調(diào)度日報自動生成設計與實踐

金現(xiàn)孔

（廣東電網(wǎng)有限責任公司珠海供電局，廣東珠海 519000）

0 引言

近些年以來，伴隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，廣東電網(wǎng)規(guī)模也飛速增長，電網(wǎng)運行也日趨復雜，而調(diào)度員肩負著電力系統(tǒng)運行監(jiān)視、指揮與控制等重要職責和使命，日常工作任務也日益繁重，且對全局意識要求也越來越高。如何有效地掌控全局，合理地管控日常工作，避免工作遺漏，提高工作效率也成為當前電力調(diào)度管理面臨的重要問題。基于此現(xiàn)狀，提升調(diào)度精益化管理水平，減輕調(diào)度員工作負擔、提高工作效率已成為電力調(diào)控中心信息化建設工作的重點[1]。

依托調(diào)度智能指揮控制系統(tǒng)（DCCS）及調(diào)度運行管理系統(tǒng)（OMS）的運行支持，基本實現(xiàn)了調(diào)度工作信息化管理的全面覆蓋，從而使得調(diào)度員的工作變得更加便捷和高效。信息化系統(tǒng)建設的主要目的之一是支持電網(wǎng)日常運行信息的全面記錄，對于電網(wǎng)重大變化、事故處理及電網(wǎng)異常情況等事件，調(diào)度員值班時均應做好記錄，進而可以根據(jù)記錄對日常工作進行全方位的自動統(tǒng)計分析，為調(diào)度工作管控及工作計劃安排提供支持[2]。

而調(diào)度日報是調(diào)度每日對電網(wǎng)運行重要工作的總結(jié)和計劃，主要包含電網(wǎng)運行方式、新設備啟動、設備檢修和故障處理等調(diào)度重點工作內(nèi)容。傳統(tǒng)的方法是由人工每日核對匯總，分別從DCCS、OMS 系統(tǒng)不同的模塊查詢所需數(shù)據(jù)，然后再將查詢到的數(shù)據(jù)手動錄入標準格式報表文件中，數(shù)據(jù)來源復雜多變，采用人工錄入報表的方式存在流程復雜、定位困難、耗時耗力等問題，且在手動填報的過程中不可避免存在漏報、錯報等安全風險，同時也不具備實效性[3]。如今基于DCCS和OMS系統(tǒng)的電網(wǎng)運行數(shù)據(jù)，可以實現(xiàn)由人工模式轉(zhuǎn)為系統(tǒng)自動匯總統(tǒng)計，從而大幅減少調(diào)度員人工統(tǒng)計核實的工作量，并且具備準確性高、實時更新、快速查詢、歷史記錄存檔等特點。

綜合各方面，調(diào)度日報自動生成的設計實現(xiàn)不僅能滿足調(diào)度員日常重點工作的自動總結(jié)及管控，同時也能輔助調(diào)度員完成工作匯報任務，極大提升調(diào)度工作精益化管理水平。

1 需求設計

調(diào)度每日重點關(guān)注的電網(wǎng)運行方式、故障處理、設備啟動、設備檢修等事關(guān)電網(wǎng)安全運行的重要工作事項，分別記錄于DCCS 系統(tǒng)調(diào)度日志各種類型日志當中以及OMS 系統(tǒng)綜合停電管理模塊各類檢修業(yè)務流程之中，要基于這些模塊業(yè)務數(shù)據(jù)實現(xiàn)集中自動統(tǒng)計分析形成報表，就必須要解決數(shù)據(jù)來源多樣、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)復雜多變等問題，同時還需要保證系統(tǒng)功能能高效、穩(wěn)定運行。由此作為需求設計出發(fā)點，本模塊功能設計充分利用大數(shù)據(jù)技術(shù)應用思路，通過建立基礎(chǔ)數(shù)據(jù)倉庫、構(gòu)建數(shù)據(jù)采集服務、數(shù)據(jù)分析處理服務等方法[4]，實現(xiàn)從不同系統(tǒng)不同模塊采集基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，經(jīng)過自動分析服務處理成調(diào)度日報格式數(shù)據(jù)，再以集中展現(xiàn)的方式形成調(diào)度日報表，高效快捷。

本模塊主體內(nèi)容包含主網(wǎng)方式運行情況、主網(wǎng)故障異常情況、新設備啟動情況、主網(wǎng)當日檢修完成情況、主網(wǎng)次日檢修安排情況等5 大類。其中，主網(wǎng)運行方式情況按照設備電壓等級細分為500 kV、220 kV 和110 kV設備運行方式，主網(wǎng)檢修完成情況和主網(wǎng)次日檢修安排情況兩大類則根據(jù)OMS 系統(tǒng)檢修業(yè)務流程單類別，將其細分為中調(diào)運行方式變更單、地調(diào)運行方式變更單、中調(diào)檢修任務單、地調(diào)檢修任務單4 小類，最終形成的報表對所有重點關(guān)注工作內(nèi)容展示得清晰簡潔，一目了然，極大地方便了調(diào)度日常工作總結(jié)及管控。

2 系統(tǒng)架構(gòu)

調(diào)度日報模塊是在調(diào)度運行管理系統(tǒng)開發(fā)的獨立功能模塊，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)來源于DCCS 系統(tǒng)調(diào)度日志中各模塊記錄的數(shù)據(jù)及OMS 系統(tǒng)中檢修相關(guān)業(yè)務流程數(shù)據(jù)。如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)架構(gòu)

軟件功能架構(gòu)充分利用大數(shù)據(jù)技術(shù)應用建設思路，采取分布式架構(gòu)，總體架構(gòu)分為數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)計算、數(shù)據(jù)分析、任務調(diào)度等多個形式服務[5]。該架構(gòu)不僅能解決從大數(shù)據(jù)環(huán)境下的數(shù)據(jù)采集、存儲、分析、應用等過程中產(chǎn)生的諸如身份驗證、授權(quán)過程和輸入驗證等大量安全問題。由于在數(shù)據(jù)分析、挖掘過程中涉及企業(yè)各業(yè)務的核心數(shù)據(jù)，防止數(shù)據(jù)泄露，控制訪問權(quán)限等安全措施在大數(shù)據(jù)應用中尤為關(guān)鍵。同時也具備數(shù)據(jù)管理功能，提供日志管理服務，能實時監(jiān)測大數(shù)據(jù)處理全過程中的整體運行狀態(tài)、資源使用情況和接口調(diào)用情況等性能指標并對關(guān)鍵系統(tǒng)險情進行告警，支持大數(shù)據(jù)組件安裝、配置和狀態(tài)管理，可快速擴展應用功能和能力，可實時性監(jiān)控和調(diào)度任務計劃[6]。

（1）數(shù)據(jù)采集：對數(shù)據(jù)源中的結(jié)構(gòu)化、非結(jié)構(gòu)化、半結(jié)構(gòu)化等海量豐富多樣的數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)抽取、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)加載整合，并通過分布式消息隊列或直接存儲的方式，將數(shù)據(jù)存儲到實時內(nèi)存數(shù)據(jù)庫、關(guān)系型數(shù)據(jù)庫、非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫、分布式文件系統(tǒng)中[7]。

（2）數(shù)據(jù)存儲：負責進行大數(shù)據(jù)的存儲，針對全數(shù)據(jù)類型和多樣計算需求，以海量規(guī)模存儲、快速查詢讀取為特征，存儲來自不同系統(tǒng)數(shù)據(jù)源的各類基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，支撐數(shù)據(jù)處理層的高級應用。通常情況下，非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)存儲在分布式文件系統(tǒng)中，半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)采用列式數(shù)據(jù)庫或鍵值數(shù)據(jù)庫，結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)采用行式存儲數(shù)據(jù)庫存儲，實時性高、計算性能要求高的數(shù)據(jù)存儲在內(nèi)存數(shù)據(jù)庫或?qū)崟r數(shù)據(jù)庫[8]。

（3）數(shù)據(jù)計算：對多樣化的大數(shù)據(jù)提供實時、離線等計算框架，允許對分布式存儲的數(shù)據(jù)文件或內(nèi)存數(shù)據(jù)進行查詢和計算。通過流計算技術(shù)提供實時分析處理的計算能力，實現(xiàn)實時決策、預警等。通過離線計算提供落地數(shù)據(jù)的計算能力，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的批量處理[9]。

（4）數(shù)據(jù)分析：對多樣化的大數(shù)據(jù)進行加工、處理、分析、挖掘，產(chǎn)生新的業(yè)務價值，發(fā)現(xiàn)業(yè)務發(fā)展方向，提供業(yè)務決策依據(jù)[10]。

（5）任務調(diào)度：根據(jù)業(yè)務的不同數(shù)據(jù)場景產(chǎn)生的數(shù)據(jù)價值存在較大的差異，在電網(wǎng)的業(yè)務源較多的情況下，對任務的處理時間和速度也有一定的要求，對于重要的數(shù)據(jù)源的處理，定義滿足該場景下的數(shù)據(jù)抽取任務，并設置任務調(diào)度分配優(yōu)先級較為重要。一方面確保了重要業(yè)務源數(shù)據(jù)的及時性，保證業(yè)務的低延遲；另一方面，合理的分配任務調(diào)度的觸發(fā)時間和處理的任務，可以有效的減少任務阻塞并提高任務的數(shù)據(jù)處理效率。

（6）日志管理：提供任務調(diào)度執(zhí)行過程中任務的執(zhí)行情況，是否執(zhí)行成功以及任務執(zhí)行詳情。通過在任務調(diào)度過程中的任務執(zhí)行情況的日志采集，保障了任務調(diào)度執(zhí)行的完整性和可靠性。

通過以上服務功能，避免了因為數(shù)據(jù)源不同，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)復雜而產(chǎn)生的模塊功能運行效率低下、數(shù)據(jù)處理冗余刻板等一系列問題。通過配置定時任務，利用數(shù)據(jù)采集服務從DCCS 和OMS系統(tǒng)采集基礎(chǔ)數(shù)據(jù)并作統(tǒng)一存儲，再經(jīng)過統(tǒng)一數(shù)據(jù)計算、數(shù)據(jù)分析等服務將基礎(chǔ)數(shù)據(jù)處理成符合調(diào)度日報格式要求的數(shù)據(jù)，最終在前端統(tǒng)計頁面通過直接讀取調(diào)度日報格式數(shù)據(jù)查詢展示，整個過程安全、穩(wěn)定、高效且靈活，日報使用也更加流暢[11]。

3 功能實現(xiàn)

在當前系統(tǒng)運行功能中，調(diào)度日報需要統(tǒng)計的主網(wǎng)運行方式、主網(wǎng)故障異常情況及新設備啟動3 塊內(nèi)容由當值調(diào)度員在DCCS 調(diào)度日志模塊各類型日志中記錄，而設備檢修情況則在OMS 綜合停電管理模塊中有相應的檢修流程單記錄。由此從DCCS 調(diào)度日志、OMS 檢修單流程等業(yè)務功能模塊入手，獲取相關(guān)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，再按調(diào)度日報統(tǒng)計規(guī)則分析處理成需要的數(shù)據(jù)，自動生成調(diào)度日報表，并且日報數(shù)據(jù)可隨著DCCS 和OMS 業(yè)務數(shù)據(jù)的變化而實時更新，從而使得日報數(shù)據(jù)更加準確，更加具備時效性[12-13]。如圖2所示。

圖2 功能實現(xiàn)

（1）主網(wǎng)方式運行情況

獲取DCCS 調(diào)度日志中所有未完結(jié)的“線路”、“廠站”類型日志記錄，分析提取內(nèi)容包括：110 kV 及以上線路、主變、母線、開關(guān)、備自投、方式調(diào)整的相關(guān)記事。調(diào)度日報頁面按500 kV、220 kV 和110 kV 等電壓等級設備分類展示記錄的事由內(nèi)容。

（2）主網(wǎng)故障異常情況

獲取DCCS 調(diào)度日志中當天記錄的“交流線路跳閘”、“變電設備跳閘”、“設備缺陷”、“其他異?！?、“異常信號處理”等類型日志內(nèi)容。調(diào)度日報頁面按記錄時間排序，分類展示記錄的事由內(nèi)容。

（3）新設備啟動

獲取DCCS 調(diào)度日志中當天記錄的“設備啟動”類型日志內(nèi)容，報表頁面按條數(shù)展示記錄的事由內(nèi)容。

（4）主網(wǎng)當日檢修完成情況

包含地調(diào)本地調(diào)管設備及地調(diào)上報中調(diào)調(diào)管設備兩類設備檢修完成情況：①分別獲取OMS 中調(diào)和地調(diào)檢修任務單流程當日歸檔數(shù)據(jù)；②分別獲取OMS 中調(diào)和地調(diào)運行方式變更單流程當日歸檔數(shù)據(jù)。

報表頁面按中調(diào)運行方式變更單、地調(diào)運行方式變更單、中調(diào)檢修任務單、地調(diào)檢修任務單分類展示，主要展示信息包含停電開始時間、復電結(jié)束時間、停電檢修設備、檢修內(nèi)容等。

（5）主網(wǎng)次日檢修安排情況

包含地調(diào)本地調(diào)管設備及地調(diào)上報中調(diào)調(diào)管設備兩類設備檢修安排情況：①分別獲取OMS 中調(diào)和地調(diào)檢修任務單流程調(diào)度執(zhí)行中“待簽收”、“待開工”、“正在檢修中”狀態(tài)，且“批準工作開始時間”、“批準工作結(jié)束時間”跨度包含次日的數(shù)據(jù)；②分別獲取OMS 中調(diào)和地調(diào)運行方式變更單流程調(diào)度執(zhí)行中“待簽收”、“待開工”、“正在檢修中”狀態(tài)，且“變更開始時間”、“變更結(jié)束時間”跨度包含次日的數(shù)據(jù)。

報表頁面按中調(diào)運行方式變更單、地調(diào)運行方式變更單、中調(diào)檢修任務單、地調(diào)檢修任務單分類展示。方式變更單主要展示信息為變更開始時間、變更結(jié)束時間、停電檢修設備、檢修內(nèi)容，檢修任務單主要展示信息為批準工作開始時間、批準工作結(jié)束時間停電檢修設備、檢修內(nèi)容。

4 數(shù)據(jù)管理

模塊功能實現(xiàn)上對數(shù)據(jù)管理多采用配置手段，各項服務單獨維護，解耦合，靈活多變，方便擴展及維護。

4.1 數(shù)據(jù)采集

配置系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，將不同系統(tǒng)數(shù)據(jù)來源的數(shù)據(jù)庫統(tǒng)一配置，如圖3所示。

圖3 數(shù)據(jù)庫配置

數(shù)據(jù)抽取管理頁面通過配置抽取數(shù)據(jù)庫表名、自定義sql 語句等信息，實現(xiàn)數(shù)據(jù)抽取邏輯。同時具備手動“增量抽取”、“全量抽取”數(shù)據(jù)等功能，便于隨時查漏補缺，更新數(shù)據(jù)，如圖4所示。

圖4 數(shù)據(jù)抽取服務

任務調(diào)度則通過配置數(shù)據(jù)抽取服務執(zhí)行規(guī)則，定義任務執(zhí)行時機，實現(xiàn)數(shù)據(jù)抽取任務，如圖5所示。

圖5 任務調(diào)度

此設計將各項服務之間解耦，分別管理維護，當數(shù)據(jù)來源或者抽取規(guī)則發(fā)生變化時，只需重新配置或修改服務內(nèi)容即可，極方便于統(tǒng)計功能的維護及擴展。

4.2 數(shù)據(jù)分析

對抽取到的數(shù)據(jù)重新定義加工，轉(zhuǎn)換為符合統(tǒng)計規(guī)則的數(shù)據(jù)?？苫诨A(chǔ)數(shù)據(jù)通過運算公式、邏輯運算等構(gòu)建新數(shù)據(jù)模型。提供標準數(shù)據(jù)管理服務，解決統(tǒng)計口徑不一致、重復開發(fā)、管理分散、數(shù)據(jù)規(guī)范混亂等問題，如圖6所示。

圖6 數(shù)據(jù)分析服務

同樣運用可配置手段在前端進行維護管理，通過配置指標名、聚合類型、聚合字段、數(shù)據(jù)類型等，計算處理基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，將其轉(zhuǎn)化為需要數(shù)據(jù)。

5 結(jié)束語

本文利用當下流行的大數(shù)據(jù)技術(shù)應用思路，采取通配置易維護等建設思想實現(xiàn)對不同系統(tǒng)不同數(shù)據(jù)源的電網(wǎng)運行數(shù)據(jù)的自動采集、自動分析處理等，最終實現(xiàn)了調(diào)度日報的自動生成，整個軟件功能架構(gòu)解耦合，安全穩(wěn)定、高效快捷、易于維護，日報運行也更加流暢。模塊的建設將調(diào)度日報信息化，在線查看，實時更新，歷史日報自動存檔，為調(diào)度提供了更加方便快捷、準確有效的日報自動生成模式，讓調(diào)度員徹底擺脫了以往靠人工整理核實，耗時耗力的日報工作模式，極大地方便了調(diào)度每日重要工作匯報總結(jié)，減少調(diào)度員日報工作量，同時也對調(diào)度每日重要工作計劃安排和工作管控提供有效支撐，對提升調(diào)度精益化管理水平具有極為重要的意義。調(diào)度日報自動生成模塊已在珠海供電局調(diào)度與控制中心調(diào)度專業(yè)充分運用。