運城電網(wǎng)數(shù)據(jù)服務(wù)中心應(yīng)用實踐

摘要： 介紹了運城電網(wǎng)數(shù)據(jù)服務(wù)中心的建設(shè)目標和建設(shè)原則。重點探討了各應(yīng)用系統(tǒng)的接入方案及數(shù)據(jù)集成技術(shù)，并展示了數(shù)據(jù)服務(wù)中心實現(xiàn)的應(yīng)用功能。該數(shù)據(jù)服務(wù)中心的建設(shè)滿足了運城電力生產(chǎn)對相關(guān)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的需要。

關(guān)鍵詞： 數(shù)據(jù)服務(wù)中心； 能量管理系統(tǒng)； 生產(chǎn)管理系統(tǒng)； 數(shù)據(jù)集成； 接入方案

中圖分類號：TP393.01 文獻標志碼：B 文章編號：1006-8228(2012)10-70-02

0 引言

目前運城電網(wǎng)已經(jīng)投運的自動化系統(tǒng)主要包括能量管理系統(tǒng)（EMS系統(tǒng)）、生產(chǎn)管理系統(tǒng)（PMS系統(tǒng)）、電能量采集系統(tǒng)等，它們都是隨著電網(wǎng)的不斷發(fā)展和新需求的提出而逐步建設(shè)起來的。這些系統(tǒng)的建設(shè)與應(yīng)用在保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定優(yōu)質(zhì)運行、提高調(diào)度機構(gòu)生產(chǎn)管理水平和工作效率、推動調(diào)度機構(gòu)信息化建設(shè)等方面發(fā)揮了重要的作用。然而，隨著系統(tǒng)應(yīng)用的不斷深入和調(diào)度工作要求的不斷提高，上述系統(tǒng)在先期建設(shè)中所存在的一些缺陷逐漸顯露出來，主要表現(xiàn)在：缺少總體設(shè)計和統(tǒng)一規(guī)范，系統(tǒng)間數(shù)據(jù)流向不合理，通信接口復(fù)雜，安全防護能力弱；各應(yīng)用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分散，網(wǎng)絡(luò)模型參數(shù)得不到共享，增加了系統(tǒng)參數(shù)和數(shù)據(jù)維護的難度，制約了調(diào)度系統(tǒng)信息化水平的進一步提高；上下級調(diào)度相關(guān)應(yīng)用系統(tǒng)之間由于缺少統(tǒng)一的設(shè)備、數(shù)據(jù)命名和接口標準，難以方便地實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)模型參數(shù)和數(shù)據(jù)的交換與共享，造成系統(tǒng)資源的浪費。因此，急需建設(shè)運城電網(wǎng)數(shù)據(jù)服務(wù)中心，來對整個運城電網(wǎng)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進行梳理和規(guī)范，對數(shù)據(jù)進行集成整合，消除信息孤島現(xiàn)象[1]，實現(xiàn)數(shù)據(jù)自由共享互通，提高現(xiàn)有數(shù)據(jù)的利用效率。

1 數(shù)據(jù)服務(wù)中心建設(shè)目標及原則

1.1 建設(shè)目標

數(shù)據(jù)服務(wù)中心以數(shù)字電網(wǎng)模型為基礎(chǔ)，實現(xiàn)電網(wǎng)設(shè)備圖、模、值、庫一體化，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享與交換服務(wù)區(qū)、數(shù)據(jù)分析服務(wù)區(qū)、數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)管理等系統(tǒng)基本功能，完成EMS系統(tǒng)、PMS系統(tǒng)、電能量采集系統(tǒng)的接入，并對接入數(shù)據(jù)進行清洗和修補。制定公司信息標準及規(guī)范，對外開放標準CIM61970/61968數(shù)據(jù)服務(wù)接口。系統(tǒng)采用總線型平臺，支持漸進式集成，為未來業(yè)務(wù)拓展提供方便，使第三方系統(tǒng)可以方便地從數(shù)據(jù)服務(wù)中心獲取信息或數(shù)據(jù)。

在實現(xiàn)各系統(tǒng)數(shù)據(jù)的接入后，實現(xiàn)調(diào)度運行實時監(jiān)測、運行數(shù)據(jù)匯總統(tǒng)計、資料檔案管理、調(diào)度運行分析等。

1.2 建設(shè)原則

為了保證電網(wǎng)數(shù)據(jù)服務(wù)中心各業(yè)務(wù)系統(tǒng)之間的高效信息交互，以及信息交互平臺的易用性、可維護、可擴展、安全性等，各個應(yīng)用系統(tǒng)應(yīng)遵循以下基本數(shù)據(jù)交互原則。

標準性和開放性：數(shù)據(jù)模型嚴格依照IEC的CIM模型及IEC61968/61970等行業(yè)信息化標準定義，提供標準的數(shù)據(jù)模型文件和標準的對外服務(wù)接口，采用SOA架構(gòu)及企業(yè)集成總線，便于任何系統(tǒng)的接入和訪問。

可擴展性：數(shù)據(jù)服務(wù)中心提供“軟總線”的數(shù)據(jù)訪問服務(wù)功能，實現(xiàn)異構(gòu)、分布的應(yīng)用軟件系統(tǒng)的“即插即用”的接入，能支持多種協(xié)議和多種數(shù)據(jù)格式的信息資源的整合。

統(tǒng)一設(shè)備編碼：在建立統(tǒng)一信息模型過程中，遵循了關(guān)于電力設(shè)備編碼的有關(guān)規(guī)定，對所管理的設(shè)備制定一個統(tǒng)一的編碼規(guī)則，保證設(shè)備對象識別的惟一性，編碼須滿足IEC61968/61970的模型需求，信息交互系統(tǒng)應(yīng)能適應(yīng)編碼規(guī)則的更新要求。

容錯性：能充分利用操作系統(tǒng)的多級容錯技術(shù)、多級檢錯技術(shù)及信息重發(fā)技術(shù)，充分保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃院头€(wěn)定安全的系統(tǒng)運行能力。

2 數(shù)據(jù)服務(wù)中心接入方案

運城電網(wǎng)數(shù)據(jù)服務(wù)中心本次接入的系統(tǒng)有EMS系統(tǒng)、PMS系統(tǒng)、電能量采集系統(tǒng)。

2.1 EMS系統(tǒng)實時數(shù)據(jù)的接入

EMS系統(tǒng)是南瑞科技公司生產(chǎn)的OPEN3000系統(tǒng)，服務(wù)器在公司調(diào)度所自動化機房，從EMS系統(tǒng)部署在III區(qū)的Web發(fā)布服務(wù)器上接入電網(wǎng)實時數(shù)據(jù)。對于電網(wǎng)圖形數(shù)據(jù)，文件采用CIM/SVG格式進行傳輸。對于電網(wǎng)模型數(shù)據(jù)、實時數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)以文件傳輸?shù)姆绞綄?shù)據(jù)上傳至指定的數(shù)據(jù)共享服務(wù)器，文件格式采用e語言格式或者61968消息格式。電網(wǎng)數(shù)據(jù)服務(wù)中心的GID組件服務(wù)器對共享文件進行封裝后注冊到61970集成服務(wù)器，實現(xiàn)SCADA數(shù)據(jù)的共享。

2.2 PMS系統(tǒng)電網(wǎng)參數(shù)數(shù)據(jù)的接入

PMS系統(tǒng)中主要是電網(wǎng)一次設(shè)備技術(shù)參數(shù)，包括發(fā)電機、變壓器、開關(guān)、刀閘、母線、線路、電容器、電抗器、CT、PT、消弧線圈等。PMS系統(tǒng)部署在III區(qū)，采用數(shù)據(jù)庫交換方式和CIM標準文件格式兩種方式進行數(shù)據(jù)交換，數(shù)據(jù)服務(wù)中心定期獲取導(dǎo)出文件，進行解析后導(dǎo)入61970集成服務(wù)器，實現(xiàn)一次設(shè)備技術(shù)參數(shù)的共享。

2.3 電能量采集系統(tǒng)電量數(shù)據(jù)的接入

電能量采集系統(tǒng)使用專網(wǎng)進行數(shù)據(jù)采集傳輸，在調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)III區(qū)設(shè)有數(shù)據(jù)交換平臺，交換平臺通過開放數(shù)據(jù)庫查詢權(quán)限進行數(shù)據(jù)交換。數(shù)據(jù)交換平臺數(shù)據(jù)庫采用Oracle10g數(shù)據(jù)庫，提供只擁有查詢權(quán)限的用戶，數(shù)據(jù)服務(wù)中心對接口進行封裝后注冊到61970集成服務(wù)器，實現(xiàn)電量數(shù)據(jù)的共享。

2.4 數(shù)據(jù)服務(wù)中心各系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)連接圖

3 數(shù)據(jù)服務(wù)中心采用的數(shù)據(jù)集成技術(shù)

3.1 統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型管理

為共享數(shù)據(jù)建立統(tǒng)一的模型，這樣能夠很好地解決不同系統(tǒng)數(shù)據(jù)表達語義不一致的問題，數(shù)據(jù)模型又稱為元數(shù)據(jù)，可以使用來自各個標準化組織制定的元數(shù)據(jù)，也可以制定企業(yè)范圍內(nèi)使用的元數(shù)據(jù)。

3.2 標準化訪問適配器

已有系統(tǒng)有自己定義的對外信息訪問接口，相對封閉、可擴展性不強，嚴重阻礙了業(yè)務(wù)集約化發(fā)展，也難以直接進入統(tǒng)一數(shù)據(jù)服務(wù)平臺。采用組件服務(wù)器可以將老系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)封裝為標準的E-CIM模型數(shù)據(jù)，并可以提供標準的數(shù)據(jù)訪問接口，各系統(tǒng)之間可以通過互操作來驗證GID服務(wù)的標準性。

3.3 基于IEC 61970的數(shù)據(jù)集成總線服務(wù)

數(shù)據(jù)集成總線服務(wù)主要將來自多個來源的數(shù)據(jù)聚合成一個數(shù)據(jù)視圖，它實現(xiàn)異構(gòu)系統(tǒng)的格式轉(zhuǎn)換與協(xié)議匹配，使不同技術(shù)架構(gòu)的系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)能夠相互銜接，通過IEC 61970標準[2]的訪問接口實現(xiàn)統(tǒng)一的訪問接口，向各業(yè)務(wù)部門和應(yīng)用提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)共享服務(wù)。

3.4 以質(zhì)量為中心的電網(wǎng)主數(shù)據(jù)管理

為滿足未來智能電網(wǎng)時代電力分析應(yīng)用對于高質(zhì)量、高頻率、高連貫電網(wǎng)數(shù)據(jù)的需求，需要以質(zhì)量為中心對電網(wǎng)管理的核心數(shù)據(jù)集中管理，為電力應(yīng)用提供一份完整的、一致的、高質(zhì)量的電網(wǎng)模型數(shù)據(jù)，并提供面向電網(wǎng)模型數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)應(yīng)用功能。

3.5 圖形數(shù)據(jù)集成服務(wù)

現(xiàn)有自動化系統(tǒng)存在大量基于電網(wǎng)圖形的分析和應(yīng)用，但是圖形數(shù)據(jù)長期存在繪制難、重用難的問題，通過CIM模型在SVG中的應(yīng)用可以達到圖形語義集成，解決各個系統(tǒng)中的圖形數(shù)據(jù)難以綜合利用的問題。

4 數(shù)據(jù)服務(wù)中心的應(yīng)用功能

建立數(shù)據(jù)服務(wù)中心的目的是為了更好地實現(xiàn)其業(yè)務(wù)系統(tǒng)，支持企業(yè)發(fā)展[3]。運城電網(wǎng)數(shù)據(jù)服務(wù)中心建成后，能方便地采集到實時系統(tǒng)數(shù)據(jù)、準實時數(shù)據(jù)、靜態(tài)數(shù)據(jù)，對電網(wǎng)的安全運行提供了支持基礎(chǔ)，同時，也能綜合各種信息，提供數(shù)據(jù)挖掘后的綜合分析結(jié)果。

4.1 電網(wǎng)運行實時監(jiān)測功能

數(shù)據(jù)服務(wù)中心能提供測點實時數(shù)據(jù)動態(tài)存儲策略，用戶可根據(jù)需要自行定義測點的存儲間隔。還能提供強大的歷史數(shù)據(jù)查詢功能，用戶可方便地選擇測點、時段、圖形顯示形式等進行數(shù)據(jù)查詢和比較分析。用戶也能對系統(tǒng)運行情況進行實時監(jiān)控與報警，并對電網(wǎng)運行斷面數(shù)據(jù)、電網(wǎng)運行電能量原始數(shù)據(jù)進行存儲。

4.2 調(diào)度運行分析子系統(tǒng)

數(shù)據(jù)服務(wù)中心能按日、月分析電網(wǎng)頻率及對應(yīng)指標。按日、月分析母線電壓及對應(yīng)指標，越限廠站數(shù)占所轄廠站的比例，所轄廠站每日電壓及最高、最低電壓。變電站電壓不合格時，該站的電容、電抗投運率。按日、月、年分析電網(wǎng)設(shè)備越限并累計越限運行時間。按日、月、年分析斷面潮流超穩(wěn)定限額及對應(yīng)指標并累計越限運行時間。按日、月、年分析負荷運行及對應(yīng)指標。

4.3 調(diào)度運行數(shù)據(jù)匯總統(tǒng)計

數(shù)據(jù)服務(wù)中心可以匯總?cè)珔^(qū)電網(wǎng)供電情況、全區(qū)電廠運行情況、各縣用電情況、大用戶用電情況、電網(wǎng)無功補償裝置運行情況、各縣及大用戶限電情況、電網(wǎng)運行概況、電網(wǎng)已完成的檢修情況、下一工作日電網(wǎng)檢修情況；統(tǒng)計各支公司生產(chǎn)信息、大用戶生產(chǎn)信息、電廠生產(chǎn)信息；可方便地自定義生產(chǎn)所需報表并生成周報表、月報表、年報表。

4.4 檔案資料管理模塊

數(shù)據(jù)服務(wù)中心提供安全文件管理模塊，主要包括管理事故報告、事故分析、反事故演習、事故預(yù)案等；提供電網(wǎng)信息管理模塊，主要管理調(diào)度新聞、生產(chǎn)快報、生產(chǎn)文件、通知等；還提供電網(wǎng)運行管理模塊，主要管理重要資料、運行規(guī)程、方式規(guī)定、保護規(guī)程、年度方式、限電序位等。

5 結(jié)束語

運城電網(wǎng)數(shù)據(jù)服務(wù)中心建成后，集成了各分散系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，消除了信息孤島現(xiàn)象；提供了對外統(tǒng)一的數(shù)據(jù)接口，方便了各應(yīng)用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接入；對信息進行了數(shù)據(jù)挖掘，提高了信息利用效率和效果，產(chǎn)生了良好的經(jīng)濟效益。隨著電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展，下一步將陸續(xù)接入配網(wǎng)自動化系統(tǒng)、營銷自動化系統(tǒng)、95598客服熱心服務(wù)系統(tǒng)等，為電網(wǎng)發(fā)展提供更好的服務(wù)。

參考文獻：

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