惠州供電局配電網(wǎng)自動化規(guī)劃設計數(shù)據(jù)平臺開發(fā)研究

何奕楓 周曉明 鄧景松 莫天文

【摘 要】隨著電網(wǎng)自動化技術的發(fā)展，建設配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)是提高配電網(wǎng)運行智能化重要基礎。目前，IEC 61968標準也提出了利用抽象中間件服務來支持企業(yè)配電網(wǎng)管理的多種分布式軟件應用系統(tǒng)的應用間集成的思路。本文提出配電網(wǎng)自動化及管理系統(tǒng)的多源信息集成在數(shù)據(jù)模型和服務調用方式標準化的情況下，可以利用總線很好地連接各個相關系統(tǒng)。

【關鍵詞】惠州配電網(wǎng)自動化規(guī)劃設計 數(shù)據(jù)平臺開發(fā)

1 配網(wǎng)規(guī)劃設計技術支持全景模型應用國內外研究現(xiàn)狀

目前與配電網(wǎng)自動化規(guī)劃設計所需要的信息相關應用系統(tǒng)有許多，它們之間都有著密切的業(yè)務聯(lián)系，存在大量的信息交換。換句話說，要實現(xiàn)配電網(wǎng)規(guī)劃信息全景建模需要集成調度自動化系統(tǒng)、生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)（MIS）、地理信息系統(tǒng)（GIS）、電力營銷系統(tǒng)和計量自動化系統(tǒng)等綜合信息。針對這些復雜的多源信息交換和提取，如果采用傳統(tǒng)的高耦合的端到端交互，那么隨著配電網(wǎng)業(yè)務的增加和復雜度的提高，各個系統(tǒng)之間的關聯(lián)會逐漸變得非常復雜，形成一個網(wǎng)狀結構，這將帶來昂貴的系統(tǒng)維護費用。而采用總線方式，增加一層基礎設施來消除各個系統(tǒng)（服務消費者與服務提供者）之間的直接連接，從而使得服務消費者與服務提供者之間進一步解耦。

2 技術目標

項目需要將配網(wǎng)自動化規(guī)劃設計算法所需要的數(shù)據(jù)集成，通過SOA架構采用總線和數(shù)據(jù)平臺的方式整合EMS、DMS、生產(chǎn)、GIS、計量自動化、營配信息集成等信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)，使算法所實現(xiàn)的功能能夠進行可靠性、經(jīng)濟性以及電能質量等計算任務。建立的信息模型和數(shù)據(jù)集成平臺能對數(shù)據(jù)進行抽取、清洗、整合，保障數(shù)據(jù)質量、可靠性及可維護性，同時采用圖形化的數(shù)據(jù)整合、監(jiān)控、維護界面，實現(xiàn)數(shù)據(jù)集成管理的可視化。

研究要點：

（1）研究配網(wǎng)自動化規(guī)劃設計技術支持系統(tǒng)進行可靠性、經(jīng)濟性、電能質量計算評估所需數(shù)據(jù)項，調研各數(shù)據(jù)來源信息系統(tǒng)，協(xié)調相關業(yè)務部門、廠家確認數(shù)據(jù)集成方案，制定數(shù)據(jù)質量檢測規(guī)則，制定數(shù)據(jù)異常的容錯技術預處理方式，制定數(shù)據(jù)異常的解決業(yè)務流程機制；（2）基于IEC61970、61968進行擴展，綜合各系統(tǒng)數(shù)據(jù)，構建包含電網(wǎng)網(wǎng)架模型、設備參數(shù)模型、用戶模型、量測數(shù)據(jù)模型、業(yè)務模型等的全景模型，準確地描述配電網(wǎng)的網(wǎng)架結構、負荷分布、運行狀態(tài)，支撐配電網(wǎng)自動的智能決策及評估全過程；（3）研究基于SOA架構建立對外數(shù)據(jù)服務，接入DMS的OSB數(shù)據(jù)總線技術，實現(xiàn)與其它系統(tǒng)及模塊的有效整合。

配網(wǎng)自動化規(guī)劃設計技術支持系統(tǒng)開發(fā)，系統(tǒng)通過配網(wǎng)自動化主站的信息交互總線和數(shù)據(jù)平臺與相關系統(tǒng)建立接口，獲取規(guī)劃技術支持模塊所需的基礎數(shù)據(jù)，然后進行可靠性指標的分析計算。根據(jù)可靠性指標的計算模型，擴充配網(wǎng)自動化主站的數(shù)據(jù)結構和對應數(shù)據(jù)庫表，然后按照計算模型需求，與相關系統(tǒng)建立數(shù)據(jù)接口獲取相關數(shù)據(jù)，根據(jù)業(yè)務數(shù)據(jù)之間的關系，進行數(shù)據(jù)整合，完成基礎數(shù)據(jù)準備工作；啟動計算模型處理，輸入相關信息，分析可靠性指標，進行配網(wǎng)自動化實施方案分析。

3 硬件擴充

在配網(wǎng)主站基礎上，利用配網(wǎng)主站已有的網(wǎng)絡通信架構，擴展智能決策服務器，根據(jù)需求增加工作站或直接部署到已有工作站上，數(shù)據(jù)接口增加與集成平臺的接口，實現(xiàn)相關數(shù)據(jù)的集成應用。

3.1 與調度自動化系統(tǒng)互聯(lián)技術

用電調度與EMS調度自動化系統(tǒng)交互的主要數(shù)據(jù)包含兩類：第一類是輸電網(wǎng)的電網(wǎng)模型及圖形，第二類是輸電網(wǎng)的運行數(shù)據(jù)，包括開關及刀閘位置、線路量測值、輸電網(wǎng)的全網(wǎng)負荷、分區(qū)負荷、全站負荷等數(shù)據(jù)。從數(shù)據(jù)異動頻率分析，第一類數(shù)據(jù)異動較少，一般以天為計量單位，而第二類數(shù)據(jù)是實時采集數(shù)據(jù)，異動頻率較大，一般為秒級。輸電網(wǎng)的模型數(shù)據(jù)，由于日常修改頻率較底，采用FTP的方式，進行數(shù)據(jù)傳輸處理，每天由EMS導出一次全模型數(shù)據(jù)，發(fā)送到用電調度進行處理。模型數(shù)據(jù)的格式遵循IEC61970/61968標準的要求，以CIM文件的格式傳輸數(shù)據(jù)，具體文件格式不再贅述。輸電網(wǎng)運行數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)變化頻率高，速度快，所以采用web service的通信方式，用電調度作為服務端，EMS系統(tǒng)為客戶端，以綜合數(shù)據(jù)平臺為傳輸平臺，通信過程以單向消息方式（One-Way Message Passing）實現(xiàn)類似異步調用機制來提供Web服務。數(shù)據(jù)組織形式，實時數(shù)據(jù)在系統(tǒng)間的交互一般采用E文件的格式，慮對每條量測記錄組織XML格式比較費時，這里采用類似E格式的數(shù)據(jù)交換方式，及以E格式數(shù)據(jù)作為傳輸?shù)南Ⅲw。

3.2 與GIS及配電管理系統(tǒng)互聯(lián)技術

配電網(wǎng)的電網(wǎng)模型及圖形數(shù)據(jù)仍然由GIS提供，除模型圖形數(shù)據(jù)外，未實現(xiàn)采集的配電網(wǎng)運行準實時數(shù)據(jù)也有GIS系統(tǒng)提供，GIS系統(tǒng)與用電調度之間通過綜合數(shù)據(jù)平臺實現(xiàn)互聯(lián)。模型數(shù)據(jù)遵循IEC61970/61968標準，以CIM文件形式提供，由于配電網(wǎng)模型較大，數(shù)據(jù)提供方式分兩種一種為全量數(shù)據(jù)、另一種為增量數(shù)據(jù)，圖形數(shù)據(jù)以SVG格式提供，不區(qū)分全量與增量；未實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集的開關狀態(tài)信息，由調度人員在GIS系統(tǒng)中置入完成，GIS系統(tǒng)將此部分準實時數(shù)據(jù)同步到用電調度系統(tǒng)，數(shù)據(jù)通過FTP的方式傳輸。

3.3 與計量自動化系統(tǒng)互聯(lián)技術

用電調度所需的分區(qū)分類負荷數(shù)據(jù)、電量數(shù)據(jù)、配電變壓器的有功、電流、功率因數(shù)，錯峰用戶實際錯峰情況，用電調度與計量自動化系統(tǒng)通過Web Service方式進行交互，計量自動化系統(tǒng)每15分鐘推送一次數(shù)據(jù)斷面。其中，分區(qū)電量數(shù)據(jù)發(fā)送時間由計量自動化系統(tǒng)計算完成后發(fā)送。

3.4 與營銷管理系統(tǒng)互聯(lián)技術

用電調度使用用戶模型數(shù)據(jù)由營銷管理系統(tǒng)提供，營銷管理系統(tǒng)以數(shù)據(jù)表的形式，按照每周一次的頻率提供全用戶信息表，用電調度系統(tǒng)將全用戶信息導入用于相關應用的計算分析。數(shù)據(jù)交互采用FTP的方式，通過綜合數(shù)據(jù)平臺實現(xiàn)通信交互。用電調度所需的用戶信息包括重要用戶和一般用戶的全用戶信息，主要內容包括，供電變電站、線路名稱、變壓器名稱、合同賬號、掛牌號、專/公、容量、設備狀態(tài)、電壓、用電分類、行業(yè)類別、區(qū)局、負荷等級、重要用戶、百強用戶、自備應急發(fā)電機組功率、是否配置備自投裝置、是否配置低壓脫扣裝置、低壓脫扣裝置狀態(tài)、用戶名稱、聯(lián)系電話、手機、產(chǎn)權屬性等。