配電網搶修指揮平臺研究及典型建設探討

王民昆，吳雪瓊, 張國芳，溫麗麗，郭　亮

(1. 國網四川省電力公司，四川 成都　610041；2.國電南瑞科技股份有限公司，江蘇 南京　210016)

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配電網搶修指揮平臺研究及典型建設探討

王民昆1，吳雪瓊2, 張國芳1，溫麗麗1，郭亮1

(1. 國網四川省電力公司，四川 成都610041；2.國電南瑞科技股份有限公司，江蘇 南京210016)

摘要：隨著智能電網建設的深入開展，社會對高質量和高可靠性的電能供應提出了更高的要求。通過建設配電網搶修指揮平臺全面提升配搶專業化管理水平、提高供電可靠性以及提升優質服務質量。以配電生產業務為主線，分析“三集五大”模式下配電網生產管理現狀，提出適應于搶修指揮應用的智能配電網生產指揮體系。分析了搶修平臺業務功能應用，結合多個供電公司在具體項目上的實施經驗，根據企業現有業務系統的適應性、資源共享性等方面，從平臺部署模式、移動作業接入模式、平臺建設模式3個角度探討了搶修指揮平臺的典型建設模式，并對各建設模式優缺點做出分析，為供電公司運行檢修工作提供有力支撐。

關鍵詞：配電網搶修指揮；配電檢修體系；典型建設模式

Abstract：With the deep development of smart grid construction, the society has put forward higher requirements for high quality and high reliability of power supply. Through the construction of repairing command platform of distribution network, the overall professional management level, the reliability of power supply and the service quality are improved. Taking the distribution network production as the main line, the current situation of distribution network production management under "three sets of five" mode is analyzed, and the intelligent distribution network production command system is put forward. In view of platform deployment mode, mobile access pattern and platform construction mode, the typical construction model of repairing command platform is discussed, and the advantages and disadvantages of different construction modes are analyzed, which can provide a support for the operation and maintenance of electric power supply company.

Key words：repairing command of distribution network; maintenance system of power distribution; typical construction mode

0前言

隨著社會的進步和科學技術的高速發展，社會對電能供應的質量和可靠性提出了更高的要求。城市越發達其承受停電干擾的能力越差，即使是短時間的停電擾動，大則引起一定規模的經濟影響，小則對居民的日常生活帶來不便，長時間停電則會造成社會的不安定以及較大的經濟影響。不斷提高供電可靠性、減少停電時間以提高客戶滿意度一直是電力公司追求的共同目標，而提高配電網運行指揮水平無疑是實現這一目標的重要手段。

同時，電網規模的日益擴大，電力公司生產任務越來越多，生產和檢修計劃工作也因此變得更加復雜，電力公司對生產計劃的精益化管理要求也越來越高。分析和研究配電生產檢修的關鍵環節、影響設備檢修效率的制約因素和設備狀態信息獲取方法，對生產和設備檢修計劃進行科學合理的優化和提升，建立配電網搶修指揮平臺，實現配電網生產檢修的業務流程優化與閉環管控，有效提升電網可靠性，減少重復停電，降低售電損失，提升設備效能、電網效能和人員效率，提升客戶滿意度和企業社會形象，是當前投入少、見效快、效益高的重要的創新舉措。

下面以建設配電網檢修專業化和運維一體化的管理體系為指導思想，研究和提出適應于配電生產搶修管理的統一信息模型及交互技術，提出配電網生產搶修指揮體系架構，研究基于全網拓撲的故障研判機制和配電網故障停電快速協調指揮機制，實現配電運行檢修的統一指揮和調度。

1配電檢修體系研究

配電網運維檢修和故障搶修等業務涉及到調度、營銷、運檢等多個部門的協同工作，高效、合理的指揮體系是實現配電生產業務高效開展的保障，同時，也為配電網搶修指揮平臺的開發提供指導作用。配電檢修體系研究以配電生產業務為主線，分析“三集五大”模式下配電網生產管理現狀；梳理計劃檢修、停電管理、故障搶修等核心業務流程；明確各業務部門之間的邊界和銜接關系，在分析、總結現有配電生產指揮體系的基礎上，提出適應于搶修指揮應用的智能配電網生產指揮體系。

為提高科學決策效率和供電可靠性，以配電生產管理流程為主線、以運行機制為支撐、以組織結構為保障、以指揮平臺為工具，提出配電網生產指揮體系。

配電生產指揮體系的建設步驟為：

1)依據計劃類和非計劃類工作的內容建立合理的流程；

2)基于流程建立體系的運行機制；

3)建立管理組織體系；

4)基于信息和技術支撐建設指揮平臺。

圖1　配電生產指揮體系架構圖

2配電網搶修指揮平臺建設

通過對配電網搶修指揮業務應用研究，開展配電網搶修指揮平臺建設工作，整合配電自動化信息、PMS/GIS 信息、95598 信息、CIS 信息、用電信息采集信息、 GPS 信息、 視頻信息實現生產業務應用、 故障搶修指揮、日常應用，全面提高配電網運維、檢修及故障搶修管理水平，充分利用配電生產需要的相關設備信息、電網模型和空間信息，實現風險超前防范和生產科學管理，深化配電網狀態管理，技術上推進配電網運維管理、檢修搶修和技術改造標準化管理，全面提高配電網運維、檢修和技術改造工作質量。

2.1基于SOA架構的信息集成架構

建設松耦合架構模式的智能互動搶修服務指揮系統，通過符合IEC 61968標準的數據交互總線與相關業務系統以SOA松耦合方式集成，封裝數據和功能以服務的方式在總線上發布，信息交互標準遵循IEC 61970/61968規范，做到業務數據“源端唯一、全局共享”，在信息融合貫通的基礎之上，實現配電生產和搶修的綜合應用。

配電網生產搶修指揮平臺基于SOA架構的信息集成，從上、下游已經建立的應用系統中獲取相關的應用服務，達到信息共享的目標。按照符合IEC 61968/ 61970信息標準，各個應用系統之間的信息集成和業務應用必須依據“源端唯一、全局共享”原則進行。通過信息交互實現配電網生產搶修指揮平臺與相關應用系統之間的資源共享和功能整合。

圖2　系統接口交互集成圖

2.2靈活的配用電業務系統信息融合

現有電網建設構架中營配業務涉及的多套業務系統均有涉及中低壓配電模型，以“源端唯一”原則為基礎，將生產管理系統定位為中壓配電設備臺帳的數據源、將電網GIS平臺定位為中低壓網絡拓撲的數據源、將營銷管理系統定位為用戶模型的數據源，空缺的低壓設備臺帳的數據源將通過搶修平臺中的低壓數據管理模塊完成。除營銷管理系統外，其他均是生產業務部門應用系統，生產維護的中低壓設備模型與營銷維護的低壓用戶模型將通過統一定義的用戶集實現貫通，從而實現中低壓一體化的網絡模型。

2.3實現多端發起、協同參與的故障研判分析

采用基于報修信息的實用化配電網實時故障定位方法，以電網拓撲結構為基礎，以報修信息為輔助，實時定位可能的故障源。支持多端故障發起，多方協同參與(自動化、用采、95598等)、動態配置研判策略、靈活運用各方信息來源實現精確定位的故障處理機制。同時，對研判分析的結果提供量化的評價指標，更好地提供輔助決策功能。研判過程如下：

接到A用戶報修工單后，系統首先判斷是否是在正在執行的計劃停電范圍內，如果是，直接回復95598，如果不在范圍內，判斷是否在已知的故障停電范圍內，如果是則派單或者合并工單，如果不是，則通過用電采集系統實時召測用戶的電量信息，如果有電量信息則判斷是用戶內部故障，如果不是，則召測同用戶集下的任意B用戶，如果B用戶有電，則判斷故障點處于A用戶與用戶集之間，如果B用戶也沒有電，則召測同一變壓器下的其他用戶集中的C用戶的電量信息，如果C用戶有電，則判斷是A用戶所處的低壓線路發生故障，如果C用戶也沒有電，則召測該變壓器的實時電量信息，如果沒有電，則初步判斷是該變壓器故障。采用此研判策略來逐步縮小搶修人員現場查找故障的范圍，縮短故障恢復時間。

圖3　基于中低壓網絡的統一預判模型結構圖

2.4搶修指揮應用

配電搶修指揮平臺依據業務模型對配電網故障事件進行相應的數據分析、挖掘，從而快速、準確地為決策人員展現出該故障對用戶的影響、供電損失、停電范圍以及故障預案、事態發展和相應的資源調配方式等。建立標準化搶修流程，實現搶修作業全流程管理，實現“一個用戶報修、一張服務工單、一支搶修隊伍、一次到達現場、一次完成故障處理”的閉環搶修指揮應用。

2.5智能移動作業管理應用

搶修移動應用指集成無線互聯、手持終端等技術，通過安全接入平臺，將搶修移動作業應用與配電網生產搶修指揮一體化管理緊密結合。系統之間信息充分整合與交互，實現搶修移動PDA或平板電腦通過公網與配電網生產搶修指揮一體化管理中心服務端的通信，從而實現電網運行故障的快速響應及處理，提升電網安全生產風險的預防及控制能力和電網故障的應急響應能力，從而提高配電網可靠性。

圖4　移動應用示意圖

3關鍵技術

1)配電生產檢修多業務消息模型構建及交互機制設計。平臺基于配電生產檢修多業務數據需求，與IEC 61968和IEC 61970標準規定的cim模型比對、映射。在全局的公共信息模型上進行統一擴展，并且發布至各系統，使各系統具備統一的信息模型。各系統以SOA架構，基于消息交互規范封裝數據和功能，并以服務的方式在總線上發布，構成配電生產信息交互模型。

圖5　消息模型構建示意

2)配電網事故預案智能匹配規則及方法。采用基于業務規則管理的預案管理技術，以結構化的業務規則數據表示業務行為，將傳統事故預案的文本管理模式，轉變為對象化、結構化的業務規則；并根據電網結構變化，實現對事故預案的版本化管理，支持建立對預案的創建、編輯、測試、發布和作廢的全生命周期管理，使得事故管理預案和傳統數據信息一樣成為電力企業的重要資產。利用規則引擎實現配電網事故處置預案的快速匹配，在集成包括EMS、DMS、和營銷、95598等系統的相關停電信息的基礎上，開發高性能的規則引擎，綜合高效地分析海量停電信息，快速選擇出匹配觸發規則的事故處置預案，智能化地輔助監管人員進行處置措施編制。

3)高可靠的智能移動終端自校驗技術。移動作業終端在配電網搶修指揮業務中的應用越來越重要，搶修過程中通過服務端與移動端的視頻、照片、工作狀態等信息的互動實現了調度中心與作業現場的協同辦公，基于GIS和移動技術的搶修指揮應用當前已經在天津、重慶、成都等城市開展試點工作。試點中發現由于移動通信信號不穩定、移動信號屏蔽等問題，造成極易發生工單丟失、工單狀態不同步等問題。平臺采用高可靠的智能移動終端自校驗技術，優化智能移動終端與服務端數據交互機制，從賬號登陸機制、數據同步機制、工單派發機制、工單反饋機制和斷網處理機制幾個方面加固搶修指揮應用服務端與移動端的交互，保證了搶修業務流程的閉環管理，為山區、信號較弱地區的搶修工作提供了技術解決手段，提高搶修效率，保障供電可靠性。

4)以效能最優為目標的檢修計劃優化平衡技術。基于效能最優的停電計劃優化技術緊扣停電計劃的編制、協調與平衡3個環節，建立了“部門優化”、“協調優化”、“全局優化”3層優化算法框架，通過部門優化幫助基本部門利用拓撲分析、約束優化等技術，自動分析停電計劃中的錯漏問題；通過協調優化，自動動態提醒不同生產部門捏合相關的停電工作；通過全局優化，在前兩層優化的基礎上，綜合考慮重復停電、電網安全、人力資源等因素進行總體優化。通過這3層優化，可以減少重復停電、提升部門之間協調效率、平衡工作量，從而提升計劃檢修中的效能。

4典型建設模式分析

隨著智能電網的建設，電網公司系統內部、省公司開展了配電檢修相關研究和建設工作，如天津、上海、浙江、江蘇、福建、寧夏等地區。平臺建設基于營配融合數據，開展了故障報修工單管理、生產指揮應用、停電研判、搶修指揮、檢修計劃優化、分析與決策等功能應用，根據各地區信息化建設情況、搶修業務流程采用不同模式進行搶修指揮平臺建設，并取得了一定的成果。

4.1平臺部署(一/二級)模式分析

1) 一級(直轄市)部署模式

一級(直轄市)部署模式是配電搶修指揮平臺單獨建設，在電力公司一級部署在安全IV區，與電力公司一級部署的業務系統通過信息交互總線進行互聯互通，每個地區公司的EMS、DMS通過信息交互總線將實時數據傳遞給生產搶修指揮平臺，實現接單、研判、派單、統計分析等功能。地區以及縣級搶修調度指揮人員通過遠程工作站模式統一登錄使用。一級部署方式具有實施周期短、后期維護簡單等特點，適用于大規模推廣建設。

2) 二級(地市)部署模式

二級(地市)部署模式是平臺部署在地區公司安全Ⅲ區，通過信息交互總線與一級部署的業務系統通過信息交互總線進行互聯互通，只接入該地區實時系統的實時數據，實現接單、研判、派單等功能。同時在電力公司建設一級搶修指揮平臺，實現省級范圍內的搶修業務數據的統計分析功能。該種建設模式滿足了地市公司覆蓋范圍內的搶修指揮業務應用需求，不同地市公司應用遵循統一設計標準，能夠結合轄區內管理模式，提出個性化需求，滿足差異化應用。

4.2移動作業接入模式分析

基于移動作業平臺技術的在線手持終端，與搶修業務流程緊密聯系，通過無線3G網絡，實現調度主站與搶修現場PDA手持終端的搶修互動，并支持在移動作業終端上查看地理圖信息。智能移動作業應用建設過程中，從物理、邊界、終端、網絡、帶寬冗余、主機、應用進行全方位、立體化設計，采用不同移動作業終端接入方式，實現信息安全防御，及搶修中心與現場作業互動。

1) 以安全接入平臺模式接入

平臺主站接入國網統一建設的安全接入平臺，通過3G無線網絡與PDA等搶修終端設備交互。安全接入平臺采用一級部署，實現了公網與電力信息大區的安全隔離，主要應用于電力抄表、電力線路巡檢作業、應急作業處理等電力信息的安全接入。

采用該模式建設移動作業應用需要綜合考慮電力公司安全平臺建設情況，以及現有信息接入量、網絡帶寬冗余是否能夠滿足搶修指揮平臺信息流量需求。在網絡流量滿足搶修平臺建設需求的情況下，直接利用現有網絡實現移動作業應用，大大節約了建設成本，提高了建設速度。

圖6　安全接入平臺接入模式

2) 以3G、VPN或外網服務器模式接入

在需要新建作業終端接入平臺主站的電力公司，可通過建設VPN專網和接入3G網絡，實現移動作業應用。在已通過內外網服務器通信實現公網與電力信息大區交互的電力公司，可以采用利用已有外網服務器模式實現移動作業應用。獨立建設移動作業信息接入網絡，靈活性較高，網絡資源使用也較為自由，但是VPN專網線路的鋪設、流量包費用等會提高項目的建設成本及建設周期。

圖7　專網VPN、3G接入模式

4.3平臺建設模式分析

在配電網建設整體解決方案中，采用“一條總線，一個平臺，兩個應用”的建設思路。一個總線，即通過信息交互總線實現業務數據交互；一個平臺，即一體化支撐平臺，是實現系統開發和運行的基礎，包含數據管理、信息傳輸與交換、公共服務等層次，為配電網調度控制應用提供橫向集成、總線貫通的技術支撐；兩個應用，即配電網運行監控和配電網搶修指揮。

1) 配搶一體化建設

配搶一體化建設模式，在一體化支撐平臺下，針對面向安全Ⅰ區的實時監控調度業務需要，開展配調管理、圖模維護、饋線自動化及高級應用功能建設；針對面向安全Ⅲ區的搶修指揮業務需要，實現工單管理、計劃停電分析、故障停電研判等功能。平臺建設對電網GIS平臺、生產管理系統、營銷管理系統提出了信息集成要求，通過系列接口標準，實施信息整合，為搶修指揮應用提供技術支撐。

綿陽、成都兩城市搶修平臺采用配搶一體化建設模式，其優點是能夠共用基礎軟件、通信設備、部分硬件服務器及安防設備，建設周期短，投資省、降低系統間協調聯絡難度。建議前期未進行配電自動化系統建設的地區，考慮這種模式進行建設。

2) 搶修指揮平臺獨立建設

搶修指揮平臺獨立建設是指配電網運行監控與搶修指揮彼此分離獨立建設，在安全Ⅰ區建設配電主站，Ⅲ區建設搶修平臺，依托信息交換總線實現信息流交互與應用集成整合。

銀川、吉林等地搶修平臺采用平臺獨立建設模式，其優點是彼此之間獨立性高，應用之間受影響性小。建議前期已進行配電自動化系統建設的地區，可考慮按照這種模式進行建設。

5結語

以上從平臺部署模式、移動作業接入模式、平臺建設模式3個角度介紹了搶修指揮平臺的建設模式，并結合各個電力公司應用情況對各建設模式優缺點做出分析。

以“一個用戶報修、一張服務工單、一支搶修隊伍、一次到達現場、一次完成故障處理”為目標，建設標準化配網搶修指揮平臺。在建設過程中重點關注營配數據融合、搶修業務全流程協同、系統間信息交互、運維管理體系建設4個方面的問題，根據以上幾種方案的優缺點，各公司可以根據自身公司的特點以及外圍各系統的建設情況，因地制宜地選擇適合自身的模式。

參考文獻

[1]國家電網公司.國家電網公司關于印發“三集五大”管理通則的通知[R].

[2]國家電網公司.關于印發《配網生產搶修指揮平臺功能規范》的通知[R].

[3]國家電網公司.配電網調度控制系統技術規范(征求意見稿)[I].

王民昆 (1973)，高級工程師，從事電力系統自動化技術研究及管理；

吳雪瓊(1984)，工程師，從事電力信息交互集成、配電自動化技術研究和產品開發；

張國芳 (1985)，工程師，從事電力系統自動化技術研究及管理；

溫麗麗 (1982)，工程師，從事電力系統自動化技術研究及管理；

郭亮 (1982)，工程師，從事電力系統自動化技術研究及管理。

中圖分類號：TM727

文獻標志碼：A

文章編號：1003-6954(2016)02-0069-05

作者簡介：

(收稿日期：2015-08-12)