電力調度統一數據平臺的設計

林日明

【摘要】為了有效解決電力系統普遍存在的數據一致性差、數據源多、信息孤島等現象，本文構建了一種新型電力調度統一數據平臺。針對當前電網自動化系統，通過對統一數據平臺必要性分析的基礎上，對統一數據平臺體系結構中涉及到的硬件、軟件體系結構進行詳細闡述，并針對電力調度管理系統的數據管理、系統一體化和調度系統實現的關鍵技術一一作了研究。

【關鍵詞】電力調度；統一數據平臺；調度管理系統

1引言

電網自動化信息建設的高度發展，使得電力調度中心擁有了眾多應用系統，包括調度計劃系統、能量管理系統（EMS）、電量采集系統、調度辦公系統、調度管理系統（DMIS）、保護信息管理系統等等，以期滿足電力調度中心業務職能的需求。然而，由于不同電力系統會對電力公用數據的重復維護產生不完整和不統一的問題；同時，各個獨立信息的存在也為自動化系統實現資源共享增加難度；且還為提供面向用戶需求的企業級集成應用造成一定難度。

2 建立統一數據平臺的必要性

致力于建設一項高效的統一數據平臺對于從根本上解決電力調度自動化系統中的數據交互和共享問題。隨著現代化進程的加快，電力調度自動化系統以及應用的信息共享、數據共享以及互操作的需求越來越強，電力系統化對于數據的交互需求日新月異，數據交互的頻繁度也越來越強。

3 統一數據平臺體系結構

按照國家電網電力二次安全 防護體系的規定，電力調度自動化系統一般由三個安全分區組成。正反方向隔離連接將三個安全分區聯系起來。安全I、II區與lII區只能允許單向安全傳輸純數據，而嚴格禁止諸如ftp、web、rlogin、telnet等具有高安全風險的網絡服務以及C/S方式的數據庫訪問。根據數據傳輸的實際情況，圖3.1所示的是統一數據平臺的體系結構設計圖。

由圖可知，安全I區的EMS系統、WAMS系統以及安全II區TMR系統、WMS系統等系統結構的數據為電力調度數據平臺提供了數據源。對于來自不同分區的各類型的數據文本以及二進制數據，需要進行格式檢查和轉換處理以克服不同格式的差異，還需要修正數據包的遲傳、丟包情況，最后在安全II區的臨時存儲區存入正確數據。

圖3.1 統一數據平臺體系結構

在安全II區臨時存儲區存在的正確數據在正方向隔離連接的作用下于安全III區臨時存儲區建立鏡像數據庫，并對數據進行數據的抽取、轉換、清潔等操作，然后將新數據導入到數據集市。這樣，數據經歷了關系數據庫、面向數據庫或者傳統數據庫最后轉換到多維數據庫模型。

3.1 硬件體系結構

圖3.2 統一數據平臺硬件體系結構

由圖3.2可知，通過在安全II區分布1臺磁盤陣列和2臺數據庫服務器，系統建立數據平臺的臨時數據存儲區，用以負責I、II區的數據抽取和接口服務。安全I區部署2臺電網運行通信服務器，用以I區的縱向和上下級調度機構的數據通信以及I區系統的數據通信。通過在安全III區分布1臺磁盤陣列和2臺數據服務器，作為系統的鏡像庫。在安全III區，2臺通信服務器用以進行與II區數據平臺和安全III區應用系統的數據抽取及接口、數據交換、網絡通信等服務。此外，安全III還能夠配置維護工作站用以進行應用和數據的維護、管理、監控等服務。

3.2 軟件體系結構

圖3.3 統一數據平臺軟件結構

由圖3.3可知，統一數據平臺軟件結構包括操作系統層和應用軟件系統層。其中，操作系統層支持Windows2000以及以上版本的操作系統、IBMAⅨ、Tru64 UNIX、Sun Solaris、Linux、HP UX；應用管理層，也就是統一數據平臺軟件系統，包括數據展現平臺、數據集中存儲平臺、數據交換服務平臺、統一數據服務平臺。各個平臺的主要功能有：

（1）數據展現平臺。在調度統一數據模型的基礎上建立面向終端客戶的數據分析、查詢、挖掘以及其他應用的平臺。

（2）數據集中存儲平臺。該平臺的主要功能是對平臺的數據進行存儲、管理以及將交換中的歷史數據進行緩存。存儲類型有兩種：基于統一數據模型的數據整合以及無規則的數據保存。

（3）數據交換服務平臺。采集、輸出、傳輸、格式轉換數據等操作，交換不通調度業務系統數據端到端和整合數據到存儲中心。

（4）統一數據服務平臺。為上層系統功能提供底層服務和支撐服務功能，保證整個系統在一體化平臺下的穩定性、可靠性以及可控性。

4 調度系統的數據管理

統一數據系統平臺能夠匯集和整合不同系統分區系統的數據，并且利用整體外以技術在安全III區建立了數據鏡像和功能鏡像組成的系統鏡像。

5 調度系統的一體化

基于統一數據平臺實現數據模型的前提下，對電力調度管理系統進行統一規劃和建設，以期消除不同專業不同組織開發的應用系統產生的信息孤島，減少信息的多重維護和數據的不一致性，最終達到系統的一體化。

6 調度系統實現的關鍵技術

如上所述，統一數據能夠在整合了安全I、II各類系統數據的基礎上，并利用整體外移技術實現了在安全III建立數據鏡像。由此可知，電力調度系統實現包容性集成的技術要點在于對安全III區的數據平臺鏡像數據采用了“模型統一、細粒徑數據引用、大粒徑數據抽取”的方式。

電力調度系統能夠透明訪問數據平臺中的細粒徑數據，這些數據在統一數據模型中被封裝，然后后與主數據庫的數據一起被整合。

7 總結

目前，對于各級調度中心來說如何更好地在不同電力自動化系統中實現系統互聯和信息共享是其面臨一大問題。國家電網調度中心正針對這一問題提出了建立統一調度中心各種自動化系統，包括水調系統、EMS、WAMS電力市場系統、雷電系統、電量計費系統等，來實現數據與系統模型的共享，在發揮開發廠家優勢的同時提高自動化管理水平。通過建立統一數據平臺，不僅使得電網的公用信息安全性、一致性得到保障，同時還能有效降低了不同電力自動化系統之間互聯的眾多工作需求和復雜性。

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