融入?yún)^(qū)塊鏈理念的配電網(wǎng)數(shù)據(jù)池構(gòu)建方法研究

趙騫，張肖，汪鴻，馬蕊，王天華，張媛，王彥敏

融入?yún)^(qū)塊鏈理念的配電網(wǎng)數(shù)據(jù)池構(gòu)建方法研究

趙騫1，張肖2，汪鴻1，馬蕊1，王天華3，張媛3，王彥敏3

（1．國網(wǎng)冀北電力有限公司，北京市 西城區(qū) 100053；2．國網(wǎng)冀北電力有限公司唐山供電公司，河北省 唐山市 063300；3．天地電研(北京)科技有限公司，北京市 昌平區(qū) 102206）

由于缺少統(tǒng)一的數(shù)據(jù)管理平臺，電網(wǎng)公司發(fā)展策劃部的數(shù)據(jù)應(yīng)用及管理工作存在著工作量大、重復(fù)性高、一致性差等問題。為了進(jìn)一步提升配電網(wǎng)發(fā)展業(yè)務(wù)信息化水平，規(guī)范發(fā)展業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)管理工作，介紹了區(qū)塊鏈的定義及特征以及電網(wǎng)公司發(fā)展部的常規(guī)業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)管理、信息化系統(tǒng)應(yīng)用情況。結(jié)合電網(wǎng)規(guī)劃、電網(wǎng)診斷分析、項(xiàng)目后評價(jià)等業(yè)務(wù)工作成果要求開展數(shù)據(jù)需求分析，構(gòu)建支撐供電公司發(fā)展業(yè)務(wù)需求的配網(wǎng)數(shù)據(jù)平臺。同時(shí)融入?yún)^(qū)塊鏈理念，構(gòu)建數(shù)據(jù)管理架構(gòu)、管理流程、管理機(jī)制、管理保障，制定配網(wǎng)數(shù)據(jù)池的記賬、存儲、共識、激勵機(jī)制，為促進(jìn)配網(wǎng)數(shù)據(jù)池的落實(shí)應(yīng)用提供支撐保證。

區(qū)塊鏈；配電系統(tǒng)；發(fā)展業(yè)務(wù)；配網(wǎng)數(shù)據(jù)池

0 引言

發(fā)展策劃部(發(fā)展部)是供電公司的重要決策中心，發(fā)展部內(nèi)部的電網(wǎng)規(guī)劃、診斷分析、同業(yè)對標(biāo)、投資決策、項(xiàng)目立項(xiàng)等工作均需要建立在大量數(shù)據(jù)收集及統(tǒng)計(jì)分析基礎(chǔ)上。涉及的數(shù)據(jù)具備多專業(yè)、多指標(biāo)、多時(shí)段的特點(diǎn)。多專業(yè)即數(shù)據(jù)涉及基建、運(yùn)檢、調(diào)度、營銷、安監(jiān)等多個(gè)部門；多指標(biāo)即每個(gè)部門的指標(biāo)涵蓋面很廣，且部分指標(biāo)專業(yè)部門無相關(guān)統(tǒng)計(jì)口徑；多時(shí)段即數(shù)據(jù)涉及多個(gè)時(shí)間斷面。各項(xiàng)指標(biāo)所需的原始數(shù)據(jù)均散落于不同部門的信息系統(tǒng)中，由于信息系統(tǒng)更新維護(hù)程度不同及管理壁壘的限制，數(shù)據(jù)收集基本是依托各部門報(bào)送報(bào)表完成，缺乏剛性流程約束，存在指標(biāo)不準(zhǔn)確、指標(biāo)不統(tǒng)一、不同指標(biāo)間邏輯不合理等數(shù)據(jù)質(zhì)量問題，有可能誤導(dǎo)投資決策。隨著配網(wǎng)數(shù)據(jù)量逐步積累擴(kuò)大，如何應(yīng)用并管理好現(xiàn)有的數(shù)據(jù)，使之能夠高效地應(yīng)用到日常工作中，減輕常態(tài)性工作重復(fù)、提高工作效率，實(shí)現(xiàn)發(fā)展部工作的精益化管理，是目前面臨的關(guān)鍵問題。因此有必要轉(zhuǎn)變理念，將數(shù)據(jù)應(yīng)用變?yōu)閿?shù)據(jù)管理，搭建配電網(wǎng)數(shù)據(jù)池，梳理指標(biāo)來源，對相關(guān)部門提出數(shù)據(jù)維護(hù)及管理要求，實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理，便于開展相關(guān)工作。

1 區(qū)塊鏈定義及核心理念

1.1 定義

區(qū)塊鏈?zhǔn)侵竿ㄟ^去中心化和去信任的方式，集體維護(hù)一個(gè)可靠數(shù)據(jù)庫的技術(shù)方案。該技術(shù)方案可以讓系統(tǒng)中的任意一個(gè)節(jié)點(diǎn)，通過使用密碼學(xué)相關(guān)算法產(chǎn)生數(shù)據(jù)塊(block)，每個(gè)數(shù)據(jù)塊包含區(qū)塊頭和區(qū)塊數(shù)據(jù)2部分(如圖1所示)，其中區(qū)塊頭包含了版本號、hash 值、難度值、Mercle 樹、Nounce 等用于驗(yàn)證其信息的有效性和鏈接下一個(gè)數(shù)據(jù)塊的外部信息；區(qū)塊數(shù)據(jù)中包含了一定時(shí)間內(nèi)的系統(tǒng)全部交易數(shù)據(jù)信息[1-4]。

圖1 區(qū)塊鏈原理示意圖

1.2 核心理念

區(qū)塊鏈技術(shù)融合了一系列技術(shù)體系，核心理念及特征如下：

1）分布式(去中心化)。區(qū)塊鏈的核心特征是分布式。根據(jù)鏈的選型和場景不同，可以是完全去中心或者多中心的，區(qū)塊鏈不再依賴于中央處理節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的分布式記錄、存儲和更新。由于區(qū)塊鏈系統(tǒng)采用P2P的組網(wǎng)方式，不存在中心化的服務(wù)器和路由器，任意節(jié)點(diǎn)在系統(tǒng)中的地位都是均等的，系統(tǒng)生成的數(shù)據(jù)塊由系統(tǒng)中的所有節(jié)點(diǎn)共同維護(hù)，所有節(jié)點(diǎn)均有交易數(shù)據(jù)的記錄和存儲。

2）自治性。區(qū)塊鏈采用固定的一致性共識算法，使得整個(gè)系統(tǒng)中的所有節(jié)點(diǎn)能夠可信地交換數(shù)據(jù)，使得對人和機(jī)構(gòu)的信任變成了對機(jī)器和數(shù)學(xué)算法的信任，任何人都無法干涉系統(tǒng)的正確運(yùn)行。

3）信息不可篡改性。在區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中，由于算法的約束條件，任何惡意欺騙行為都將被網(wǎng)絡(luò)中其余參與節(jié)點(diǎn)進(jìn)行排斥和壓制，所以區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中的交易信息不可被篡改。傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)信任體系結(jié)構(gòu)中，參與者越多，整個(gè)系統(tǒng)的安全性越低。而區(qū)塊鏈技術(shù)恰恰與其相反，隨著網(wǎng)絡(luò)中參與者的不斷遞增，整個(gè)區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中的安全性也在不斷增加，同時(shí)交易數(shù)據(jù)可以做到完全透明公開。

4）匿名性。由于各節(jié)點(diǎn)之間數(shù)據(jù)的交換遵循固定的算法，因此交易雙方無須公開自己的身份，而是通過區(qū)塊鏈中的程序規(guī)則讓對方對自己產(chǎn)生信任。

區(qū)塊鏈技術(shù)的上述特征能夠解決目前絕大多數(shù)領(lǐng)域存在已久的三大痛點(diǎn)：中心化、安全和信任問題。區(qū)塊鏈本質(zhì)上是交易各方建立信任機(jī)制的一個(gè)數(shù)學(xué)解決方案，是采用分布式網(wǎng)絡(luò)來存儲、傳輸和證明數(shù)據(jù)的技術(shù)方案，通過分布式的數(shù)據(jù)區(qū)塊存儲形成分布式記賬系統(tǒng)，取代目前對中心服務(wù)器的依賴，使得所有數(shù)據(jù)變更或者交易項(xiàng)目都記錄在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的各個(gè)節(jié)點(diǎn)上。

2 發(fā)展部常規(guī)業(yè)務(wù)及信息化現(xiàn)狀

供電公司發(fā)展部下設(shè)規(guī)劃處、前期處、投資管理處、綜合計(jì)劃處、統(tǒng)計(jì)分析處、科信處6個(gè)處室。主要負(fù)責(zé)電網(wǎng)規(guī)劃、可研前期、綜合計(jì)劃、基建計(jì)劃及投資、購售電、節(jié)能線損、統(tǒng)計(jì)分析、同業(yè)對標(biāo)等工作。

2.1 發(fā)展部的常規(guī)業(yè)務(wù)

各專業(yè)處室的常規(guī)業(yè)務(wù)如下：

1）規(guī)劃處。主要負(fù)責(zé)主網(wǎng)、配網(wǎng)規(guī)劃，組織制訂中長期發(fā)展規(guī)劃并實(shí)施；制訂地區(qū)電網(wǎng)中長期發(fā)展規(guī)劃并實(shí)施；編制電網(wǎng)規(guī)劃和小型基建規(guī)劃；中長期(一年以上)電力市場調(diào)查分析預(yù)測；小型電廠并網(wǎng)方案審批；組織項(xiàng)目后評估。

2）前期處。負(fù)責(zé)電網(wǎng)項(xiàng)目(含小型基建及重大技改)項(xiàng)目的前期論證、可行性研究和上報(bào)立項(xiàng)；開展相應(yīng)電網(wǎng)前期專題研究，電網(wǎng)項(xiàng)目核準(zhǔn)報(bào)告編制。負(fù)責(zé)電網(wǎng)項(xiàng)目可研估算、前期費(fèi)用管理。

3）投資管理處。負(fù)責(zé)公司基建投資計(jì)劃管理，小型基建項(xiàng)目規(guī)劃、可研、投資計(jì)劃管理，公司其他技改、其他大修、車輛、零購等專項(xiàng)投資計(jì)劃管理，并納入公司綜合計(jì)劃統(tǒng)一上報(bào)和下達(dá)。

4）綜合計(jì)劃處。開展綜合計(jì)劃項(xiàng)目審核、評級、排序、上報(bào)、統(tǒng)計(jì)等工作；儲備項(xiàng)目審查和儲備庫的日常維護(hù)工作；市場調(diào)研、經(jīng)濟(jì)信息分析，編寫電力市場分析報(bào)告；為公司線損管理提供技術(shù)支持，開展線損理論計(jì)算等工作。

5）統(tǒng)計(jì)分析處。組織開展本單位綜合、生產(chǎn)、投資統(tǒng)計(jì)工作，負(fù)責(zé)各類統(tǒng)計(jì)報(bào)表和分析材料；組織開展公司經(jīng)濟(jì)活動分析和專項(xiàng)統(tǒng)計(jì)調(diào)查分析工作；同業(yè)對標(biāo)歸口管理工作。

2.2 現(xiàn)狀數(shù)據(jù)應(yīng)用及管理問題

發(fā)展部常規(guī)業(yè)務(wù)廣，常規(guī)業(yè)務(wù)主要有電網(wǎng)規(guī)劃、電網(wǎng)診斷分析、電網(wǎng)后評價(jià)、同業(yè)對標(biāo)等，其中電網(wǎng)規(guī)劃42個(gè)報(bào)表，電網(wǎng)診斷分析63個(gè)報(bào)表，收集數(shù)據(jù)工作量大、次數(shù)多、重復(fù)性高、一致性差。目前發(fā)展部對于數(shù)據(jù)應(yīng)用及管理的主要問題如下：

1）常規(guī)業(yè)務(wù)面廣，一個(gè)業(yè)務(wù)一套數(shù)據(jù)，缺乏數(shù)據(jù)共享機(jī)制。

2）數(shù)據(jù)需求量大，一項(xiàng)工作一次收資，缺乏更新延續(xù)機(jī)制。

3）涉及部門較多，一次收資一次協(xié)調(diào)，缺乏統(tǒng)一管理機(jī)制。

4）數(shù)據(jù)來源交叉，同一指標(biāo)數(shù)值不同，缺乏規(guī)范來源機(jī)制。

5）指標(biāo)各自管理，發(fā)展需求難以滿足，缺乏共商協(xié)作機(jī)制。

2.3 業(yè)務(wù)信息化系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)狀

2012年國家電網(wǎng)公司為支撐各級電網(wǎng)規(guī)劃管理和電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)，在省、市、縣公司發(fā)展口及經(jīng)研院部署了“一體化電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)平臺”，經(jīng)調(diào)研了解，該系統(tǒng)功能架構(gòu)設(shè)計(jì)較為全面，支持負(fù)荷預(yù)測、現(xiàn)狀分析、規(guī)劃成效、上報(bào)表格等多項(xiàng)功能，但目前電網(wǎng)規(guī)劃工作重點(diǎn)應(yīng)用表格入庫及項(xiàng)目入庫兩大功能，尚未形成較為規(guī)范的、系統(tǒng)化的數(shù)據(jù)管理模式[5]。

1）該系統(tǒng)主要應(yīng)用于規(guī)劃處的電網(wǎng)規(guī)劃業(yè)務(wù)，也僅主要應(yīng)用規(guī)劃表格錄入及規(guī)劃項(xiàng)目錄入兩大功能。

2）未形成較為規(guī)范的、體系化的數(shù)據(jù)管理模式，數(shù)據(jù)架構(gòu)以支持規(guī)劃業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)需求為主[6-7]。

整體來看，目前尚未形成支撐發(fā)展部業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)平臺，現(xiàn)有系統(tǒng)功能的高頻率應(yīng)用寥寥無幾，信息化程度相對較低[8]。

3 數(shù)據(jù)需求分析及數(shù)據(jù)池?cái)?shù)據(jù)表設(shè)計(jì)

收集各專業(yè)處室常態(tài)業(yè)務(wù)的成果報(bào)告，進(jìn)行數(shù)據(jù)需求分析，將所需的數(shù)據(jù)指標(biāo)進(jìn)行歸類整理，形成數(shù)據(jù)池?cái)?shù)據(jù)表。

3.1 數(shù)據(jù)需求分析

以數(shù)據(jù)需求量最大的電網(wǎng)規(guī)劃、電網(wǎng)診斷分析、項(xiàng)目后評價(jià)、同業(yè)對標(biāo)為例進(jìn)行數(shù)據(jù)需求分析[9-12]。

1）電網(wǎng)規(guī)劃。

電網(wǎng)發(fā)展工作涉及社會經(jīng)濟(jì)、供電企業(yè)概況、電網(wǎng)概況、電網(wǎng)運(yùn)行等數(shù)據(jù)，具體如表1所示。

表1 電網(wǎng)規(guī)劃數(shù)據(jù)需求表

2）電網(wǎng)診斷分析。

電網(wǎng)診斷分析與電網(wǎng)規(guī)劃有較多功能的數(shù)據(jù)需求，另外增加企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益類數(shù)據(jù)，具體如 表2所示。

3）項(xiàng)目后評價(jià)。

涉及數(shù)據(jù)有區(qū)域概況、歷史年項(xiàng)目建設(shè)改造規(guī)模、電網(wǎng)設(shè)備規(guī)模、歷史負(fù)荷電量情況、電網(wǎng)建設(shè)全過程完成情況、電網(wǎng)設(shè)備運(yùn)行情況、電網(wǎng)投資情況、收益情況、節(jié)能環(huán)保等相關(guān)數(shù)據(jù)。

4）同業(yè)對標(biāo)。

涉及數(shù)據(jù)有電網(wǎng)設(shè)備性能、網(wǎng)架情況、容載比、資產(chǎn)情況、供電可靠性、電壓合格率等服務(wù)指標(biāo)，電費(fèi)回收率、線損率、輸配電成本等業(yè)績指標(biāo)，人力資源管理指標(biāo)，資產(chǎn)經(jīng)營指標(biāo)，物資管理指標(biāo)，規(guī)劃項(xiàng)目準(zhǔn)確率、計(jì)劃調(diào)整率等規(guī)劃管理指標(biāo)，建設(shè)管理指標(biāo)，營銷管理指標(biāo)，運(yùn)行管理指標(biāo)，檢修管理指標(biāo)等。

表2 電網(wǎng)診斷分析數(shù)據(jù)需求表

3.2 數(shù)據(jù)池?cái)?shù)據(jù)表

配網(wǎng)數(shù)據(jù)池?cái)?shù)據(jù)取自于各部門信息化系統(tǒng)，可采用線上或線下2種方式提取信息化系統(tǒng)相關(guān)數(shù)據(jù)，采用數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)及分析技術(shù)等功能，形 成發(fā)展部各業(yè)務(wù)口所需的數(shù)據(jù)?？傮w架構(gòu)如圖2所示。

發(fā)展部每年開展的常規(guī)工作有電網(wǎng)規(guī)劃、電網(wǎng)診斷分析及項(xiàng)目后評價(jià)，3項(xiàng)工作都需要大量的數(shù)據(jù)支撐，其中電網(wǎng)規(guī)劃和電網(wǎng)診斷分析是數(shù)據(jù)需求量最大的2項(xiàng)工作。本項(xiàng)目重點(diǎn)以電網(wǎng)規(guī)劃、電網(wǎng)診斷分析及項(xiàng)目后評價(jià)為主要分析對象，歸類整理涵蓋這些工作需求的數(shù)據(jù)源。具體的分類如下所述。

1）配網(wǎng)臺賬類：包括電廠、變電站、主變、高壓線路、中壓公用線路、中壓專用線路、公用配變、開關(guān)設(shè)備等臺賬，臺賬數(shù)據(jù)主要為設(shè)備的基本屬性信息及年運(yùn)行信息。

圖2 配網(wǎng)數(shù)據(jù)池總體架構(gòu)

2）電網(wǎng)指標(biāo)類：包括區(qū)域概況、綜合運(yùn)行、供電能力、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、設(shè)備水平及智能化水平等方面，無法通過臺賬信息進(jìn)行測算的電網(wǎng)綜合性指標(biāo)，如10kV及以下綜合線損率、綜合電壓合格率等[13]。

3）項(xiàng)目報(bào)裝類：用戶、電源接入等項(xiàng)目的報(bào)裝信息，包括項(xiàng)目名稱、報(bào)裝容量及接入點(diǎn)等。

4）負(fù)荷預(yù)測類：電網(wǎng)未來發(fā)展的負(fù)荷預(yù)測結(jié)果，細(xì)化到網(wǎng)格內(nèi)的負(fù)荷預(yù)測結(jié)果[14]。

5）規(guī)劃項(xiàng)目類：電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃的項(xiàng)目明細(xì)，包括規(guī)劃項(xiàng)目名稱、工程量、管理信息等[15]。

4 融入?yún)^(qū)塊鏈理念的配網(wǎng)數(shù)據(jù)池管理 模式

區(qū)塊鏈的去中心化、自治性、開放性、不可篡改及可追溯性的核心理念，與配網(wǎng)數(shù)據(jù)池構(gòu)建的需求一致，能夠解決現(xiàn)狀數(shù)據(jù)管理出現(xiàn)的問題，因此，考慮融入?yún)^(qū)塊鏈理念構(gòu)建配網(wǎng)數(shù)據(jù)池管理模式。

4.1 融入?yún)^(qū)塊鏈理念

將區(qū)塊鏈理念及解決問題關(guān)系總結(jié)如下：

1）分布式(去中心化)，規(guī)避集中存儲風(fēng)險(xiǎn)，構(gòu)建共商協(xié)作機(jī)制。

區(qū)塊鏈的存儲方式是分布式的，不存在一個(gè)中心化的主導(dǎo)節(jié)點(diǎn)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)地位平等并通過共識機(jī)制自動自發(fā)地共同維護(hù)。分布式客戶端人手一套數(shù)據(jù)，規(guī)避了傳統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲于一個(gè)集中數(shù)據(jù)庫帶來的數(shù)據(jù)丟失的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)可利用區(qū)塊鏈的分布式存儲的共識機(jī)制及自動自發(fā)共同維護(hù)，構(gòu)建數(shù)據(jù)池共商協(xié)作管理機(jī)制。

2）可開放性，解決重復(fù)收資問題，構(gòu)建數(shù)據(jù)共享機(jī)制。

可開放性體現(xiàn)區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)是開放的，但開放權(quán)限是可以設(shè)置的?？稍O(shè)置需求，構(gòu)建對所有人都開放的公有鏈，對某個(gè)群體內(nèi)部開放制定多個(gè)預(yù)選節(jié)點(diǎn)為記賬人的聯(lián)盟鏈，對個(gè)人獨(dú)享寫入權(quán)限的私有鏈。這解決了數(shù)據(jù)不公開、不同專業(yè)重復(fù)收資的問題，對相關(guān)專業(yè)人員設(shè)定為記賬節(jié)點(diǎn)或數(shù)據(jù)讀取節(jié)點(diǎn)，通過數(shù)據(jù)共同維護(hù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享機(jī)制。

3）不可篡改，解決數(shù)據(jù)質(zhì)量問題，構(gòu)建統(tǒng)一管理機(jī)制。

發(fā)展部數(shù)據(jù)存在諸多問題，數(shù)據(jù)收集基本是依托各部門報(bào)送報(bào)表完成，缺乏剛性流程約束，有些部門為了使數(shù)據(jù)看起來合理，將數(shù)據(jù)隨意更改，為后續(xù)工作帶來諸多問題。多個(gè)數(shù)據(jù)以鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)存儲在相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫中，通過數(shù)據(jù)戳及密碼學(xué)的算法保護(hù)數(shù)據(jù)，同時(shí)保證數(shù)據(jù)不可篡改。這避免為了指標(biāo)“好看”而私自篡改數(shù)據(jù)的行為，數(shù)據(jù)的修改必須得到共同認(rèn)可。因此，可以從源頭解決傳統(tǒng)數(shù)據(jù)收集經(jīng)常出現(xiàn)的數(shù)據(jù)質(zhì)量問題，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理。

4）可追溯性，解決歷史數(shù)據(jù)缺失，構(gòu)建更新延續(xù)機(jī)制。

原始數(shù)據(jù)均散落于不同部門的信息系統(tǒng)中，由于信息系統(tǒng)更新維護(hù)程度不同及管理壁壘的限制，存在指標(biāo)不準(zhǔn)確、指標(biāo)不統(tǒng)一、不同指標(biāo)間邏輯不合理等數(shù)據(jù)質(zhì)量問題?？勺匪菪允羌尤氲絽^(qū)塊鏈的記錄被永久存儲，區(qū)塊鏈中的每一筆數(shù)據(jù)記錄都綁定了記賬信息，記賬標(biāo)的完整傳遞路徑能夠被完全記錄和追溯，不可能被摧毀。這解決了傳統(tǒng)數(shù)據(jù)基于個(gè)人存儲及管理帶來的數(shù)據(jù)缺失問題，不同人記錄的數(shù)據(jù)也可以進(jìn)行查詢，同時(shí)追溯記錄，有利于數(shù)據(jù)質(zhì)量的管理，實(shí)現(xiàn)更新延續(xù)的管理機(jī)制。

4.2 管理架構(gòu)

配網(wǎng)數(shù)據(jù)池組織管理模式采用3層架構(gòu)模式，分別為數(shù)據(jù)提供層、數(shù)據(jù)協(xié)調(diào)層、數(shù)據(jù)使用層，數(shù)據(jù)提供層為各部門專責(zé)，數(shù)據(jù)協(xié)調(diào)層為發(fā)展部統(tǒng)計(jì)專責(zé)及相關(guān)負(fù)責(zé)人員，數(shù)據(jù)使用層為發(fā)展部各專業(yè)專責(zé)，如圖3所示。

從提供層到使用層是數(shù)據(jù)提交確認(rèn)的過程，從使用層到提供層是數(shù)據(jù)存疑修正的過程，一上一下、提交修正實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)池的管理及應(yīng)用。

4.3 管理流程

配網(wǎng)數(shù)據(jù)池管理涉及的人員有統(tǒng)計(jì)專責(zé)及負(fù)責(zé)人、發(fā)展部其他專業(yè)專責(zé)及負(fù)責(zé)人、職能部門專責(zé)及負(fù)責(zé)人。根據(jù)數(shù)據(jù)庫管理工作流程主線，可分為收資、應(yīng)用和維護(hù)3個(gè)管理階段。

1）收資階段。由統(tǒng)計(jì)部專責(zé)制定標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)收集模板，負(fù)責(zé)人提出數(shù)據(jù)收集倡議并下發(fā)收資清單；職能部門收集資料，并提交收資清單，統(tǒng)計(jì)專責(zé)匯總，發(fā)展部其他專責(zé)檢查數(shù)據(jù)質(zhì)量，記錄問題并推送至統(tǒng)計(jì)專責(zé)，統(tǒng)計(jì)專責(zé)發(fā)送職能部門修改，修改確認(rèn)后統(tǒng)一發(fā)布。

圖3 配網(wǎng)數(shù)據(jù)池管理架構(gòu)

2）應(yīng)用階段。發(fā)展部其他業(yè)務(wù)專責(zé)根據(jù)工作需求發(fā)送數(shù)據(jù)更新申請單，統(tǒng)計(jì)專責(zé)推送至職能部門，職能部門更新統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)專責(zé)及發(fā)展部其他專責(zé)檢查數(shù)據(jù)質(zhì)量，經(jīng)過返回修改、審核確認(rèn)的過程后，統(tǒng)一發(fā)布。

3）維護(hù)階段。發(fā)展部其他業(yè)務(wù)專責(zé)根據(jù)數(shù)據(jù)應(yīng)用情況，提出數(shù)據(jù)指標(biāo)淘汰及新增需求，統(tǒng)計(jì)部確認(rèn)后，發(fā)展專責(zé)更新數(shù)據(jù)庫，統(tǒng)計(jì)專責(zé)更新數(shù)據(jù)收資清單。

4.4 管理機(jī)制

4.4.1 記賬機(jī)制

采用專人專責(zé)記賬模式，進(jìn)行數(shù)據(jù)池?cái)?shù)據(jù)分區(qū)、分區(qū)維護(hù)、握手記賬的管理機(jī)制。

1）數(shù)據(jù)池?cái)?shù)據(jù)分區(qū)：根據(jù)業(yè)務(wù)特點(diǎn)的不同進(jìn)行數(shù)據(jù)池?cái)?shù)據(jù)分區(qū)。

2）分區(qū)維護(hù)、權(quán)責(zé)對等：數(shù)據(jù)使用者具備數(shù)據(jù)記賬維護(hù)的職責(zé)。

3）2次握手記賬：數(shù)據(jù)提供層到數(shù)據(jù)使用層，2次握手記賬。

第1次握手，部門專責(zé)將更新的數(shù)據(jù)提交至業(yè)務(wù)專責(zé)，業(yè)務(wù)專責(zé)進(jìn)行質(zhì)量檢查，握手確認(rèn)；第2次握手，業(yè)務(wù)專責(zé)將確認(rèn)后的數(shù)據(jù)提交至統(tǒng)計(jì)專責(zé)，握手確認(rèn)，業(yè)務(wù)專責(zé)記入數(shù)據(jù)池?cái)?shù)據(jù)區(qū)賬本，數(shù)據(jù)池總賬本同步更新。

4.4.2 存儲機(jī)制

1）生成數(shù)據(jù)版本號：經(jīng)過表決授權(quán)的數(shù)據(jù)，由統(tǒng)計(jì)專責(zé)生成版本號廣播發(fā)布。

2）版本號制定規(guī)則：版本記錄年月日及版本號，如V20181120.5。

3）數(shù)據(jù)區(qū)塊內(nèi)容：本次版本號、上次版本號、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

4）對外公布：過程版本為發(fā)展部內(nèi)部記載版，對外公布的版本為月或季初第1版V*.1。

圖4為配網(wǎng)數(shù)據(jù)版本管理示意圖。

圖4 配網(wǎng)數(shù)據(jù)版本管理示意圖

4.4.3 共識機(jī)制

1）明確專責(zé)維護(hù)數(shù)據(jù)區(qū)：根據(jù)專責(zé)的業(yè)務(wù)崗位的特點(diǎn)，每位專責(zé)分配不同的數(shù)據(jù)維護(hù)區(qū)。

2）采用舉手表決方式：該類數(shù)據(jù)的維護(hù)專 責(zé)超過50%認(rèn)可(包括統(tǒng)計(jì)專責(zé))，數(shù)據(jù)具備授權(quán)條件。

4.4.4 激勵機(jī)制

1）制定激勵評價(jià)機(jī)制：對于數(shù)據(jù)提供者，制定數(shù)據(jù)提供及時(shí)性及數(shù)據(jù)質(zhì)量評價(jià)(如不合理數(shù)據(jù)占比、空數(shù)據(jù)占比、邏輯出錯(cuò)數(shù)據(jù)占比等指標(biāo))；對于數(shù)據(jù)使用者，制定數(shù)據(jù)更新及時(shí)性、反饋數(shù)據(jù)質(zhì)量情況的評價(jià)。

2）納入部門績效考評：建議將關(guān)鍵指標(biāo)納入部門對該崗位的考核內(nèi)，如提供專責(zé)的數(shù)據(jù)質(zhì)量評價(jià)指標(biāo)、使用者的數(shù)據(jù)反饋評價(jià)指標(biāo)等。

4.5 區(qū)塊鏈技術(shù)選型及方案

4.5.1 鏈型選擇

區(qū)塊鏈分為公有鏈、私有鏈和聯(lián)盟鏈。公有鏈上的各個(gè)節(jié)點(diǎn)可以自由加入和退出網(wǎng)絡(luò)，并參加鏈上數(shù)據(jù)的讀寫，讀寫時(shí)以扁平的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)互聯(lián)互通，網(wǎng)絡(luò)中不存在任何中心化的服務(wù)端節(jié)點(diǎn)。私有鏈中各個(gè)節(jié)點(diǎn)的寫入權(quán)限收歸內(nèi)部控制，而讀取權(quán)限可視需求有選擇性地對外開放。私有鏈仍然具備區(qū)塊鏈多節(jié)點(diǎn)運(yùn)行的通用結(jié)構(gòu)，適用于特定機(jī)構(gòu)的內(nèi)部數(shù)據(jù)管理與審計(jì)。聯(lián)盟鏈的各個(gè)節(jié)點(diǎn)通常有與之對應(yīng)的實(shí)體機(jī)構(gòu)組織，通過授權(quán)后才能加入與退出網(wǎng)絡(luò)。各機(jī)構(gòu)組織組成利益相關(guān)的聯(lián)盟，共同維護(hù)區(qū)塊鏈的健康運(yùn)轉(zhuǎn)。發(fā)展部數(shù)據(jù)池適合選擇私有鏈。

4.5.2 共識機(jī)制選擇

不同共識機(jī)制有各自的特點(diǎn)及應(yīng)用場景：PoW每次達(dá)成共識要求全網(wǎng)共同參與，會產(chǎn)生很大的資源消耗；PoS共識雖然可以解決PoW中的資源損耗問題，但需要依靠幣齡進(jìn)行挖礦，額外的代幣需求對系統(tǒng)要求較高；DPoS共識算法在PoS的基礎(chǔ)上通過股東投票給某個(gè)受托人，由系統(tǒng)根據(jù)股東所持股權(quán)在系統(tǒng)中占比計(jì)算出票數(shù)較高的一定數(shù)量受托人，由受托人按照事先規(guī)定順序輪流負(fù)責(zé)生成區(qū)塊。發(fā)展部數(shù)據(jù)池適合選擇PoW共識機(jī)制。

4.5.3 激勵機(jī)制的設(shè)置

設(shè)置鏈內(nèi)激勵機(jī)制，實(shí)行內(nèi)部KPI考核。鼓勵不同部門積極維護(hù)上鏈數(shù)據(jù)并確保上鏈數(shù)據(jù)的真實(shí)性和實(shí)效性，因?yàn)閰^(qū)塊鏈技術(shù)本身無法區(qū)分上鏈數(shù)據(jù)的真?zhèn)危墒潞笏菰醋坟?zé)。將不合理數(shù)據(jù)占比、空數(shù)據(jù)占比、邏輯出錯(cuò)數(shù)據(jù)占比定義為不可用數(shù)據(jù)占比，根據(jù)占比不同，分為“合格”和“不合格”2個(gè)級別，無不可用數(shù)據(jù)的為“合格”，存在不可用數(shù)據(jù)的為“不合格”。

4.6 管理保障

發(fā)展部統(tǒng)計(jì)處是用電企業(yè)的數(shù)據(jù)集散中心、權(quán)威發(fā)布中心，傳統(tǒng)的工作理念及工作方式無法滿足大數(shù)據(jù)及精益化管理的需要，在工作服務(wù)對象及工作內(nèi)容上均應(yīng)有所革新。為了保障配網(wǎng)數(shù)據(jù)池的高效運(yùn)轉(zhuǎn)，統(tǒng)計(jì)處管理職能應(yīng)重點(diǎn)做出3個(gè)轉(zhuǎn)變：

1）從“向上服務(wù)”到兼顧“橫向支撐”的服務(wù)對象轉(zhuǎn)變。

傳統(tǒng)統(tǒng)計(jì)工作重點(diǎn)以統(tǒng)計(jì)各類報(bào)表為主，主要上報(bào)上級主管單位，完成省公司、地市公司 等區(qū)域性指標(biāo)的統(tǒng)計(jì)；同時(shí)，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)作為有 力的數(shù)據(jù)支持服務(wù)于年終及季度等各類總結(jié)性工作匯報(bào)。傳統(tǒng)服務(wù)對象主要是向上服務(wù)于上 級主管單位及領(lǐng)導(dǎo)，發(fā)展部內(nèi)部各專業(yè)間的數(shù)據(jù)支撐力度不夠，應(yīng)發(fā)揮統(tǒng)計(jì)處的數(shù)據(jù)權(quán)威發(fā)布中心的作用，整合各專業(yè)常態(tài)化工作的數(shù)據(jù)需求，形成共用基礎(chǔ)數(shù)據(jù)池，解決重復(fù)性收資多、無法高效整合、數(shù)據(jù)不統(tǒng)一等管理效率低的現(xiàn)狀問題。

2）從“提報(bào)數(shù)據(jù)”到側(cè)重“監(jiān)督預(yù)警”的工作職能轉(zhuǎn)變。

傳統(tǒng)統(tǒng)計(jì)工作基于各部門及集成單位報(bào)送數(shù)據(jù)進(jìn)行相對簡單的指標(biāo)統(tǒng)計(jì)，是“收數(shù)據(jù)、報(bào)數(shù)據(jù)”的工作模式，應(yīng)從簡單提報(bào)數(shù)據(jù)向監(jiān)督預(yù)警方向轉(zhuǎn)變，真正體現(xiàn)統(tǒng)計(jì)處“信息”“咨詢”“監(jiān)督”的三大職能。創(chuàng)新工作理念，實(shí)現(xiàn)以統(tǒng)計(jì)處為中心的“數(shù)據(jù)收集—統(tǒng)計(jì)分析—監(jiān)督預(yù)警—數(shù)據(jù)發(fā)布”的PDCA循環(huán)管理模式，不但要看“現(xiàn)狀”、還要看“歷史”，重點(diǎn)基于各部室提報(bào)數(shù)據(jù)及統(tǒng)計(jì)處歷史積累數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，給出有價(jià)值的數(shù)據(jù)導(dǎo)向及數(shù)據(jù)預(yù)警，同時(shí)為電力發(fā)展政策的制定、電力規(guī)劃設(shè)計(jì)管理決策及電力形勢分析提供重要的參考依據(jù)。

3）從“零散發(fā)布”到規(guī)范“統(tǒng)一發(fā)布”的成果發(fā)布轉(zhuǎn)變。

配網(wǎng)規(guī)劃、電網(wǎng)診斷、同業(yè)對標(biāo)等常規(guī)業(yè)務(wù)均需填報(bào)較多數(shù)據(jù)表格上報(bào)國網(wǎng)，所需的指標(biāo)有較多由統(tǒng)計(jì)處提供，由于未形成統(tǒng)一的工作模式及管理規(guī)范，多為要什么、給什么的處理方式，臨時(shí)統(tǒng)計(jì)的情況也有，指標(biāo)留存不及時(shí)、指標(biāo)不統(tǒng)一等問題較普遍。因此，搭建多業(yè)務(wù)整合數(shù)據(jù)需求的數(shù)據(jù)源非常重要，同時(shí)，摒棄傳統(tǒng)零散發(fā)布的形式，規(guī)范數(shù)據(jù)發(fā)布模式，采用統(tǒng)一格式的統(tǒng)計(jì)年鑒形式統(tǒng)一發(fā)布，固定發(fā)布時(shí)間，具有一定的權(quán)威性。

5 結(jié)論

介紹了發(fā)展部的常規(guī)業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)管理及信息化系統(tǒng)應(yīng)用情況，結(jié)合業(yè)務(wù)工作成果要求，開展數(shù)據(jù)需求分析，劃分?jǐn)?shù)據(jù)池?cái)?shù)據(jù)表類別，設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)表數(shù)據(jù)指標(biāo)，構(gòu)建了支撐供電公司發(fā)展業(yè)務(wù)需求的配網(wǎng)數(shù)據(jù)池。介紹區(qū)塊鏈的技術(shù)、理念及特征，結(jié)合數(shù)據(jù)實(shí)際應(yīng)用及管理中存在的主要癥結(jié)，融入?yún)^(qū)塊鏈的分布式(去中心化)、防篡改、可追溯的先進(jìn)理念，并引入鏈內(nèi)激勵機(jī)制，實(shí)行內(nèi)部KPI考核，為支撐配網(wǎng)數(shù)據(jù)池高效運(yùn)轉(zhuǎn)提供管理保證。

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Research on Construction Method of Distribution Network Data Pool Integrating Block Chain Concept

ZHAO Qian1, ZHANG Xiao2, WANG Hong1, MA Rui1, WANG Tianhua3, ZHANG Yuan3, WANG Yanmin3

(1. State Grid Jibei Electric Power Co., Ltd., Xicheng District, Beijing 100053, China;2. State Grid Jebei Electric Power Co., Ltd., Tangshan Power Supply Company, Tangshan 063300, Hebei Province, China; 3.Beijing T&D Power Research Co., Ltd., Changping District, Beijing 102206, China)

Due to the lack of a unified data management platform, the data application and management work of the development department has many problems, such as heavy workload, high repeatability and poor consistency. In order to improve the level of business informatization in distribution network development and standardize data management for business development, the definition and characteristics of block chain and the application of routine business, data management and information system of the development department were introduced.According to the requirements of business results, such as power grid planning, power grid diagnosis and analysis, project post-evaluation, this paper carried out date demand analysis, built the distribution network data platform to support the power supply company to develop business needs.At the same time, this paper integrated the concept of block chain, constructed data management framework, management process, management mechanism and management guarantee, formulated the accounting, storage, consensus and incentive mechanism of distribution network data pool, which provided support for promoting the implementation and application of distribution network data pool.

block chain; distribution system; development business; distribution network data pool

10.12096/j.2096-4528.pgt.19133

2019-09-11。

(責(zé)任編輯 辛培裕)