一體化配電網調控信息管理系統研究

王　寧　李　然　殷　智　王　剛　白靜潔　劉　琪

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一體化配電網調控信息管理系統研究

王寧1李然2殷智3王剛3白靜潔3劉琪3

1.國網黑龍江省電力有限公司；2.國網沈陽供電公司 ；3.南瑞集團北京科東公司

行業曲線

針對現有省、地、縣三級調度之間配電網信息流轉不暢通、業務流程不融合的問題，本文提出了面向省、地、縣三級調控機構的配電網信息管理系統，本系統依托智能電網調度支持系統（D5000系統），通過應用調度管理系統（OMS）中一體化的業務協同管理功能，從而提升了配電網信息管理系統的響應速度和業務協同處理效率，提高了配網供電可靠性。實現了在統一平臺框架省地縣一體化的配電網信息整合管理、統計分析。

配電網是電力系統中分配電能十分重要的網絡，主要用于將電力系統中通過變電所降壓后的電能轉變成用戶可以直接使用的電能，配電網承擔著將這部分電能直接輸送到電力用戶的支撐網絡的職能。因此，作為連接電力客戶與供電公司之間的網絡樞紐，配電網的安全、穩定、可靠運行在整個電力系統中具有十分重要的作用及意義。

配電網信息管理包括從變電到用電過程中的運行及控制信息管理。隨著計算機技術、通信技術以及電子技術的不斷發展，現有的配電網信息管理已經形成了基于計算機網絡系統，功能涵蓋到配電工作管理、負荷管理、配網分析系統、設備管理、故障投訴管理及用戶服務等多個方面的現代化信息管理系統。

目前電力系統中，配電網相關調控信息結構關系復雜，數據量大、數據類型繁瑣。現有的配電網信息管理系統存在著各級調度之間信息交互困難，業務協同效率低的現象，給配電網調控信息管理帶來極大不便。

目前配電網外部環境復雜，出現故障情況較大，甚至會引發局部大面積停電，從而極大影響了用戶的正常用電，而且往往會造成重大的經濟損失。提供優質的電力服務一直以來都是保障用戶正常用電的重要方式，從國網公司到各電力公司十分重視配電網調控管理工作，提升配電網信息管理系統的性能和響應速度，對于提高配電網調控管理人員在搶修及其他業務的服務水平和工作效率具有十分重要的作用。

本文首先通過介紹配電網信息管理系統的系統架構等內容，闡述了省地縣一體化配電網調控信息管理系統的系統特性，并提出了一種切實可行的系統功能設計方案來實現配電網信息在省地縣三級進行交互及共享管理。其次，針對實現本系統中的一體化業務系統與數據共享互聯的關鍵技術進行了介紹。最后，對本系統在實際配電網信息管理的應用成效進行了介紹、分析，體現出本系統對配電網調控信息管理所發揮的重要作用。

系統介紹

隨著智能電網調度支持系統（D5000平臺）在電力系統的大面積部署應用，基于D5000平臺的調度管理類應用（OMS系統）能夠實現調控業務的橫向集成和縱向貫通。

伴隨著特高壓電網的深入發展，電網規模的擴大與電網互聯的緊耦合性，電網的安全、穩定運行的要求越來越高，使得已有電網的調控管理模式不能適應當前電網的發展，迫切要求提升現有調控管理支撐系統的性能，能夠支撐一體化協同辦公與數據互聯共享的迫切要求。作為支撐調控機構日常工作的調度管理系統，通過利用D5000平臺提供的服務，實現了系統的升級改造，滿足了一體化協同辦公和數據互聯互通的應用需求。這為配電網信息管理系統實現省地縣一體化協同工作成為可能和平臺支撐。

本系統基于OMS系統的系統框架，應用了OMS系統中的業務協同與信息管理的功能模塊來實現配電網業務的一體化協同管理。配電網信息管理系統采用BS架構，省地縣三級部署，一體化建設，省級接入數據，存儲，通過OMS省地縣互聯互通與地、縣調共享信息，利用OMS流程系統完善系統功能應用，實現配電網信息管理。

系統建在調度安全Ⅲ區，涉及電力企業信息安全等不同系統的數據交互，本系統在設計中滿足跨區信息交互符合電力系統二次系統安全防護的有關規定，從而確保了系統及數據的安全。

圖1　業務流程交互示意圖

圖2　數據解析過程示意圖

關鍵技術研究

多級業務協同技術

多級調控單位分別建立工作流引擎。工作流引擎能夠按照WF規范定義的業務流程交互模版生成業務流程交互文件。業務流程交互采用“黑匣子”模式。下級調度通過建立符合WF規范的交互模板來定義業務流程交互內容。上下級調度根據生成的符合WF規范的流程實例進行業務流轉。業務流程交互示意圖如圖1所示。

圖3　消息郵件傳輸示意圖

其中在多級業務流程實時交互過程中，涉及三個技術點，分別為：數據解析技術、流程模板交互定制技術和流程自啟動技術。具體如下：

（1）數據解析技術

依據WF文件中的交互協議，將流程體中的流程實例、流程過程、流程任務進行分解，將WF文件解析至內存的Map結構中，每一行數據是一個Map，Map的鍵（Key）為表頭，值（Value）為行中與該表頭對應的數據值。將所有的行數據（Map集合）添加到內存集合（List）中。其工作過程如圖2所示。

（2）流程模板交互定制技術：

在應用WF語言進行分布式業務流程的流轉具體操作中，流程體和流程模板編輯于同一文件中，以“.WF”作為后綴，稱之為WF文件；流程頭單獨存儲，以“.eh”為后綴，稱之為頭文件，也就是一個工作流由頭文件和WF文件兩個文件構成。根據電力調度工作流程描述規范的規定，結合業務需求，在互聯互通交互節點，也就是工作流規范中定義的“border”節點，生成WF文件和頭文件，依托消息郵件發送到對端裝載執行。

（3）流程自啟動技術：

根據接收到的WF文件，基于業務流程交互協議，通過調用流程自啟動接口，能夠實時將流程體中的三要素實例、過程、任務一一解析，根據流程實例明確流程節點信息，根據流程過程明確自動觸發交互的節點，根據流程任務完成交互信息的共享，從而實時自動觸發交互流程。

基于安全機制的數據傳輸技術

多級業務協同傳輸的機制為消息郵件。消息郵件為信息傳輸建立了安全、可靠的傳輸通道，跨區間傳輸采用具有斷點續傳功能的橫向傳輸模式，在上下級調度機構傳輸過程中應采用縱向傳輸模式，傳輸示意圖如圖3所示。

1）傳輸通道：

消息郵件傳輸通道主要分為兩種：縱向通道和橫向通道。縱向通道采用E語言文件，以通過通信網關機加密傳輸為主；為保證某些特殊應用服務的實時性，同時考慮傳輸備用手段，消息郵件將以報文傳輸方式和服務調用方式作為輔助和備用傳輸方式。橫向通道是對于實時性要求不高的文件數據和歷史數據以E語言文件為載體，由消息郵件穿過隔離裝置進行傳輸；對于某些實時性要求高，從生產大區傳輸管理大區的應用，可以采用報文方式傳輸。

2）傳輸內容：

消息郵件應采用“頭文件”和“附件文件”的方式進行傳輸。頭文件是聲明本次傳輸的唯一標識、發送地址、接收地址、傳輸類型、內容、文件等傳輸基本信息的載體，文件格式符合E語言規范。頭文件的生成可以由消息郵件提供的接口實現，應用模塊在發送文件時，傳入相關參數，調用接口即可。也可由功能模塊按照頭文件規范自行生成，連同附件文件一同投放到文件發送接收中心。文件傳輸到達對端，消息郵件將首先解析頭文件，根據頭文件中的接收地址信息，將文件分發到接收地址相對應的目錄。附件文件是作為傳輸數據的主要載體，考慮到內容的多樣性，可能需要傳輸各種格式的文檔、圖片等信息，附件文件以E語言格式為主，也支持其他格式；為保證系統安全，不允許傳輸可執行文件。

應用實例

省調對于地縣調配網搶修信息的管理首先體現在信息分析上。通過時間，地區，超時原因等多維度的對比展示，實現對省地縣配網搶修工單信息的分析。

將省地縣工單信息統一展示，橫向比較每個地市產生工單的數量與超時數量，由此發現產生工單數量與超時數量較多的地市。具體應用如圖4所示。

分析省地縣配網搶修信息與超時信息在24小時的分布情況，通過下拉框可以將展示地域切換到地縣級。具體情況如圖5所示。

展示地區搶修工單數量隨時間的分布以及各地區所轄縣級工單與超時的數量展示。點擊不同地區顯示點擊區域下的縣級工單情況。具體情況如圖6所示。

針對搶修原因分析，省級人員可以分析各地市因何種原因產生超時工單或問題工單較多。具體情況如圖7所示。

圖4　超時工單地區統計

圖5　工單分布統計

圖6　各地市工單總量統計

圖7　工單超時原因分析

結語

省地縣一體化配電網信息管理系統，通過借鑒電網調度信息系統的建設，針對配電網調度運行一體化管理工作的不斷深入，對專業管理提出了更新、更高的要求，進一步提高電網整體精益化管理水平。省地縣一體化的配電網調控信息管理首先滿足了省地縣縱向各級間的信息流轉通暢，有利于優化資源配置，提高服務水平，提高綜合效益與安全效益。

DOI：10.3969/j.issn.1001- 8972.2016.13.037