電網規劃管理信息系統數據庫的研究與實現

杜 旭，申 剛，劉中勝，劉 瑋，徐英虎

（1.廣東電網公司，廣州510630；2.天津天大求實電力新技術股份有限公司，天津300384）

實際的城市電網規劃是一項非常復雜的系統工程，其復雜性突出體現在3 方面[1，2]：①城市電網規劃本身的技術復雜性；②城市電網規劃工作所涉及的數據量大、工作流程復雜、專業領域眾多、信息復雜且繁瑣；③城市電網規劃方案除了要滿足安全性與可靠性、運行及投資的經濟性以及電力供需平衡等方面要求外，還要與市政規劃等部門相協調，滿足城市整體發展的需要。在一些情況下，規劃甚至還要反映政治或社會意愿。

為解決因城市電網規劃所涉及的眾多困難，需通過建設電網規劃專業的信息化支撐系統，利用計算機輔助完成電網規劃分析、管理和項目監控等，以提高電網規劃的工作效率和管理水平。

電網公司一貫重視通過信息化手段提高規劃工作的科學性和有效性。近幾年來，隨著信息化建設的深入，一些主要的生產信息系統已逐步投入運行。但是這些系統中與規劃相關的數據存儲分散，需進行大量人工處理方可提取。這一方面導致規劃人員與公司領導無法及時掌握電網真實的技術指標，無法定量了解電網存在問題的嚴重程度與所在位置；另一方面，各系統中的大量數據得不到充分利用，造成了很大的資源浪費。如何解決電網規劃數據共享和管理流程上的上述突出問題、加強電網規劃管理、提高電網建設決策水平、充分利用現有數據和整合現有資源，就成為制約電網規劃工作科學性和高效性的主要問題。

本文結合電網公司各信息化系統的數據現狀，基于規劃管理信息系統的建設要求和預期目標，提出了建設規劃基礎數據庫組織結構的設計思路，以及各類規劃相關數據在規劃管理信息系統中的流轉過程，從數據層面上確保了電網規劃工作科學性和高效性。

1 電網規劃管理信息系統簡介

系統實現了包括規劃任務管理、基礎資料管理、規劃檔案管理、專題研究管理、前期項目管理、電廠及大用戶管理在內的電網規劃業務管理功能。系統從整體設計到具體規劃業務流程，充分考慮了電網公司的業務特點，采用先進的計算機技術和科學合理的管理手段，為省級電網公司提供了一個電網規劃管理的平臺，促進了電網信息化建設的進程，以本系統為紐帶將在全省范圍內形成統一的一體化規劃管理平臺，綜合管理全省各市的電網規劃工作。

根據系統的功能需求，結合實際工作情況，將電網規劃管理信息系統分為三大部分，即電網規劃業務管理系統、規劃輔助決策系統，以及基礎數據接口與數據庫。系統的功能組成如圖1 所示。

圖1 中，電網規劃管理信息系統的主要功能包括規劃業務管理和規劃輔助決策兩大功能。

規劃業務管理模塊涉及到省公司或地市級供電局的大部分規劃業務，并將部分業務抽象為工作流，實現各種規劃業務的流程管理。具體包括基礎資料管理、規劃業務管理、規劃成果檔案、專題研究管理、前期項目管理、電廠及大用戶管理、規劃指標管理、系統配置和權限管理等8 個模塊。

規劃輔助決策模塊提供規劃分析和規劃項目管理過程中必需的一些輔助決策分析模塊，具體包括負荷預測、電力電量平衡等功能[3，4]。

2 規劃基礎數據庫設計

圖1 規劃管理信息系統系統功能結構Fig.1 Framework of planning management information system

規劃基礎數據包括四部分，分別是社會經濟類數據、歷史電力需求類數據、電源類數據和電網設備類數據[5，6]。結合電網公司信息化工作的實際開展情況，這些數據大部分需要從其他相關的基礎信息系統中獲取，如與電網規劃數據相關的生產系統、營銷系統、地理信息系統GIS（geographic information system）等。圖2 給出了各類規劃基礎數據的來源示意。在系統研發時，是通過開發基礎數據管理模塊與其它相關系統的數據接口實現數據的自動采集。

圖2 基礎數據來源示意Fig.2 Schematic diagram of planning foundation data sources

對于上述規劃基礎數據，需要將不同時期的數據較好的組織起來。針對某個地區，例如廣州，其數據組織結構如表1 所示。

1）社會經濟類數據：按年份、地區（部分表地區可細化到區縣）組織數據，以數據表的形式保存。

表1 電網規劃基礎數據組織結構Tab.1 Core data organization structure of grid planning

2）電力需求類數據：按年份、地區（部分表地區可細化到區縣）組織數據，以數據表的形式保存。

3）電網設備數據：作為一個數據包組織數據，默認為現狀年數據，歷史年有備份可查，其中包含電源類設備數據。

4）規劃電網數據：分年份、地區，按包的形式存儲數據。每個地區每個規劃年份的電網數據都存儲為一個數據包，其中包含規劃的電源類設備數據。

5）工程項目數據：以數據表形式保存。

6）財務類數據：以數據表形式保存。

7）邊界及參數類數據：按年份、地區組織數據，以數據表的形式保存。

3 規劃數據流

電網規劃信息系統包括規劃輔助決策系統和規劃管理信息系統。因此，它的數據流轉貫穿于這兩個模塊始末。電網規劃數據種類繁多，規模較大，從整體數據流轉過程，分為四個階段。

階段1 從數據庫服務器獲取原始數據。在數據庫中擁有現狀電網規模、運行狀況等信息數據的前提下，由規劃輔助決策系統從數據庫服務器中獲取電網規劃的原始數據，這些未經過任何處理的數據稱之為“生數據”。

階段2 進入電網規劃輔助決策系統，將所獲取的數據經過子系統各階段業務的處理，產生各類業務的成果數據，可以將其以Excel 格式分別導出，也可以將其以CNP 包格式打包導出。

階段3 進入規劃管理信息系統，對電網規劃輔助決策系統及其他規劃相關的數據進行管理。包括導入規劃輔助決策系統的結果數據、其他規劃相關的各類數據，也包括導入數據庫服務器中所需的數據，該系統中還包括有系統本身的用戶數據等信息。在這里，各級用戶將根據權限對系統中的數據進行訪問管理。

階段4 向數據庫服務器備份數據?？梢酝ㄟ^規劃管理信息系統將規劃成果各類數據導入到數據庫服務器中，進行備份。包括規劃輔助決策系統和規劃管理信息系統中產生的所有數據范圍。

同時，基于電網規劃管理工作的實際需要，在規劃基礎數據庫設計時，還實現了分地區、分類型數據存貯和管理的模式。省公司用戶可以對全省數據進行各類維護操作，各地市供電局用戶只能對本單位的數據進行維護操作。在界面上以樹形結構顯示各個地區，實現導航式過濾功能，并對數據進行歸類，從而實現省公司、地市供電局對規劃基礎數據的分級、分類管理和維護。

規劃數據的整體流轉示意如圖3 所示。

4 規劃數據的應用

經過規劃管理信息系統基礎數據庫的分層匯總和整理，規劃基礎數據就可以提供給包括省公司本部發展策劃部和地市級計劃部的相關人員進行應用。

規劃基礎數據的應用有兩個方面：

（1）對部分規劃基礎數據進行深度挖掘和處理，從中提取指標以供各級領導分析決策；

（2）將處理后的數據提供給各相關的規劃業務人員，由業務人員通過客戶端掛接的規劃輔助決策系統對電網進行分析、評估和規劃。

其中，由客戶端應用規劃基礎數據的流程如下：

1）選擇需要打開的規劃數據包；

2）從服務器下載該數據包到本地；

3）數據分析處理；

4）結果更新或保存至服務器，同時清空本地臨時文件。

在這個過程中所有的數據文件均經過加密控制，數據包的下載和使用進行控制和監視，同時軟件功能的使用也進行加密控制。

在客戶端的規劃輔助決策系統中，還支持根據業務數據的特點，多個客戶端完成的規劃成果若需要合并為一個匯總的規劃成果，例如規劃電網圖，其合并實現的過程是在服務器端完成，合并完成后再由輔助決策客戶端打開瀏覽。整體流程如圖4 所示。

圖4 規劃數據合并流程Fig.4 Flow chart of planning data combination

5 系統在廣東電網公司的實際應用

廣東電網規劃管理信息系統自2009年10月啟動，歷經一年的建設期，于2010年10 正式上線運行，目前已經成為包括省公司本部機關和21 個地市級電力公司在內的22 家應用單位開展規劃工作的日常性工作平臺。

系統上線運行后大大提升了電網規劃工作的基礎數據收集效率，具體體現在如下幾個方面：①積累了以往基礎數據和規劃成果，最大程度減少了重復收集數據的可能；②通過數據接口應用其他信息系統已有數據，降低了人工勞動強度，提高了工作效率；③權威統一的基礎數據發布，避免了由于多次數據收集口徑不一致造成的工作困難。

6 結語

本文結合電網公司各信息化系統的數據現狀，基于規劃管理信息系統的建設要求和預期目標，提出了建設規劃基礎數據庫組織結構的設計思路，以及各類規劃相關數據在規劃管理信息系統中的流轉過程，為規劃管理信息系統的成功研發奠定了基礎。通過基礎數據庫和數據流的應用，大大降低規劃中數據收集的工作量，有效保證了相關數據的正確性和時效性，為提高電網規劃管理工作的信息化水平做出了貢獻。

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