惠州供電局配電網自動化規劃設計數據平臺開發研究

何奕楓 周曉明 鄧景松 莫天文

【摘 要】隨著電網自動化技術的發展，建設配電網自動化系統是提高配電網運行智能化重要基礎。目前，IEC 61968標準也提出了利用抽象中間件服務來支持企業配電網管理的多種分布式軟件應用系統的應用間集成的思路。本文提出配電網自動化及管理系統的多源信息集成在數據模型和服務調用方式標準化的情況下，可以利用總線很好地連接各個相關系統。

【關鍵詞】惠州配電網自動化規劃設計 數據平臺開發

1 配網規劃設計技術支持全景模型應用國內外研究現狀

目前與配電網自動化規劃設計所需要的信息相關應用系統有許多，它們之間都有著密切的業務聯系，存在大量的信息交換。換句話說，要實現配電網規劃信息全景建模需要集成調度自動化系統、生產管理信息系統（MIS）、地理信息系統（GIS）、電力營銷系統和計量自動化系統等綜合信息。針對這些復雜的多源信息交換和提取，如果采用傳統的高耦合的端到端交互，那么隨著配電網業務的增加和復雜度的提高，各個系統之間的關聯會逐漸變得非常復雜，形成一個網狀結構，這將帶來昂貴的系統維護費用。而采用總線方式，增加一層基礎設施來消除各個系統（服務消費者與服務提供者）之間的直接連接，從而使得服務消費者與服務提供者之間進一步解耦。

2 技術目標

項目需要將配網自動化規劃設計算法所需要的數據集成，通過SOA架構采用總線和數據平臺的方式整合EMS、DMS、生產、GIS、計量自動化、營配信息集成等信息系統數據，使算法所實現的功能能夠進行可靠性、經濟性以及電能質量等計算任務。建立的信息模型和數據集成平臺能對數據進行抽取、清洗、整合，保障數據質量、可靠性及可維護性，同時采用圖形化的數據整合、監控、維護界面，實現數據集成管理的可視化。

研究要點：

（1）研究配網自動化規劃設計技術支持系統進行可靠性、經濟性、電能質量計算評估所需數據項，調研各數據來源信息系統，協調相關業務部門、廠家確認數據集成方案，制定數據質量檢測規則，制定數據異常的容錯技術預處理方式，制定數據異常的解決業務流程機制；（2）基于IEC61970、61968進行擴展，綜合各系統數據，構建包含電網網架模型、設備參數模型、用戶模型、量測數據模型、業務模型等的全景模型，準確地描述配電網的網架結構、負荷分布、運行狀態，支撐配電網自動的智能決策及評估全過程；（3）研究基于SOA架構建立對外數據服務，接入DMS的OSB數據總線技術，實現與其它系統及模塊的有效整合。

配網自動化規劃設計技術支持系統開發，系統通過配網自動化主站的信息交互總線和數據平臺與相關系統建立接口，獲取規劃技術支持模塊所需的基礎數據，然后進行可靠性指標的分析計算。根據可靠性指標的計算模型，擴充配網自動化主站的數據結構和對應數據庫表，然后按照計算模型需求，與相關系統建立數據接口獲取相關數據，根據業務數據之間的關系，進行數據整合，完成基礎數據準備工作；啟動計算模型處理，輸入相關信息，分析可靠性指標，進行配網自動化實施方案分析。

3 硬件擴充

在配網主站基礎上，利用配網主站已有的網絡通信架構，擴展智能決策服務器，根據需求增加工作站或直接部署到已有工作站上，數據接口增加與集成平臺的接口，實現相關數據的集成應用。

3.1 與調度自動化系統互聯技術

用電調度與EMS調度自動化系統交互的主要數據包含兩類：第一類是輸電網的電網模型及圖形，第二類是輸電網的運行數據，包括開關及刀閘位置、線路量測值、輸電網的全網負荷、分區負荷、全站負荷等數據。從數據異動頻率分析，第一類數據異動較少，一般以天為計量單位，而第二類數據是實時采集數據，異動頻率較大，一般為秒級。輸電網的模型數據，由于日常修改頻率較底，采用FTP的方式，進行數據傳輸處理，每天由EMS導出一次全模型數據，發送到用電調度進行處理。模型數據的格式遵循IEC61970/61968標準的要求，以CIM文件的格式傳輸數據，具體文件格式不再贅述。輸電網運行數據，數據變化頻率高，速度快，所以采用web service的通信方式，用電調度作為服務端，EMS系統為客戶端，以綜合數據平臺為傳輸平臺，通信過程以單向消息方式（One-Way Message Passing）實現類似異步調用機制來提供Web服務。數據組織形式，實時數據在系統間的交互一般采用E文件的格式，慮對每條量測記錄組織XML格式比較費時，這里采用類似E格式的數據交換方式，及以E格式數據作為傳輸的消息體。

3.2 與GIS及配電管理系統互聯技術

配電網的電網模型及圖形數據仍然由GIS提供，除模型圖形數據外，未實現采集的配電網運行準實時數據也有GIS系統提供，GIS系統與用電調度之間通過綜合數據平臺實現互聯。模型數據遵循IEC61970/61968標準，以CIM文件形式提供，由于配電網模型較大，數據提供方式分兩種一種為全量數據、另一種為增量數據，圖形數據以SVG格式提供，不區分全量與增量；未實現數據采集的開關狀態信息，由調度人員在GIS系統中置入完成，GIS系統將此部分準實時數據同步到用電調度系統，數據通過FTP的方式傳輸。

3.3 與計量自動化系統互聯技術

用電調度所需的分區分類負荷數據、電量數據、配電變壓器的有功、電流、功率因數，錯峰用戶實際錯峰情況，用電調度與計量自動化系統通過Web Service方式進行交互，計量自動化系統每15分鐘推送一次數據斷面。其中，分區電量數據發送時間由計量自動化系統計算完成后發送。

3.4 與營銷管理系統互聯技術

用電調度使用用戶模型數據由營銷管理系統提供，營銷管理系統以數據表的形式，按照每周一次的頻率提供全用戶信息表，用電調度系統將全用戶信息導入用于相關應用的計算分析。數據交互采用FTP的方式，通過綜合數據平臺實現通信交互。用電調度所需的用戶信息包括重要用戶和一般用戶的全用戶信息，主要內容包括，供電變電站、線路名稱、變壓器名稱、合同賬號、掛牌號、專/公、容量、設備狀態、電壓、用電分類、行業類別、區局、負荷等級、重要用戶、百強用戶、自備應急發電機組功率、是否配置備自投裝置、是否配置低壓脫扣裝置、低壓脫扣裝置狀態、用戶名稱、聯系電話、手機、產權屬性等。