電網(wǎng)規(guī)劃管理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的研究與實現(xiàn)

杜 旭，申 剛，劉中勝，劉 瑋，徐英虎

（1.廣東電網(wǎng)公司，廣州510630；2.天津天大求實電力新技術(shù)股份有限公司，天津300384）

實際的城市電網(wǎng)規(guī)劃是一項非常復雜的系統(tǒng)工程，其復雜性突出體現(xiàn)在3 方面[1，2]：①城市電網(wǎng)規(guī)劃本身的技術(shù)復雜性；②城市電網(wǎng)規(guī)劃工作所涉及的數(shù)據(jù)量大、工作流程復雜、專業(yè)領(lǐng)域眾多、信息復雜且繁瑣；③城市電網(wǎng)規(guī)劃方案除了要滿足安全性與可靠性、運行及投資的經(jīng)濟性以及電力供需平衡等方面要求外，還要與市政規(guī)劃等部門相協(xié)調(diào)，滿足城市整體發(fā)展的需要。在一些情況下，規(guī)劃甚至還要反映政治或社會意愿。

為解決因城市電網(wǎng)規(guī)劃所涉及的眾多困難，需通過建設(shè)電網(wǎng)規(guī)劃專業(yè)的信息化支撐系統(tǒng)，利用計算機輔助完成電網(wǎng)規(guī)劃分析、管理和項目監(jiān)控等，以提高電網(wǎng)規(guī)劃的工作效率和管理水平。

電網(wǎng)公司一貫重視通過信息化手段提高規(guī)劃工作的科學性和有效性。近幾年來，隨著信息化建設(shè)的深入，一些主要的生產(chǎn)信息系統(tǒng)已逐步投入運行。但是這些系統(tǒng)中與規(guī)劃相關(guān)的數(shù)據(jù)存儲分散，需進行大量人工處理方可提取。這一方面導致規(guī)劃人員與公司領(lǐng)導無法及時掌握電網(wǎng)真實的技術(shù)指標，無法定量了解電網(wǎng)存在問題的嚴重程度與所在位置；另一方面，各系統(tǒng)中的大量數(shù)據(jù)得不到充分利用，造成了很大的資源浪費。如何解決電網(wǎng)規(guī)劃數(shù)據(jù)共享和管理流程上的上述突出問題、加強電網(wǎng)規(guī)劃管理、提高電網(wǎng)建設(shè)決策水平、充分利用現(xiàn)有數(shù)據(jù)和整合現(xiàn)有資源，就成為制約電網(wǎng)規(guī)劃工作科學性和高效性的主要問題。

本文結(jié)合電網(wǎng)公司各信息化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)現(xiàn)狀，基于規(guī)劃管理信息系統(tǒng)的建設(shè)要求和預期目標，提出了建設(shè)規(guī)劃基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫組織結(jié)構(gòu)的設(shè)計思路，以及各類規(guī)劃相關(guān)數(shù)據(jù)在規(guī)劃管理信息系統(tǒng)中的流轉(zhuǎn)過程，從數(shù)據(jù)層面上確保了電網(wǎng)規(guī)劃工作科學性和高效性。

1 電網(wǎng)規(guī)劃管理信息系統(tǒng)簡介

系統(tǒng)實現(xiàn)了包括規(guī)劃任務(wù)管理、基礎(chǔ)資料管理、規(guī)劃檔案管理、專題研究管理、前期項目管理、電廠及大用戶管理在內(nèi)的電網(wǎng)規(guī)劃業(yè)務(wù)管理功能。系統(tǒng)從整體設(shè)計到具體規(guī)劃業(yè)務(wù)流程，充分考慮了電網(wǎng)公司的業(yè)務(wù)特點，采用先進的計算機技術(shù)和科學合理的管理手段，為省級電網(wǎng)公司提供了一個電網(wǎng)規(guī)劃管理的平臺，促進了電網(wǎng)信息化建設(shè)的進程，以本系統(tǒng)為紐帶將在全省范圍內(nèi)形成統(tǒng)一的一體化規(guī)劃管理平臺，綜合管理全省各市的電網(wǎng)規(guī)劃工作。

根據(jù)系統(tǒng)的功能需求，結(jié)合實際工作情況，將電網(wǎng)規(guī)劃管理信息系統(tǒng)分為三大部分，即電網(wǎng)規(guī)劃業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)、規(guī)劃輔助決策系統(tǒng)，以及基礎(chǔ)數(shù)據(jù)接口與數(shù)據(jù)庫。系統(tǒng)的功能組成如圖1 所示。

圖1 中，電網(wǎng)規(guī)劃管理信息系統(tǒng)的主要功能包括規(guī)劃業(yè)務(wù)管理和規(guī)劃輔助決策兩大功能。

規(guī)劃業(yè)務(wù)管理模塊涉及到省公司或地市級供電局的大部分規(guī)劃業(yè)務(wù)，并將部分業(yè)務(wù)抽象為工作流，實現(xiàn)各種規(guī)劃業(yè)務(wù)的流程管理。具體包括基礎(chǔ)資料管理、規(guī)劃業(yè)務(wù)管理、規(guī)劃成果檔案、專題研究管理、前期項目管理、電廠及大用戶管理、規(guī)劃指標管理、系統(tǒng)配置和權(quán)限管理等8 個模塊。

規(guī)劃輔助決策模塊提供規(guī)劃分析和規(guī)劃項目管理過程中必需的一些輔助決策分析模塊，具體包括負荷預測、電力電量平衡等功能[3，4]。

2 規(guī)劃基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫設(shè)計

圖1 規(guī)劃管理信息系統(tǒng)系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)Fig.1 Framework of planning management information system

規(guī)劃基礎(chǔ)數(shù)據(jù)包括四部分，分別是社會經(jīng)濟類數(shù)據(jù)、歷史電力需求類數(shù)據(jù)、電源類數(shù)據(jù)和電網(wǎng)設(shè)備類數(shù)據(jù)[5，6]。結(jié)合電網(wǎng)公司信息化工作的實際開展情況，這些數(shù)據(jù)大部分需要從其他相關(guān)的基礎(chǔ)信息系統(tǒng)中獲取，如與電網(wǎng)規(guī)劃數(shù)據(jù)相關(guān)的生產(chǎn)系統(tǒng)、營銷系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)GIS（geographic information system）等。圖2 給出了各類規(guī)劃基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的來源示意。在系統(tǒng)研發(fā)時，是通過開發(fā)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理模塊與其它相關(guān)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接口實現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動采集。

圖2 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)來源示意Fig.2 Schematic diagram of planning foundation data sources

對于上述規(guī)劃基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，需要將不同時期的數(shù)據(jù)較好的組織起來。針對某個地區(qū)，例如廣州，其數(shù)據(jù)組織結(jié)構(gòu)如表1 所示。

1）社會經(jīng)濟類數(shù)據(jù)：按年份、地區(qū)（部分表地區(qū)可細化到區(qū)縣）組織數(shù)據(jù)，以數(shù)據(jù)表的形式保存。

表1 電網(wǎng)規(guī)劃基礎(chǔ)數(shù)據(jù)組織結(jié)構(gòu)Tab.1 Core data organization structure of grid planning

2）電力需求類數(shù)據(jù)：按年份、地區(qū)（部分表地區(qū)可細化到區(qū)縣）組織數(shù)據(jù)，以數(shù)據(jù)表的形式保存。

3）電網(wǎng)設(shè)備數(shù)據(jù)：作為一個數(shù)據(jù)包組織數(shù)據(jù)，默認為現(xiàn)狀年數(shù)據(jù)，歷史年有備份可查，其中包含電源類設(shè)備數(shù)據(jù)。

4）規(guī)劃電網(wǎng)數(shù)據(jù)：分年份、地區(qū)，按包的形式存儲數(shù)據(jù)。每個地區(qū)每個規(guī)劃年份的電網(wǎng)數(shù)據(jù)都存儲為一個數(shù)據(jù)包，其中包含規(guī)劃的電源類設(shè)備數(shù)據(jù)。

5）工程項目數(shù)據(jù)：以數(shù)據(jù)表形式保存。

6）財務(wù)類數(shù)據(jù)：以數(shù)據(jù)表形式保存。

7）邊界及參數(shù)類數(shù)據(jù)：按年份、地區(qū)組織數(shù)據(jù)，以數(shù)據(jù)表的形式保存。

3 規(guī)劃數(shù)據(jù)流

電網(wǎng)規(guī)劃信息系統(tǒng)包括規(guī)劃輔助決策系統(tǒng)和規(guī)劃管理信息系統(tǒng)。因此，它的數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)貫穿于這兩個模塊始末。電網(wǎng)規(guī)劃數(shù)據(jù)種類繁多，規(guī)模較大，從整體數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)過程，分為四個階段。

階段1 從數(shù)據(jù)庫服務(wù)器獲取原始數(shù)據(jù)。在數(shù)據(jù)庫中擁有現(xiàn)狀電網(wǎng)規(guī)模、運行狀況等信息數(shù)據(jù)的前提下，由規(guī)劃輔助決策系統(tǒng)從數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中獲取電網(wǎng)規(guī)劃的原始數(shù)據(jù)，這些未經(jīng)過任何處理的數(shù)據(jù)稱之為“生數(shù)據(jù)”。

階段2 進入電網(wǎng)規(guī)劃輔助決策系統(tǒng)，將所獲取的數(shù)據(jù)經(jīng)過子系統(tǒng)各階段業(yè)務(wù)的處理，產(chǎn)生各類業(yè)務(wù)的成果數(shù)據(jù)，可以將其以Excel 格式分別導出，也可以將其以CNP 包格式打包導出。

階段3 進入規(guī)劃管理信息系統(tǒng)，對電網(wǎng)規(guī)劃輔助決策系統(tǒng)及其他規(guī)劃相關(guān)的數(shù)據(jù)進行管理。包括導入規(guī)劃輔助決策系統(tǒng)的結(jié)果數(shù)據(jù)、其他規(guī)劃相關(guān)的各類數(shù)據(jù)，也包括導入數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中所需的數(shù)據(jù)，該系統(tǒng)中還包括有系統(tǒng)本身的用戶數(shù)據(jù)等信息。在這里，各級用戶將根據(jù)權(quán)限對系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)進行訪問管理。

階段4 向數(shù)據(jù)庫服務(wù)器備份數(shù)據(jù)?？梢酝ㄟ^規(guī)劃管理信息系統(tǒng)將規(guī)劃成果各類數(shù)據(jù)導入到數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中，進行備份。包括規(guī)劃輔助決策系統(tǒng)和規(guī)劃管理信息系統(tǒng)中產(chǎn)生的所有數(shù)據(jù)范圍。

同時，基于電網(wǎng)規(guī)劃管理工作的實際需要，在規(guī)劃基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫設(shè)計時，還實現(xiàn)了分地區(qū)、分類型數(shù)據(jù)存貯和管理的模式。省公司用戶可以對全省數(shù)據(jù)進行各類維護操作，各地市供電局用戶只能對本單位的數(shù)據(jù)進行維護操作。在界面上以樹形結(jié)構(gòu)顯示各個地區(qū)，實現(xiàn)導航式過濾功能，并對數(shù)據(jù)進行歸類，從而實現(xiàn)省公司、地市供電局對規(guī)劃基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的分級、分類管理和維護。

規(guī)劃數(shù)據(jù)的整體流轉(zhuǎn)示意如圖3 所示。

4 規(guī)劃數(shù)據(jù)的應(yīng)用

經(jīng)過規(guī)劃管理信息系統(tǒng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫的分層匯總和整理，規(guī)劃基礎(chǔ)數(shù)據(jù)就可以提供給包括省公司本部發(fā)展策劃部和地市級計劃部的相關(guān)人員進行應(yīng)用。

規(guī)劃基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的應(yīng)用有兩個方面：

（1）對部分規(guī)劃基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進行深度挖掘和處理，從中提取指標以供各級領(lǐng)導分析決策；

（2）將處理后的數(shù)據(jù)提供給各相關(guān)的規(guī)劃業(yè)務(wù)人員，由業(yè)務(wù)人員通過客戶端掛接的規(guī)劃輔助決策系統(tǒng)對電網(wǎng)進行分析、評估和規(guī)劃。

其中，由客戶端應(yīng)用規(guī)劃基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的流程如下：

1）選擇需要打開的規(guī)劃數(shù)據(jù)包；

2）從服務(wù)器下載該數(shù)據(jù)包到本地；

3）數(shù)據(jù)分析處理；

4）結(jié)果更新或保存至服務(wù)器，同時清空本地臨時文件。

在這個過程中所有的數(shù)據(jù)文件均經(jīng)過加密控制，數(shù)據(jù)包的下載和使用進行控制和監(jiān)視，同時軟件功能的使用也進行加密控制。

在客戶端的規(guī)劃輔助決策系統(tǒng)中，還支持根據(jù)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的特點，多個客戶端完成的規(guī)劃成果若需要合并為一個匯總的規(guī)劃成果，例如規(guī)劃電網(wǎng)圖，其合并實現(xiàn)的過程是在服務(wù)器端完成，合并完成后再由輔助決策客戶端打開瀏覽。整體流程如圖4 所示。

圖4 規(guī)劃數(shù)據(jù)合并流程Fig.4 Flow chart of planning data combination

5 系統(tǒng)在廣東電網(wǎng)公司的實際應(yīng)用

廣東電網(wǎng)規(guī)劃管理信息系統(tǒng)自2009年10月啟動，歷經(jīng)一年的建設(shè)期，于2010年10 正式上線運行，目前已經(jīng)成為包括省公司本部機關(guān)和21 個地市級電力公司在內(nèi)的22 家應(yīng)用單位開展規(guī)劃工作的日常性工作平臺。

系統(tǒng)上線運行后大大提升了電網(wǎng)規(guī)劃工作的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)收集效率，具體體現(xiàn)在如下幾個方面：①積累了以往基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和規(guī)劃成果，最大程度減少了重復收集數(shù)據(jù)的可能；②通過數(shù)據(jù)接口應(yīng)用其他信息系統(tǒng)已有數(shù)據(jù)，降低了人工勞動強度，提高了工作效率；③權(quán)威統(tǒng)一的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)發(fā)布，避免了由于多次數(shù)據(jù)收集口徑不一致造成的工作困難。

6 結(jié)語

本文結(jié)合電網(wǎng)公司各信息化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)現(xiàn)狀，基于規(guī)劃管理信息系統(tǒng)的建設(shè)要求和預期目標，提出了建設(shè)規(guī)劃基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫組織結(jié)構(gòu)的設(shè)計思路，以及各類規(guī)劃相關(guān)數(shù)據(jù)在規(guī)劃管理信息系統(tǒng)中的流轉(zhuǎn)過程，為規(guī)劃管理信息系統(tǒng)的成功研發(fā)奠定了基礎(chǔ)。通過基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)流的應(yīng)用，大大降低規(guī)劃中數(shù)據(jù)收集的工作量，有效保證了相關(guān)數(shù)據(jù)的正確性和時效性，為提高電網(wǎng)規(guī)劃管理工作的信息化水平做出了貢獻。

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