配電網(wǎng)營配信息融合平臺的實現(xiàn)

張波，劉肖瑾，薛東升，袁曉慧，林偉圻，梁啟濱

(1.國網(wǎng)山西省電力公司信息通信分公司，山西 太原 030001;2.國網(wǎng)陽泉供電公司，山西 陽泉 045000;3.國網(wǎng)信通億力科技有限責任公司，福建 福州 350003)

0 引言

為了實現(xiàn)提升配電網(wǎng)綜合管理水平的最終目標，本文提出了構建配電網(wǎng)營配信息融合平臺的想法，以提升供電穩(wěn)定性和服務水平為目的，構建更加完善的信息交互體系，通過加強配用電相關系統(tǒng)之間的信息融合強度，實現(xiàn)營配信息一體化。于配電網(wǎng)中構建營配信息融合平臺，可以實現(xiàn)各業(yè)務系統(tǒng)的信息交互，信息種類包括實時數(shù)據(jù)、動態(tài)數(shù)據(jù)和圖像數(shù)據(jù)等，從根本上消除信息孤島現(xiàn)象，實現(xiàn)系統(tǒng)應用智能化。

1 規(guī)劃目標

1.1 營配信息融合

現(xiàn)階段配電網(wǎng)中的生產(chǎn)、營銷系統(tǒng)獨立運行，各自維護系統(tǒng)內(nèi)的數(shù)據(jù)，這也是造成兩系統(tǒng)間數(shù)據(jù)存在差異的原因，無法達到“全網(wǎng)一張圖”的發(fā)展理念。因此，營配信息融合主要從以下2個方向入手[1]。

(1)全網(wǎng)數(shù)據(jù)構建。生產(chǎn)、營銷系統(tǒng)以自身業(yè)務特點為判斷依據(jù)，將配電網(wǎng)中的數(shù)據(jù)進行科學切分，生產(chǎn)系統(tǒng)的工作重點在電網(wǎng)結構上，構建的是配電網(wǎng)中的低配電模型，而營銷系統(tǒng)的工作重點則是在用戶管理上，主要負責用戶信息的創(chuàng)建和管理，二者各自管理的數(shù)據(jù)會于低壓用戶接戶點處出現(xiàn)耦合現(xiàn)象，工作人員可以對處于耦合點的數(shù)據(jù)采取統(tǒng)一編碼管理，就可形成完成的配電網(wǎng)模型。

(2)實現(xiàn)互動化應用。首先需要數(shù)據(jù)具備突破安全區(qū)隔離的能力，借助SOA技術，將分屬于不同安全區(qū)的數(shù)據(jù)進行耦合，從而獲得運維平臺、信息查詢等功能。

1.2 配電生產(chǎn)搶修指揮平臺

在營配信息融合平臺的基礎上，構建配電生產(chǎn)搶修指揮平臺，從根源上提升系統(tǒng)故障處理速度，為電力用戶提供更好的供電服務。該平臺以生產(chǎn)、指揮、搶修為主要功能，以IE 1968/61970等標準為運行標準，將配電網(wǎng)中的現(xiàn)有資源充分利用起來，融入調(diào)度自動化、PMS、GIS、95598、故障搶修和危險預警等多項應用，對配電生產(chǎn)搶修指揮平臺加以完善[2]，使其擁有統(tǒng)籌指揮、調(diào)配信息的能力，提升配電網(wǎng)故障搶修水平、增強供電可靠性，為用戶提供更加優(yōu)質(zhì)的服務。

2 營配信息融合平臺設計方案

2.1 總體設計

配電網(wǎng)營配信息融合平臺是將智能電網(wǎng)中的營、配業(yè)務流程管理和分析過程融合起來，構建出一體化數(shù)據(jù)模型，該數(shù)據(jù)模型包含變電站、10 kV饋線、配電變壓器、低壓電路和用電用戶，為線損管理、用電用戶服務等管理事項提供信息支持，實現(xiàn)各配電網(wǎng)信息、管理和維護的統(tǒng)一性，完善配電網(wǎng)運行狀態(tài)和工作環(huán)境，提升供電穩(wěn)定性和客戶服務水平?，F(xiàn)階段，電力公司大多使用生產(chǎn)MIS數(shù)據(jù)庫和營銷MIS數(shù)據(jù)庫來分別完成管理電網(wǎng)內(nèi)部信息和管理電力用戶信息的存儲工作，使用配電網(wǎng)GIS系統(tǒng)完成電網(wǎng)設備地理位置信息和用電用戶基本信息拓撲關系的存儲工作，只有對上述系統(tǒng)進行集成管理，將營配信息進行融合，才能實現(xiàn)電力公司內(nèi)部數(shù)據(jù)資源協(xié)調(diào)統(tǒng)一。該配電網(wǎng)營配信息融合平臺以GIS平臺為構建基礎，將生產(chǎn)、營銷MIS融合進來當做輔助軟件，營配信息可以在這一平臺上進行交互，促進營配管理流程的融合進度，實現(xiàn)管理一體化[3]。

2.2 支撐平臺及業(yè)務系統(tǒng)改造

2.2.1 支撐平臺改造

①GIS(地理信息服務平臺)，完成營銷GIS系統(tǒng)和PMS2.0的集成改造工作，優(yōu)化后，GIS新增了空間地理信息維護功能和動態(tài)維護功能。同時優(yōu)化了GIS的0.4 kV應用功能，根據(jù)業(yè)務數(shù)據(jù)增長情況對硬件進行升級和擴容，并對地圖數(shù)據(jù)進行更新。②非結構化數(shù)據(jù)中心：完成運檢、調(diào)控等業(yè)務模塊中圖片、視頻等非結構化數(shù)據(jù)的共享集成。③完成調(diào)控業(yè)務模塊海量歷史數(shù)據(jù)和準歷史數(shù)據(jù)的共享集成。④ESB(企業(yè)服務總線)，為運檢、調(diào)控等業(yè)務模塊提供接口服務，使其可以被其他配電網(wǎng)調(diào)用，優(yōu)化ESB性能。⑤信息模塊基礎運行設施：結合上述的升級和優(yōu)化內(nèi)容，對配電網(wǎng)中使用到的機房、網(wǎng)絡等基礎設計進行性能優(yōu)化，確保營配貫通信息化可以平穩(wěn)的建設和發(fā)展。

2.2.2 業(yè)務系統(tǒng)改造

①營銷業(yè)務系統(tǒng)改造：完善信息維護功能，對用電用戶名稱、具體聯(lián)系方式。家庭地址等基礎信息進行更好的管理和維護；增設虛擬電表和低壓用戶接入點相關關系的維護功能。②營銷GIS推廣建設：鑒于PMS2.0末端掛接設備在進行圖形數(shù)據(jù)建模時基礎參數(shù)發(fā)生變化，此時營銷GIS需要將低壓接入點、電表箱和電力用戶之間的聯(lián)系傳送到生產(chǎn)系統(tǒng)，并于營銷GIS中增設用戶接入點模型。③完成設備PMS2.0的推廣建設，完成推廣后，系統(tǒng)會具備停電通知、發(fā)生故障時對配電網(wǎng)進行搶修管控和設備臺賬管理等功能，還可將PMS1.0的數(shù)據(jù)信息遷移到PMS2.0中，實現(xiàn)信息交互。需要注意的是，在PMS2.0未投運時，只能進行營配數(shù)據(jù)貫通，在PMS2.0投運后，才可以進行數(shù)據(jù)遷移。

2.2.3 營配設備異動功能完善

①為了企鵝包營配增量數(shù)據(jù)具備同步性，需要對營銷系統(tǒng)和PMS采取營銷異動改造，主要內(nèi)容包括營銷系統(tǒng)高、低壓設備異動和低壓臺賬維護系統(tǒng)。②當電網(wǎng)GIS平臺中的變電站、線路等功能模塊出現(xiàn)異動時，完善后的營配設備會實現(xiàn)異動信息和營銷系統(tǒng)的相互貫通。

3 基于營配信息平臺的搶修指揮系統(tǒng)設計

3.1 系統(tǒng)架構

配電網(wǎng)搶修指揮平臺是基于營配信息融合為基礎創(chuàng)建而成的，目的是實現(xiàn)配電網(wǎng)生產(chǎn)指揮、故障預警和提前規(guī)劃風險等綜合高級應用。該平臺可以對配電網(wǎng)故障、搶修過程進行嚴格監(jiān)控，并于事后對數(shù)據(jù)進行系統(tǒng)的統(tǒng)計和分析，將搶修、指揮功能進行進一步優(yōu)化，完善技術提升指標。系統(tǒng)功能具體框架圖如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)功能架構圖

3.2 功能模塊

3.2.1 計劃停電分析

配電網(wǎng)搶修指揮平臺可與PMS接口后，可以對停電計劃記錄進行管理，以用電用戶實際需求和配電網(wǎng)運行需求為依據(jù)，規(guī)劃出預停電安排，根據(jù)以往的停電次數(shù)、月度供電指標和保電信息規(guī)劃處月度停電計劃。再具體實施過程中，電力公司可以參照近期停電計劃作出相應的配電網(wǎng)維護和預警提示等行為，并及時的向95598發(fā)布停電通知，方便電力用戶及時地掌握停電時間。于停電當日對系統(tǒng)采取實時監(jiān)測，掌握開關變位信息，準確掌握計劃停電的實際執(zhí)行狀況。與PMS工作票模塊進行相互關聯(lián)，及時抽調(diào)工作票信息，使配電網(wǎng)搶修指揮中心可以準確地獲取計劃停電推行進度。還可以通過PMS提供的停電范圍、停電用戶和具體時間分析計算出此次停電造成的影響，為今后制定停電計劃提供輔助依據(jù)，方便管理者做出決策。

3.2.2 實時停電研判

以配電網(wǎng)實時運行方式為主要判斷依據(jù)，通過分析電網(wǎng)拓撲，可以在規(guī)定的時間向電力用戶用電信息采集系統(tǒng)發(fā)出召測命令，對營配信息進行融合，得出故障診斷依據(jù)，并推算出可能引發(fā)停電的原因和范圍，并將停電用戶按照低壓、中壓進行劃分，及時地向可能發(fā)生停電區(qū)域的電力用戶進行風險提示，并在故障停電信息得到確認后將其推送至95598。除了及時發(fā)布停電信息，實時停電研判系統(tǒng)還能實時接收95598的保修信息，并自動形成搶修單，安排專門的搶修人員對故障進行處理。實現(xiàn)故障點自動登記，可以在GIS地圖上實時地標注出停電范圍，還可以借助低壓表箱和GIS的地物關聯(lián)性對停電范圍進行渲染，可以提升停電范圍標注的準確性。

3.2.3 搶修指揮

該功能模塊是在配電網(wǎng)發(fā)生故障后，可以對搶修資源的調(diào)配進行實時把控，不僅可以提升搶修風險管控水平，還能將搶修資源進行更加合理的分配，提升搶修效率和服務能力，具體包含以下幾個方面。(1)搶修信息可視化?？梢酝ㄟ^圖形化的方式來表現(xiàn)搶修資源，表現(xiàn)的內(nèi)容包括地理背景圖、配電網(wǎng)網(wǎng)絡、系統(tǒng)故障和警示、故障點申報、實際搶修進度和停電影響范圍等多個方面。(2)搶修調(diào)度管理。對搶修資源進行可視化、優(yōu)化調(diào)配，通過分析現(xiàn)有的搶修資源，規(guī)劃出更具實際應用力的資源調(diào)度方案，在PDA移動終端上為搶修隊分配搶修工單，并將搶修工單關聯(lián)在對應的搶修車上，方便搶修人員調(diào)取使用。(3)現(xiàn)場搶修作業(yè)終端應用，移動到搶修現(xiàn)場的工作人員可以利用PDA或平板電腦，將指揮中心和搶修現(xiàn)場連接起來，工作人員可以將搶修過程中涉及的各項表單填寫在電子設備上，逐項執(zhí)行，并將其傳送回指揮中心，共享搶修信息，使搶修流程更加順暢貫通。(4)現(xiàn)場視頻反饋。借助攝像頭等多媒體設備，采集搶修現(xiàn)場的圖文信息，使用后將其保存至系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，可以幫助搶修人員開展故障勘察，還可為搶修方案提供輔助信息。

3.2.4 管理搶修資源

管理搶修資源主要包含以下4個方面：(1)管理搶修車。對其進行管理的目的在于可以準確掌握其所在位置和自身性能，以便于在配電網(wǎng)發(fā)生故障時可以就近分配，提升搶修速度，確保服務質(zhì)量。(2)管理搶修班組。包括人員、班組信息管理兩方面。需要準確地掌握班組內(nèi)部人員的基本信息，例如姓名、聯(lián)系方式等，以及搶修人員的具體排班情況。(3)管理搶修備品，在進行故障搶修時需要對使用的搶修備品進行現(xiàn)場登記，并向單位進行報備，方便查詢。(4)管理搶修工器具。與搶修備品一樣，使用后需要進行及時登記。并與車輛和班組管理相結合，可以通過查詢車輛或班組信息來掌握搶修工器具的使用情況。

4 營配信息融合平臺構建的實現(xiàn)方法

4.1 搭建系統(tǒng)接口

以現(xiàn)有的數(shù)據(jù)源規(guī)則為構建依據(jù)，實現(xiàn)營銷業(yè)務和生產(chǎn)管理兩系統(tǒng)間的接口，確保配電網(wǎng)業(yè)務數(shù)據(jù)具備準確性?？梢赃\用統(tǒng)一的設備編碼對營配系統(tǒng)進行管理，若生產(chǎn)管理系統(tǒng)中的電網(wǎng)設備信息不夠完善，需要進行及時的修改，并借助中間庫等技術，實現(xiàn)營配系統(tǒng)間信息的實時交互。也可以通過抽取的方式在數(shù)據(jù)中心中獲取信息，將提取到的生產(chǎn)系統(tǒng)基礎數(shù)據(jù)用到營銷業(yè)務系統(tǒng)當中，實現(xiàn)二者間的信息共享和資源融合。

4.2 營配數(shù)據(jù)治理

若想推動營配信息融合平臺的建立，需要對系統(tǒng)進行全范圍的治理，確保業(yè)務準確性，具體實現(xiàn)方法如下。創(chuàng)建數(shù)據(jù)治理信息系統(tǒng)，在進行現(xiàn)場數(shù)據(jù)普查時應用移動作業(yè)終端等應用手段，借助工作流完成任務分配和數(shù)據(jù)收集，并對該工作進行全時段監(jiān)控，確保采集到的檔案信息能夠實時同步至營銷、生產(chǎn)業(yè)務系統(tǒng)。

4.2.1 數(shù)據(jù)治理范圍

配電網(wǎng)資源數(shù)據(jù)和營銷信息數(shù)據(jù)是數(shù)據(jù)治理的主要對象，按照屬性治理范圍可劃分為兩大類，分別為設備信息和輔助信息，具體劃分如圖2所示。

圖2 數(shù)據(jù)治理范圍

4.2.2 數(shù)據(jù)治理流程

以數(shù)據(jù)比對規(guī)則為治理依據(jù)，對系統(tǒng)內(nèi)部的數(shù)據(jù)進行自動比對，通過比對篩選出一致數(shù)據(jù)和關系差異清單，調(diào)入數(shù)據(jù)后，系統(tǒng)會自動生成設備對照表，將存在差異的數(shù)據(jù)歸入普查計劃管理。在進行現(xiàn)場普查時，可以提前在移動終端設備上存入所需普查工單，在現(xiàn)場的實際操作中，移動終端設備能和系統(tǒng)完成實時互動，并將校驗后的數(shù)據(jù)傳送到數(shù)據(jù)治理系統(tǒng)。數(shù)據(jù)治理系統(tǒng)會對數(shù)據(jù)普查進行回填確認，并通過接口的方式為生產(chǎn)系統(tǒng)提供Web Service查詢服務，生產(chǎn)管理系統(tǒng)接受到查詢結果后，會直接進行整改，整改完畢后再借助接口方式回傳至數(shù)據(jù)整理系統(tǒng)，并記錄其修改整改標記。其具體流程如圖3所示。

圖3 數(shù)據(jù)治理流程

(1)營配數(shù)據(jù)對比。以現(xiàn)有的營配數(shù)據(jù)分析比對規(guī)則為判斷依據(jù)，數(shù)據(jù)治理系統(tǒng)會自動整理出屬性存在差異的數(shù)據(jù)清單，通過導出Excel的形式將數(shù)據(jù)清單展示出來，以供用戶核實校對，核實校對后再重新導入到系統(tǒng)之中。如果出現(xiàn)人工無法確認的清單，可將其收錄到設備普查計劃管理之中，針對已經(jīng)完成合適的清單系統(tǒng)會自動創(chuàng)建設備對照清單表與之相匹配。(2)普查計劃管理，依據(jù)普查計劃類別，設定普查計劃的內(nèi)容。比對配電網(wǎng)營銷數(shù)據(jù)數(shù)值和來源，得出差異明細，并進行專項數(shù)據(jù)普查工作。在普查內(nèi)容選擇完畢后，應進一步確定普查工作開展時間、負責普查工作的部門和預計完成時間等內(nèi)容，通過充足的準備確保普查工作可以順利開展和進行。在普查過程中，若出現(xiàn)工作量不合理的狀況時，應該及時地做出調(diào)整。將已經(jīng)得到確認的普查計劃向下分發(fā)，由責任部門和工作人員完成普查工作，并對其進行全程監(jiān)督，時刻掌握任務飽滿程度。(3)普查過程管理。普查

任務下載，工作人員在獲取相應的普查任務后，可將任務清單下載到移動終端設備上，方便使用。現(xiàn)場普查，工作人員攜帶移動設備終端到工作現(xiàn)場開展普查工作，需要注意的是，在進行拓撲關系調(diào)整時，必須嚴格按照數(shù)據(jù)治理信息系統(tǒng)創(chuàng)建的拓撲關系為參照進行互動校驗，工作人員可以在移動設備終端上掌握自身工作進度，有助于更有規(guī)劃性地完成普查工作。結果回傳，工作人員將普查得到的結果數(shù)據(jù)導入數(shù)據(jù)治理系統(tǒng)，系統(tǒng)將內(nèi)容和導入時間進行保存。結果分析，根據(jù)普查結果判斷是否需要整改，對不存在爭議的普查結果，可以直接生成信息匯總報告，對存在爭議的普查結果，則重新列入下一階段的普查計劃當中。

5 總結

構建配電網(wǎng)營配信息融合平臺，可以幫助各業(yè)務系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)信息進行實時交互，最終達到營配信息一體化的目的。消除現(xiàn)有的信息孤島現(xiàn)象，使系統(tǒng)應用完成智能化集成，創(chuàng)建更具統(tǒng)籌能力的配電網(wǎng)管理平臺。與此同時，加強了配電網(wǎng)搶修指揮機構的實際作用，提升專業(yè)化管理水平，從根本上加強供電可靠性，提升服務質(zhì)量，全面提升配電網(wǎng)綜合管理水平，為推動智能電網(wǎng)的建設貢獻力量。