電網工程數字化移交工作的必要性和迫切性

吳志力，韓文軍

(國網北京經濟技術研究院，北京市100052)

0 引言

隨著國家電網公司信息化“SG186”工程建設的推進，各單位基本建設了各自的核心業務信息化系統，信息化建設對業務發展的支持作用已初步體現。信息化的發展一方面有效促進了行業效率的提高，另一方面隨著信息化工作的不斷深入，也暴露出信息孤島、數據現勢性等問題。

電網工程建設的整個過程中經歷的階段較多，參與的單位也較多，從規劃設計到施工建造再到運行維護，每個階段和每個單位或多或少都會有自己的數字化成果，但是在實體成果向下一階段移交時，數字化成果往往并不進行移交或者僅僅移交少量數據。另外，即使數字化成果向下一階段移交，由于不同階段關注的信息不同，使用的信息系統、軟件和數據格式等不同，也可能出現重要信息缺失和數據無法使用的情況。造成這一問題的主要原因是，目前的信息化工作通常是針對某一階段的信息化，在信息化時只關注當前階段所需要的數據，對整體環節的信息流通考慮較少。因此，當我們從全局進行考慮和統籌時就顯現出了數據差異性大、數字化成果共享率低、信息貫通性弱等問題。

數字化移交工作從電網工程建設全過程入手，對全局進行統籌考慮。在電網工程建設初期就按統一標準對實體成果進行數字化，當電網工程實體向下一階段移交時數字化成果同步移交。每一個階段的工作除了作用在電網工程實體以外，也同時作用在數字化成果上，保證實體工程和數字化工程時刻保持一致。當工程建設完成后，實體工程和數字化工程同步向運行移交，這個數字化工程不僅能精確、完整地反映實體工程的現狀，還能在時間維度上進行回溯。

1 智能電網的基本要求

智能電網是將先進的傳感量測技術、信息通信技術、分析決策技術、自動控制技術和能源電力技術相結合，并與電網基礎設施高度集成而形成的新型現代化電網。2009年5月，國家電網公司在特高壓輸電國際會議上首次提出了建設“堅強智能電網”的戰略目標和發展思路。堅強智能電網是以特高壓電網為骨干網架、各級電網協調發展的堅強網架為基礎，以通信信息平臺為支撐，具有信息化、自動化、互動化特征，包含電力系統的發電、輸電、變電、配電、用電和調度各個環節，覆蓋所有電壓等級，實現“電力流、信息流、業務流”的高度一體化融合的現代電網［1-2］。圖1為堅強智能電網體系架構［3］。

圖1 堅強智能電網體系架構Fig.1 Architecture of strong smart grid

數字化電網是智能電網發展的一個重要基礎，而建設堅強智能電網對電網信息化提出了更高的要求。

堅強智能電網包含發電、輸電、變電、配電、用電、調度等各個環節，各個環節均有自己的信息化成果，這些環節要緊密銜接、相互協同才能充分發揮智能電網的整體功能和優勢，數字化移交工作是實現各環節流暢銜接、平穩過渡的一個通道。實現數字化移交能夠將電網工程從規劃設計、施工建造到運行維護各個階段的信息匯總起來，實現歷史回溯，為電網故障診斷和恢復提供數據資料。同時，智能電網具有強大的預警和預防控制能力，而預警和預防控制是建立在模型推演和分析的基礎上的，數字化移交工作能夠為模型的建立、推演、分析、實踐提供數據保障。

2 電網工程數字化移交工作的基本內容

數字化移交工作以數據流和信息流為主線，以統一的標準和規范為保障，為電網工程建設和管理的全過程提供唯一、權威的數據源，以數字化的方式貫穿電網工程的全生命周期，如圖2所示。

數字化移交工作貫穿電網工程規劃、設計、施工和運行等各個階段，移交過程中主要涉及到3個階段:數據采集、數據整理和數據移交。

圖2 數字化移交示意圖Fig.2 Schematic diagram of digital transfer

(1)數據采集:根據工程進度，對規劃、設計、施工和竣工交付等各個階段的工程信息和相關地理信息進行采集，包括規劃成果、設計成果、技術說明書、施工過程數據、地理空間數據、三維建模成果等。數據采集在電網工程建設的過程中同步進行，實時形成階段性數字化成果。

(2)數據整理:對采集到的數據進行校驗、歸納、提取、關聯建立和整合，這一過程對不同來源的數據進行處理，去除不正確和不準確的數據，消除數據冗余，確保數據的準確性和完備性并使其符合標準化規范。同時，從數據利用的角度出發，提取出使用頻率較高的數據進行結構化組織，為后續提高數據利用效率打下基礎。

(3)數據移交:將采集和整理好的數據進行移交，移交的對象可以分為兩大類:使用單位和管理單位。1)使用單位是數字化移交成果的直接使用者，在不同階段有不同的使用者。如在施工階段，數字化移交成果為設計階段產生的成果，使用者為工程建設單位，因此需將數字化成果移交給建設單位;而在運行階段，數字化移交成果為施工階段產生的成果(包括施工過程中的數字化施工過程信息和三維建模成果等)，使用者為工程運維單位，因此需將之前的數字化成果移交給運維單位。2)管理單位是數字化移交成果的管理者，它不針對某一具體階段，而是一個獨立的數據管理組織，對數字化成果進行整體管理和維護。

從數字化移交的過程可以看出，數字化移交工作的內容除了進行具體的數據采集、整理和移交以外，還應做到規范先行，即制定規范化的移交流程、標準化的移交內容和統一的數據規約，確保移交過程有標準可依［4-5］。

3 數字化移交工作的必要性和迫切性

3.1 開展數字化移交工作的必要性

數字化移交工作是電網信息化的一個重要組成部分，充分認識數字化移交工作的必要性和迫切性，積極推進數字化移交工作，規范移交流程、制定移交標準，對提高電網工程建設和管理效率，更好地服務于堅強智能電網建設具有重要的意義［6-8］。

(1)數字化移交工作是為堅強智能電網建設提供電網基礎數據支撐的重要保障［9-10］。

堅強智能電網包含了發電、輸電、變電、配電、用電和調度各個環節，電網覆蓋地域廣、參與單位眾多，各單位之間的數據交換是一項龐大的工作，同時，堅強智能電網的信息化、自動化、互動化特征需要準確全面的電網數據作為支撐。開展數字化移交工作，以統一的規范和標準對電網工程數據進行采集整理，并在參與電網建設運行過程的各個單位之間進行移交互通，能夠為堅強智能電網建設提供重要數據保障。

(2)數字化移交工作貫穿電網工程全壽命周期，是提高電網精益化管理水平，服務電網建設各個階段的基本措施。

電網工程從規劃設計開始到最終運行，數字化移交工作貫穿了工程整個生命周期，數字化成果不斷向下一個階段移交的機制能夠實現信息的“一次輸入，多次使用”。此外，數字化成果不僅能從上游階段移交到下游階段，還可以由下游階段再反饋到上游階段，實現歷史資料回溯，形成一個可以在時間軸上移動的準確、完備的數據集合，為電網精益化管理提供權威、連續、完整、詳盡且唯一的數據基礎，能夠提高電網管理水平，服務電網建設各個階段。

(3)數字化移交工作是提高電網工程數據利用率，減少數據重復建設，節省海量數據建設投資的有效手段。

在信息化建設迅速發展的大形勢下，電網信息化工作也取得了很大成果，絕大多數單位都建設了相應的信息化系統用于生產或管理，然而隨著信息化的不斷深入，也暴露出數據利用率低、大量數據重復建設等問題，信息化瓶頸期也隨之到來。

分析信息化現狀可以發現，出現數據重復利用率低、大量數據需重復建設問題的主要原因有以下2方面原因:1)在電網工程建設過程中各單位扮演著不同的角色，他們的目標、職責不同，因此對信息的認識和關注點也不同，在信息建設過程中存在較大差異，使得某一單位建設的數字化成果不能滿足其他單位的使用要求;2)不同單位使用的軟件不同，數據結構也各不相同，無法實現現有數字化成果的共享。

推進數字化移交工作是解決上述問題，打破信息化瓶頸的一種有效方式。首先，數字化移交從全局進行統籌和規劃，針對各個階段需要掌握的信息進行規定，在信息建設初期就保證了數據的完整性使得各階段均能獲得滿足使用要求的數據，避免信息傳遞過程中的損失。其次，數字化移交工作對移交內容和數據形式進行了統一定義，使移交的數據具有規范化和標準化的特點，從而使數據具備了通用性，為數據的共享和快速復用創造了條件。最后，數字化移交的落腳點在“移交”，將已有的、符合規范的數字化成果移交到其他單位和部門，能夠大大減少數據重復建設工作，節省在數據建設上的投資。

(4)數字化移交工作是輔助電網災害預警和應急搶修，輔助科學、智能決策的必然要求。

自然災害是引發輸變電系統事故的首要因素，數字化移交工作能夠提供電網工程的完備、可靠、詳細的可查閱資料，當電網故障發生時，可以在第一時間為故障排查提供數據依據，輔助電網應急搶修工作;同時，數字化移交成果中包含了豐富的地理信息和專題信息，在此基礎上配合歷史災害記錄可以建立災害預警模型和分析模型，對電網災害做出預警，提前開展應對工作。因此，數字化移交工作能夠從一定程度上增強電網抗災防災水平，提高應急事故處理能力，有效減少電網災害帶來的經濟損失。另外，數字化移交工作積累的大量電網工程數據也能夠為科學、智能決策提供參考資料和數據依據。

(5)數字化移交是移交模式的創新，是提升電網建設信息化和標準化水平的重要嘗試。

數字化移交不是某一種技術也不是某一項具體工作，而是一種思路和理念。數字化移交是要在整個生命周期對電網工程相關信息進行管理和應用，因此在工程建設初期就應該進行全面策劃，在信息產生之初就對其進行管理并在后期不斷維護，使其保持完整性、一致性和現勢性，從而在整個生命周期中被反復利用。

3.2 開展數字化移交工作的迫切性

電力行業的信息化工作已經取得了一定成果，但目前這些成果的利用率還有提高的空間，智能電網的發展也對信息化工作提出了更高的要求，急需一種機制對信息化成果進行整合、管理和利用。

(1)信息化工作的不斷深入和智能電網的發展進程急需快速開展數字化移交工作。

自2009年5月國家電網公司提出建設“堅強智能電網”的戰略目標后，目前堅強智能電網已進入到全面建設階段。堅強智能電網的建設對電網信息化水平提出了更高的要求，除了要對電網進行信息化以外，還需要對數據進行深度利用，實現智能分析和優化，急需完備、準確、全面的電網數據，因此，迫切需要開展數字化移交工作，為智能電網建設提供數據支撐。

(2)現有的信息化成果為數字化移交工作的開展提供了條件，也提出了迫切要求。

目前電網行業的信息化工作已經積累了大量數字化成果，但這些數字化成果分布在不同的部門和不同的信息化系統中，形成了一個個信息孤島。一些信息化成果由于得不到維護和更新使得數據的準確度降低，一些信息化成果僅在部門內部使用，其他部門使用成果時又需要重復建設，存在著大量的資源浪費，因此，迫切需要開展數字化移交工作，對現有數據進行整合利用，也為后續信息化工作提供指導方向。

4 對數字化移交工作的建議

(1)加快數字化移交規范制定工作。數字化移交的優勢是建立在其規范化、標準化的特征上的，主要表現為移交流程的規范化、移交內容和數據格式的標準化。要全面推進數字化移交工作并保證移交工作的高質量和顯著效果，必須加快規范制定工作，對移交流程、移交內容、移交數據格式進行規定，并在后續移交過程中認真貫徹執行。

(2)深入開展電網工程數字化成果整合技術研究。新建電網工程按照數字化移交工作進行移交可以保證數據的標準化和通用性，但目前已有的大量電網工程數據可能與數字化移交的規范不相符合，因此有必要深入研究電網工程數字化成果整合技術，對現有數據進行整合和管理。

(3)盡快構建企業級數字化成果移交管理體系。數字化移交工作的目的是實現對數字化成果的統一管理，為企業提供全面、準確的數據服務，將數據資源轉化為生產力，為企業發展創造價值。構建企業級數字化成果移交管理體系，需要確定數字化移交工作的組織支撐及其職責，從戰略高度對數字化移交成果管理工作進行統籌規劃;建立完善的移交成果質量管理辦法，以制度化、規范化的方式保證移交成果的正確性、完整性、一致性和時效性;通過對移交成果進行深度加工和分析，挖掘移交成果的深層價值，同時提升數據服務效率。可見，盡快構建企業級數字化成果移交管理體系既是穩步推進數字化移交工作的有效保障，也是數字化移交工作發展的必然要求，更是數字化移交工作的最終目標。

5 結語

隨著信息技術的發展，電力行業各單位在生產實踐中采用越來越多的數字化手段來輔助生產，但是隨著信息化的深入，信息孤島效應和數據重復建設的情況也越來越明顯。數字化移交工作創新了移交工作模式，以標準和規范為保障，促進信息資源的高效流通和共享，能夠在一定程度上解決上述問題。目前在少數工程上已經開始嘗試進行數字化移交，但還未形成規模，也未制定統一規范。為了更好地服務建設堅強智能電網急需加快數字化移交工作的進程。

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