電網規劃基礎數據管理分析

仇衛東，馮建雷，黃平

(國網北京經濟技術研究院，北京市，100052)

0 引言

我國電力系統信息化起步于20世紀60年代，最初主要用于電力系統的計算及發電廠和變電站的自動監測、監控等方面。20世紀80年代中期至20世紀末，信息技術開始進入電力系統的各個應用領域，并進一步由控制層、操作層、管理層向決策層延伸，各級電力企業紛紛建立各種各樣的信息系統［1］。2005年開始，5大發電集團和2大電網公司陸續規劃推進本集團范圍內的信息化整合工作，我國的電力行業信息化也因此迅速發展起來。

目前，在電網生產運行領域已經有成熟的應用系統，如能量管理系統(energy management system，EMS)、配電網管理系統(distribution management system，DMS)等，均可實現本領域內數據管理功能，滿足日常工作需要。電網規劃和電網運行管理的不同之處在于電網規劃的目標是對未來電網狀態的預測，而非現實已經發生的狀態［2-10］。這個從無到有的過程意味著數據結構并不能只設計唯一的標準形式，而應在系統應用過程中隨著條件的變化進行靈活調整。

1 國網公司規劃數據管理現狀

1.1 總部規劃數據管理現狀

目前，國家電網公司總部正在建設規劃設計管理信息平臺。信息平臺貫穿電網項目從規劃產生、完成前期申報、進入儲備隊列、下達投資計劃至下達開工計劃后進入統計系統的全過程。

根據大規劃體系建設方案的要求，在國網經研院建設一體化電網規劃設計信息平臺，橫向連接電力供需研究實驗室和風電信息統計分析平臺(國網能源院)、國家電網仿真中心(中國電科院)，匯總能源、供需及運行信息。

此外，在總部和直屬單位還建有多個相關實驗室，如電網工程技術經濟研究實驗室和公司工程設計評審平臺等。

1.2 網省公司規劃數據管理現狀

國網公司下屬有15家網省公司已建或正在建設規劃設計信息化系統。其中完全實現運行占20%;處于試運行階段占13.3%;處于開發階段占16.7%。公司系統中有15家網省公司尚未建立任何規劃設計信息平臺，占總數的一半。表1為網省公司信息平臺建設情況。

1.3 存在問題

電網規劃數據規模隨電網規模逐年擴大，電網規劃數據的管理、維護與擴充也越來越困難。主要存在以下問題:

(1)數據一致性問題突出。數據信息分散，數據維護工作量大;網架數據的合并，目前是人為手工進行，易產生誤差。

(2)數據管理流程尚未明確建立。相應機構職能缺失，數據有效性難以保障。

(3)數據的標準、模型不統一。統計版本不一，且相關的數據模型標準和應用接口標準尚未建立，難以滿足“大規劃”體系建設的要求。

(4)規劃設計領域的相關系統繁多，結構功能各異，亟需統一集成，形成一體化平臺。

(5)配網規劃業務還存在規劃人員匱乏、規劃水平低、規劃信息化和智能化程度低等問題。

表1 網省公司電網規劃信息平臺建設情況Tab.1 Situation of power grid planning platforms

2 電網規劃工作數據需求分析

電網規劃工作涉及能源資源、電源裝機、負荷需求、網架結構等方面的大量數據，以及長期以來積累的規劃成果，是公司發展的核心數據，安全性和保密性要求高。目前大量電網現狀及規劃數據由系統外單位掌握，系統內設計單位也缺乏統一的數據管理，公司發展存在安全隱患。

2.1 電網規劃基礎數據

電網規劃工作中所需基礎數據可分為空間數據、電網運行數據、規劃方案數據等。

(1)空間數據包括構成地理、地貌必須的要素，以及各類站點及設備地理坐標等。空間數據是系統的基礎，其余各類數據必須直接或間接與空間數據關聯。

(2)電網數據中包含了電網設備、電網拓撲關系和計算數據。

(3)運行數據主要是指負荷和電量數據，最大負荷、年負荷曲線、日負荷曲線、全社會用電量都具備空間屬性。

(4)工程數據包括規劃項目儲備數據庫，從電網規劃到投資計劃的全過程數據。工程數據通過運維單位與空間數據相關聯。

(5)財務數據指投資分析、輸電價計算、上網電價計算等經濟性分析所涉及的基礎參數數據。其中的各種工程造價、上網電價等電價信息需要與空間數據關聯。

(6)基礎主題數據包含規劃設計中需要參考的各種數據，包括:資源數據;國民經濟數據、氣象數據;各種專題圖數據，如污區、冰區、鳥害區、土地規劃等。

(7)統計主題數據主要是指根據業務需要，統計電網網架數據、電網運行數據、根據工程數據和財務數據統計處經濟性分析的數據。

(8)規劃方案數據包含2類:規劃方案屬性，規劃邊界條件和規劃成果數據。規劃邊界條件和規劃成果則包含電網網架、電氣計算、工程等各項數據。規劃方案數據通過邊界條件定義空間屬性。

各數據間調用關系如圖1所示。

圖1 數據調用關系Fig.1 Data logic

2.2 電網規劃數據來源及采用規則

在實際工作中，電網規劃基礎數據的采用規則(優先級順序)為國家權威部門發布的數據=國網公司發布的數據＞國家相關部門發布的數據＞國網公司直屬單位數據＞網省公司數據。同時，因為電網規劃工作涉及歷史數據和預測數據，所以具體各類數據采用規則時，應綜合考慮。例如基礎主體數據中的國民經濟、氣象等數據，其歷史數據的采用規則(優先級順序)為國家統計局數據＞中電聯數據＞電力供需研究實驗室數據＞網省數據;而預測數的采用規則(優先級順序)為國家或地方政府、專業機構數據＞網省公司數據＞電力供需研究實驗室數據。

3 改進措施

針對電網規劃數據管理現狀及存在問題，可以從技術層面和管理層面著手改進。技術層面上主要是針對規劃數據特點，優化數據結構;管理層面上主要制定標準、流程等，明確數據責任，規范電網規劃數據管理。

以全社會用電量數據為例，可分為現狀數據和預測數據，其中預測數據中包括高方案、中方案以及低方案3種，同時針對不同的規劃任務存在不同預測數據版本。考慮數據特點，設計數據格式如表2所示。

表2 全社會用電量數據Tab.2 Table of electricity consumption

表2中，區域類型(AREA_TYPE)分為全國、國網公司經營區域、區域公司、省公司等;數據來源(DFROM)可選國網公司、中電聯、電力供需研究實驗室等;數據時態(DATA_TYPE)可分為實際值和預測值，其中預測值又分為高方案、中方案、低方案;相關任務(RPT_ID)為依據該數據所制定的規劃任務。

以上數據結構可實現對多數據源、不同統計口徑和不同規劃任務所需全社會用電量數據的統一管理。提高電網規劃工作效率，確保信息安全。

4 結語

公司一體化電網規劃設計信息平臺目前已開始建設，其中基礎數據庫部分涵蓋了電網規劃工作所需的大部分數據，在此基礎上可進一步研究實現規劃基礎信息資源共享和交換，規范數據信息渠道，建立數據交換與更新機制。建議可從以下幾個方面繼續開展研究:

(1)進一步加強電網規劃數據研究。結合規劃文件，全面梳理規劃工作流程中涉及數據，明確各環節所需數據明細。

(2)全面推進數據標準制定。在已有數據庫系統的基礎上，深入挖掘基礎數據內部邏輯，制定數據標準。

(3)進一步建立并完善數據接口規范。梳理電網規劃工作與其他工程時態的銜接過程，建立數據交換與更新機制。

(4)制定數據管理規范。實現數據的集中控制、處理及更新。

(5)全面推進系統內各規劃業務平臺整合。

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