺(tái)，占總數(shù)的一半。表1為網(wǎng)省公司信息平臺(tái)建設(shè)情況。

1.3 存在問(wèn)題

電網(wǎng)規(guī)劃數(shù)據(jù)規(guī)模隨電網(wǎng)規(guī)模逐年擴(kuò)大，電網(wǎng)規(guī)劃數(shù)據(jù)的管理、維護(hù)與擴(kuò)充也越來(lái)越困難。主要存在以下問(wèn)題:

(1)數(shù)據(jù)一致性問(wèn)題突出。數(shù)據(jù)信息分散，數(shù)據(jù)維護(hù)工作量大;網(wǎng)架數(shù)據(jù)的合并，目前是人為手工進(jìn)行，易產(chǎn)生誤差。

(2)數(shù)據(jù)管理流程尚未明確建立。相應(yīng)機(jī)構(gòu)職能缺失，數(shù)據(jù)有效性難以保障。

(3)數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)、模型不統(tǒng)一。統(tǒng)計(jì)版本不一，且相關(guān)的數(shù)據(jù)模型標(biāo)準(zhǔn)和應(yīng)用接口標(biāo)準(zhǔn)尚未建立，難以滿足“大規(guī)劃”體系建設(shè)的要求。

(4)規(guī)劃設(shè)計(jì)領(lǐng)域的相關(guān)系統(tǒng)繁多，結(jié)構(gòu)功能各異，亟需統(tǒng)一集成，形成一體化平臺(tái)。

(5)配網(wǎng)規(guī)劃業(yè)務(wù)還存在規(guī)劃人員匱乏、規(guī)劃水平低、規(guī)劃信息化和智能化程度低等問(wèn)題。

表1 網(wǎng)省公司電網(wǎng)規(guī)劃信息平臺(tái)建設(shè)情況Tab.1 Situation of power grid planning platforms

2 電網(wǎng)規(guī)劃工作數(shù)據(jù)需求分析

電網(wǎng)規(guī)劃工作涉及能源資源、電源裝機(jī)、負(fù)荷需求、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)等方面的大量數(shù)據(jù)，以及長(zhǎng)期以來(lái)積累的規(guī)劃成果，是公司發(fā)展的核心數(shù)據(jù)，安全性和保密性要求高。目前大量電網(wǎng)現(xiàn)狀及規(guī)劃數(shù)據(jù)由系統(tǒng)外單位掌握，系統(tǒng)內(nèi)設(shè)計(jì)單位也缺乏統(tǒng)一的數(shù)據(jù)管理，公司發(fā)展存在安全隱患。

2.1 電網(wǎng)規(guī)劃基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

電網(wǎng)規(guī)劃工作中所需基礎(chǔ)數(shù)據(jù)可分為空間數(shù)據(jù)、電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)、規(guī)劃方案數(shù)據(jù)等。

(1)空間數(shù)據(jù)包括構(gòu)成地理、地貌必須的要素，以及各類站點(diǎn)及設(shè)備地理坐標(biāo)等?？臻g數(shù)據(jù)是系統(tǒng)的基礎(chǔ)，其余各類數(shù)據(jù)必須直接或間接與空間數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)。

(2)電網(wǎng)數(shù)據(jù)中包含了電網(wǎng)設(shè)備、電網(wǎng)拓?fù)潢P(guān)系和計(jì)算數(shù)據(jù)。

(3)運(yùn)行數(shù)據(jù)主要是指負(fù)荷和電量數(shù)據(jù)，最大負(fù)荷、年負(fù)荷曲線、日負(fù)荷曲線、全社會(huì)用電量都具備空間屬性。

(4)工程數(shù)據(jù)包括規(guī)劃項(xiàng)目?jī)?chǔ)備數(shù)據(jù)庫(kù)，從電網(wǎng)規(guī)劃到投資計(jì)劃的全過(guò)程數(shù)據(jù)。工程數(shù)據(jù)通過(guò)運(yùn)維單位與空間數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)。

(5)財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)指投資分析、輸電價(jià)計(jì)算、上網(wǎng)電價(jià)計(jì)算等經(jīng)濟(jì)性分析所涉及的基礎(chǔ)參數(shù)數(shù)據(jù)。其中的各種工程造價(jià)、上網(wǎng)電價(jià)等電價(jià)信息需要與空間數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)。

(6)基礎(chǔ)主題數(shù)據(jù)包含規(guī)劃設(shè)計(jì)中需要參考的各種數(shù)據(jù)，包括:資源數(shù)據(jù);國(guó)民經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù);各種專題圖數(shù)據(jù)，如污區(qū)、冰區(qū)、鳥(niǎo)害區(qū)、土地規(guī)劃等。

(7)統(tǒng)計(jì)主題數(shù)據(jù)主要是指根據(jù)業(yè)務(wù)需要，統(tǒng)計(jì)電網(wǎng)網(wǎng)架數(shù)據(jù)、電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)、根據(jù)工程數(shù)據(jù)和財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)處經(jīng)濟(jì)性分析的數(shù)據(jù)。

(8)規(guī)劃方案數(shù)據(jù)包含2類:規(guī)劃方案屬性，規(guī)劃邊界條件和規(guī)劃成果數(shù)據(jù)。規(guī)劃邊界條件和規(guī)劃成果則包含電網(wǎng)網(wǎng)架、電氣計(jì)算、工程等各項(xiàng)數(shù)據(jù)。規(guī)劃方案數(shù)據(jù)通過(guò)邊界條件定義空間屬性。

各數(shù)據(jù)間調(diào)用關(guān)系如圖1所示。

圖1 數(shù)據(jù)調(diào)用關(guān)系Fig.1 Data logic

2.2 電網(wǎng)規(guī)劃數(shù)據(jù)來(lái)源及采用規(guī)則

在實(shí)際工作中，電網(wǎng)規(guī)劃基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的采用規(guī)則(優(yōu)先級(jí)順序)為國(guó)家權(quán)威部門(mén)發(fā)布的數(shù)據(jù)=國(guó)網(wǎng)公司發(fā)布的數(shù)據(jù)＞國(guó)家相關(guān)部門(mén)發(fā)布的數(shù)據(jù)＞國(guó)網(wǎng)公司直屬單位數(shù)據(jù)＞網(wǎng)省公司數(shù)據(jù)。同時(shí)，因?yàn)殡娋W(wǎng)規(guī)劃工作涉及歷史數(shù)據(jù)和預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，所以具體各類數(shù)據(jù)采用規(guī)則時(shí)，應(yīng)綜合考慮。例如基礎(chǔ)主體數(shù)據(jù)中的國(guó)民經(jīng)濟(jì)、氣象等數(shù)據(jù)，其歷史數(shù)據(jù)的采用規(guī)則(優(yōu)先級(jí)順序)為國(guó)家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)＞中電聯(lián)數(shù)據(jù)＞電力供需研究實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)＞網(wǎng)省數(shù)據(jù);而預(yù)測(cè)數(shù)的采用規(guī)則(優(yōu)先級(jí)順序)為國(guó)家或地方政府、專業(yè)機(jī)構(gòu)數(shù)據(jù)＞網(wǎng)省公司數(shù)據(jù)＞電力供需研究實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)。

3 改進(jìn)措施

針對(duì)電網(wǎng)規(guī)劃數(shù)據(jù)管理現(xiàn)狀及存在問(wèn)題，可以從技術(shù)層面和管理層面著手改進(jìn)。技術(shù)層面上主要是針對(duì)規(guī)劃數(shù)據(jù)特點(diǎn)，優(yōu)化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu);管理層面上主要制定標(biāo)準(zhǔn)、流程等，明確數(shù)據(jù)責(zé)任，規(guī)范電網(wǎng)規(guī)劃數(shù)據(jù)管理。

以全社會(huì)用電量數(shù)據(jù)為例，可分為現(xiàn)狀數(shù)據(jù)和預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，其中預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)中包括高方案、中方案以及低方案3種，同時(shí)針對(duì)不同的規(guī)劃任務(wù)存在不同預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)版本?？紤]數(shù)據(jù)特點(diǎn)，設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)格式如表2所示。

表2 全社會(huì)用電量數(shù)據(jù)Tab.2 Table of electricity consumption

表2中，區(qū)域類型(AREA_TYPE)分為全國(guó)、國(guó)網(wǎng)公司經(jīng)營(yíng)區(qū)域、區(qū)域公司、省公司等;數(shù)據(jù)來(lái)源(DFROM)可選國(guó)網(wǎng)公司、中電聯(lián)、電力供需研究實(shí)驗(yàn)室等;數(shù)據(jù)時(shí)態(tài)(DATA_TYPE)可分為實(shí)際值和預(yù)測(cè)值，其中預(yù)測(cè)值又分為高方案、中方案、低方案;相關(guān)任務(wù)(RPT_ID)為依據(jù)該數(shù)據(jù)所制定的規(guī)劃任務(wù)。

以上數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)對(duì)多數(shù)據(jù)源、不同統(tǒng)計(jì)口徑和不同規(guī)劃任務(wù)所需全社會(huì)用電量數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理。提高電網(wǎng)規(guī)劃工作效率，確保信息安全。

4 結(jié)語(yǔ)

公司一體化電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)信息平臺(tái)目前已開(kāi)始建設(shè)，其中基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)部分涵蓋了電網(wǎng)規(guī)劃工作所需的大部分?jǐn)?shù)據(jù)，在此基礎(chǔ)上可進(jìn)一步研究實(shí)現(xiàn)規(guī)劃基礎(chǔ)信息資源共享和交換，規(guī)范數(shù)據(jù)信息渠道，建立數(shù)據(jù)交換與更新機(jī)制。建議可從以下幾個(gè)方面繼續(xù)開(kāi)展研究:

(1)進(jìn)一步加強(qiáng)電網(wǎng)規(guī)劃數(shù)據(jù)研究。結(jié)合規(guī)劃文件，全面梳理規(guī)劃工作流程中涉及數(shù)據(jù)，明確各環(huán)節(jié)所需數(shù)據(jù)明細(xì)。

(2)全面推進(jìn)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)制定。在已有數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，深入挖掘基礎(chǔ)數(shù)據(jù)內(nèi)部邏輯，制定數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)。

(3)進(jìn)一步建立并完善數(shù)據(jù)接口規(guī)范。梳理電網(wǎng)規(guī)劃工作與其他工程時(shí)態(tài)的銜接過(guò)程，建立數(shù)據(jù)交換與更新機(jī)制。

(4)制定數(shù)據(jù)管理規(guī)范。實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的集中控制、處理及更新。

(5)全面推進(jìn)系統(tǒng)內(nèi)各規(guī)劃業(yè)務(wù)平臺(tái)整合。

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