本文關(guān)鍵詞：基于ESB的配電網(wǎng)自動(dòng)化及管理系統(tǒng)信息集成，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

農(nóng)村電網(wǎng)營(yíng)銷(xiāo)配電調(diào)度管理模式優(yōu)化的探討

作者：翟長(zhǎng)國(guó)，黃小銖，葉劍斌，謝 敏，許曉慧，丁孝華

出處：論文網(wǎng)

時(shí)間：2012-12-12

  　　摘要：隨著智能電網(wǎng)的發(fā)展，如何在不失前瞻而又可行的前提下，最大程度上對(duì)農(nóng)村電網(wǎng)信息進(jìn)行整合，是農(nóng)村電網(wǎng)智能化發(fā)展需要解決的問(wèn)題。文中基于對(duì)農(nóng)村電網(wǎng)信息化建設(shè)現(xiàn)狀分析，提出了在生產(chǎn)控制I區(qū)進(jìn)行調(diào)控一體自動(dòng)化整合，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)信息交互總線實(shí)現(xiàn)跨區(qū)跨部門(mén)信息共享，并在此基礎(chǔ)上建立農(nóng)村電網(wǎng)綜合應(yīng)用的營(yíng)銷(xiāo)一配電一調(diào)度（簡(jiǎn)稱營(yíng)配調(diào)）管理優(yōu)化模式。
　　
　　關(guān)鍵詞：農(nóng)村電網(wǎng)；營(yíng)銷(xiāo)一配電一調(diào)度管理模式；調(diào)控一體化；信息交互總線；綜合應(yīng)用；信息整合。
　　
　　0 引言。
　　
　　目前中國(guó)各農(nóng)村電網(wǎng)（以下簡(jiǎn)稱農(nóng)網(wǎng)）經(jīng)過(guò)改造，自動(dòng)化、信息化水平得到了顯著提高。各農(nóng)網(wǎng)供電企業(yè)大都建立了調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)、用電信息采集系統(tǒng)、95598客服系統(tǒng)、生產(chǎn)管理系統(tǒng)（PMS），部分供電企業(yè)還建立了配電自動(dòng)化系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)（GIS），并開(kāi)展了初步的綜合應(yīng)用研究。但隨著系統(tǒng)的增多，信息孤島問(wèn)題也隨之出現(xiàn)Ll ]。農(nóng)網(wǎng)各類信息分布在不同的系統(tǒng)中，缺乏統(tǒng)一的管理和利用，加上農(nóng)網(wǎng)企業(yè)的技術(shù)力量比之上級(jí)電網(wǎng)差距較大，，對(duì)各個(gè)系統(tǒng)的維護(hù)力量不足，使得各類系統(tǒng)的實(shí)用化水平大打折扣。在此背景下，2010年，國(guó)家電網(wǎng)公司開(kāi)展了農(nóng)網(wǎng)智能化試點(diǎn)項(xiàng)目“農(nóng)網(wǎng)營(yíng)配調(diào)管理模式優(yōu)化”課題的研究，為農(nóng)網(wǎng)企業(yè)生產(chǎn)及管理的信息化整合提供參考和借鑒。
　　
　　本文分析了農(nóng)網(wǎng)信息化的現(xiàn)狀，針對(duì)農(nóng)網(wǎng)營(yíng)銷(xiāo)一配電一調(diào)度（以下簡(jiǎn)稱營(yíng)配調(diào)）信息整合的目標(biāo)，提出了在生產(chǎn)控制工區(qū)進(jìn)行自動(dòng)化系統(tǒng)整合，建立農(nóng)電企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化信息交互總線（IEB），并基于此建立農(nóng)網(wǎng)綜合應(yīng)用系統(tǒng)的信息整合模式。
　　
　　1 農(nóng)網(wǎng)信息化現(xiàn)狀。
　　
　　目前，農(nóng)網(wǎng)建設(shè)的系統(tǒng)中，就應(yīng)用情況來(lái)看，調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)已經(jīng)比較成熟，變電站上送的信息也比較規(guī)范，各類標(biāo)準(zhǔn)比較齊全。配電自動(dòng)化系統(tǒng)有了較大發(fā)展，但應(yīng)用范圍還比較局限。由于管理的要求，目前所有用電信息都由營(yíng)銷(xiāo)口徑直接進(jìn)行采集，再轉(zhuǎn)發(fā)到其他相關(guān)系統(tǒng)中。管理信息系統(tǒng)（MIS）等系統(tǒng)各地差異比較大，沒(méi)有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。在信息整合方面，部分地區(qū)做了一些工作，但方式各異，有的通過(guò)GIS進(jìn)行了小范圍的信息整合，有的建設(shè)了農(nóng)網(wǎng)SG186系統(tǒng)或各省自建的系統(tǒng)。從信息整合的信息流上來(lái)看，信息主要是從生產(chǎn)工區(qū)向管理Ⅲ區(qū)進(jìn)行匯總，由Ⅲ區(qū)反送工區(qū)還存在技術(shù)瓶頸。從信息整合的標(biāo)準(zhǔn)化程度上看，目前各類信息整合還是通過(guò)系統(tǒng)間各自建立接口來(lái)完成，缺乏標(biāo)準(zhǔn)性和統(tǒng)一性。整體情況如圖1所示。

　　
　　目前農(nóng)網(wǎng)信息化建設(shè)中存在的主要矛盾如下。
　　
　　1）系統(tǒng)小而全，接口標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，維護(hù)力量薄弱。農(nóng)網(wǎng)各類信息化系統(tǒng)少則7～8個(gè)，多則超過(guò)1O個(gè)。系統(tǒng)間大都通過(guò)定制接口實(shí)現(xiàn)信息交換，缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。而農(nóng)網(wǎng)系統(tǒng)的維護(hù)環(huán)節(jié)比較薄弱，有的只有1個(gè)維護(hù)人員，根本無(wú)法滿足信息化的需要。
　　
　　2）管理方式與技術(shù)手段存在矛盾。目前，農(nóng)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集和存儲(chǔ)技術(shù)已較成熟 ]。但由于管理體制的限制，使得很多信息不得不分開(kāi)存儲(chǔ)[4-53。這些現(xiàn)實(shí)情況必然或多或少限制技術(shù)手段的應(yīng)用，但同時(shí)又是選擇技術(shù)手段時(shí)必須考慮的前提條件。
　　
　　3）農(nóng)網(wǎng)改造資金有限。與城市電網(wǎng)相比，農(nóng)網(wǎng)管轄范圍廣、用戶分散、負(fù)荷輕，而農(nóng)網(wǎng)改造需要長(zhǎng)期的巨額資金投入。目前用于農(nóng)網(wǎng)改造的資金遠(yuǎn)不能滿足農(nóng)網(wǎng)改造的需要。因此，如何充分利用有限的資金進(jìn)行技術(shù)性升級(jí)，是當(dāng)前農(nóng)網(wǎng)改造需要細(xì)致考慮的問(wèn)題。
　　
　　2 總體方案。
　　
　　農(nóng)網(wǎng)營(yíng)配調(diào)管理模式u 優(yōu)化的目標(biāo)是：通過(guò)技術(shù)手段，在切合實(shí)際的前提下，對(duì)各個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，減少信息孤島，進(jìn)而優(yōu)化農(nóng)網(wǎng)各類系統(tǒng)構(gòu)成，促進(jìn)農(nóng)網(wǎng)發(fā)展。根據(jù)上述目標(biāo)，在選擇技術(shù)手段時(shí)，需要充分考慮技術(shù)和管理的發(fā)展趨勢(shì)，同時(shí)又要兼顧農(nóng)網(wǎng)現(xiàn)狀，使得方案切實(shí)可行。
　　
　　信息整合可以按照電力安全分區(qū)進(jìn)行。生產(chǎn)控制I區(qū)目前主要存在調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)、配電自動(dòng)化系統(tǒng)、電壓無(wú)功控制（VQC）系統(tǒng)等。這些系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)耦合性強(qiáng)，比如調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的變電站出線開(kāi)關(guān)動(dòng)作信息往往是饋線自動(dòng)化功能的啟動(dòng)條件，而VQc系統(tǒng)所需的母線電壓、電網(wǎng)無(wú)功的數(shù)據(jù)則可以來(lái)自調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)。因此，可以通過(guò)調(diào)控一體化支撐平臺(tái)對(duì)各類數(shù)據(jù)進(jìn)行整合[3 ]。在此平臺(tái)之上根據(jù)應(yīng)用分為調(diào)度自動(dòng)化、配電自動(dòng)化、VQC、臺(tái)區(qū)自動(dòng)化、集中控制等功能。這種整合方式不影響目前的生產(chǎn)管理方式，同時(shí)減少了系統(tǒng)個(gè)數(shù)，減輕了維護(hù)工作量。在其他安全區(qū)內(nèi)，數(shù)據(jù)不同其歸口部門(mén)也不同。就目前農(nóng)網(wǎng)的發(fā)展情況來(lái)看，要打破管理體制的約束，由統(tǒng)一口徑進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和存儲(chǔ)還需要較長(zhǎng)的一段時(shí)間。
　　
　　因此，建立快速的信息交換通道，實(shí)現(xiàn)各歸口部門(mén)的數(shù)據(jù)共享是目前切實(shí)可行的一種手段。就目前省地級(jí)電網(wǎng)的發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，通過(guò)跨安全區(qū)跨部門(mén)的信息交互總線進(jìn)行信息整合是一種合適的技術(shù)手段EH 14]。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)農(nóng)網(wǎng)實(shí)際需求，建立基于IEB的農(nóng)網(wǎng)綜合應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)信息整合。農(nóng)網(wǎng)的營(yíng)配調(diào)管理模式優(yōu)化可采取圖2所示的模式。
　　
　　3 自動(dòng)化系統(tǒng)整合模式。
　　
　　在各個(gè)農(nóng)網(wǎng)供電企業(yè)中，調(diào)度自動(dòng)化、配電自動(dòng)化的維護(hù)和使用一般由同一組人員來(lái)完成。通過(guò)建立基于統(tǒng)一平臺(tái)的調(diào)控一體化系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)控制工區(qū)的信息化整合……‘ 。，“ ，減少維護(hù)的人力和物力。調(diào)控一體化系統(tǒng)的平臺(tái)構(gòu)成如圖3所示。
　　

 

 
　　在硬件平臺(tái)和操作系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，建立調(diào)控一體化支撐平臺(tái)，提供圖形、報(bào)表、權(quán)限、告警、計(jì)算、信息分層和數(shù)據(jù)接口等服務(wù)。調(diào)控一體化支撐平臺(tái)采用IEC 61970標(biāo)準(zhǔn)一一公共信息模型（CIM）及其擴(kuò)展的建模方式，數(shù)據(jù)接口服務(wù)遵循IEC 61968標(biāo)準(zhǔn)接口模型。在一體化支撐平臺(tái)上構(gòu)建各類應(yīng)用功能，包括數(shù)據(jù)采集應(yīng)用、數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控（SCADA）應(yīng)用、集中控制應(yīng)用、配電自動(dòng)化應(yīng)用、電網(wǎng)分析應(yīng)用、智能臺(tái)區(qū)應(yīng)用、web發(fā)布、VQC應(yīng)用等。
　　
　　就數(shù)據(jù)流而言，調(diào)控一體自動(dòng)化系統(tǒng)對(duì)變電站數(shù)據(jù)和配電網(wǎng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一采集，實(shí)現(xiàn)調(diào)配的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控（SCADA）功能。在此基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)集中控制、配電自動(dòng)化、電網(wǎng)分析等應(yīng)用。同時(shí)，結(jié)合目前農(nóng)網(wǎng)智能臺(tái)區(qū)的發(fā)展情況ll引，將臺(tái)區(qū)自動(dòng)化數(shù)據(jù)在此平臺(tái)上進(jìn)行整合，并擴(kuò)展智能臺(tái)區(qū)應(yīng)用。臺(tái)區(qū)的電量數(shù)據(jù)由于歸口不同，將其送至用電信息采集系統(tǒng)。整體數(shù)據(jù)流如圖4所示。

 
　　
　　總體而言，調(diào)控一體化系統(tǒng)在對(duì)調(diào)度、配電網(wǎng)、臺(tái)區(qū)信息統(tǒng)一采集的基礎(chǔ)上，可以實(shí)現(xiàn)四大應(yīng)用：調(diào)度自動(dòng)化、配電自動(dòng)化、集中控制應(yīng)用、智能臺(tái)區(qū)應(yīng)用。調(diào)度自動(dòng)化主要實(shí)現(xiàn)的功能包括調(diào)度SCADA、全景事故追憶、調(diào)度管理和高級(jí)應(yīng)用等功能。配電自動(dòng)化應(yīng)用主要實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)SCADA、饋線自動(dòng)化、配電自動(dòng)化設(shè)備監(jiān)測(cè)和配電網(wǎng)管理等功能。集中控制應(yīng)用主要實(shí)現(xiàn)信息分層分區(qū)、面向間隔的信息處理、智能光字牌、專家告警等功能。智能臺(tái)區(qū)應(yīng)用主要實(shí)現(xiàn)臺(tái)區(qū)管理、實(shí)時(shí)信息監(jiān)測(cè)、電量監(jiān)測(cè)、諧波監(jiān)測(cè)、三相平衡分析、線損分析和竊電分析等功能。根據(jù)功能分類，整個(gè)系統(tǒng)的典型配置如圖5N 示。

 
　　
　　典型系統(tǒng)可配置雙數(shù)據(jù)和雙應(yīng)用服務(wù)器，前置服務(wù)器可根據(jù)采集對(duì)象劃分為調(diào)度采集服務(wù)器和配電網(wǎng)采集服務(wù)器2組。工作站由調(diào)配工作站、集控工作站、臺(tái)區(qū)應(yīng)用工作站以及其他工作站構(gòu)成，并配備Web發(fā)布子系統(tǒng)。根據(jù)不同農(nóng)網(wǎng)的發(fā)展情況，系統(tǒng)在硬件配置和軟件功能上可靈活增減。
　　
　　4 管理區(qū)信息整合模式。
　　
　　早期的農(nóng)網(wǎng)信息集成主要采用數(shù)據(jù)集成的方式，建立農(nóng)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心并在此基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)應(yīng)用。隨著農(nóng)網(wǎng)信息規(guī)模的日益龐大，這種方式逐漸受到制約E。 ]。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，面向服務(wù)的架構(gòu)（SOA）l3 正逐步推廣采用，SOA也正成為電力系統(tǒng)信息集成的主流方法 ]。SOA 由3個(gè)參與者和3個(gè)基本操作構(gòu)成。3個(gè)參與者分別是服務(wù)提供者、服務(wù)請(qǐng)求者和服務(wù)代理；3個(gè)基本操作分別為發(fā)布、查找和綁定。如圖6所示。

 
　　
　　SOA模型的基本操作原理為：服務(wù)提供者通過(guò)在服務(wù)代理注冊(cè)來(lái)配置和發(fā)布服務(wù)；服務(wù)請(qǐng)求者通過(guò)服務(wù)代理查找注冊(cè)記錄來(lái)找到服務(wù)；服務(wù)請(qǐng)求者綁定到服務(wù)提供者，并使用可以請(qǐng)求的服務(wù)。SOA技術(shù)的關(guān)鍵在于統(tǒng)一的數(shù)據(jù)規(guī)范，在農(nóng)電系統(tǒng)中，可以采用IEC 61968作為統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。
　　
　　目前，基于SOA 的信息集成主要有信息集成平臺(tái)和IEB這2種模式，其模式邏輯結(jié)構(gòu)如圖7所示。信息集成平臺(tái)模式通過(guò)建立信息集成平臺(tái)將各個(gè)系統(tǒng)信息匯集并以此為基礎(chǔ)建立綜合應(yīng)用系統(tǒng)。
　　
　　這種模式更加強(qiáng)調(diào)綜合應(yīng)用系統(tǒng)的建設(shè)，對(duì)于已有系統(tǒng)的升級(jí)改造考慮較少。IEB模式通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化信息交互總線為各個(gè)系統(tǒng)打通信息通道，各個(gè)系統(tǒng)可基于此進(jìn)行各自功能的擴(kuò)展和升級(jí)，同時(shí)可建立綜合應(yīng)用系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)綜合性應(yīng)用功能。這種模式充分考慮了現(xiàn)有系統(tǒng)功能的完善，更符合目前電力系統(tǒng)管理的現(xiàn)狀和需要。

　　
　　IEB是基于SOA建立的支持配電自動(dòng)化系統(tǒng)、調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)、GIS、PMS、用電信息采集系統(tǒng)等各系統(tǒng)之間實(shí)現(xiàn)各類實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、靜態(tài)數(shù)據(jù)、圖形數(shù)據(jù)交互的技術(shù)支撐平臺(tái)，遵循IEC 61968標(biāo)準(zhǔn)_1 。IEB通過(guò)對(duì)大容量信息、多線程、多種數(shù)據(jù)集成模式的支持，建立了事件通知、數(shù)據(jù)同步、安全機(jī)制、數(shù)據(jù)提取等服務(wù)，實(shí)現(xiàn)了信息交換模型管理、實(shí)時(shí)與準(zhǔn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸、接入系統(tǒng)管理等功能。數(shù)據(jù)總線的信息交互模型如圖8所示。

　　
　　在應(yīng)用中，IEB是服務(wù)代理中心，各個(gè)系統(tǒng)既是服務(wù)提供者也是服務(wù)請(qǐng)求者。各個(gè)系統(tǒng)按照IEC61968標(biāo)準(zhǔn)在IEB中注冊(cè)所能提供的服務(wù)，同時(shí)作為服務(wù)請(qǐng)求者從IEB中獲取需要的服務(wù)。作為代理中心，IEB需要提供各個(gè)系統(tǒng)的注冊(cè)服務(wù)，并提供查找、授權(quán)、綁定等管理服務(wù)。這樣，對(duì)于各個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)而言，無(wú)需關(guān)心數(shù)據(jù)來(lái)源，只需要按照標(biāo)準(zhǔn)向總線注冊(cè)服務(wù)和發(fā)送數(shù)據(jù)請(qǐng)求�？偩�將通過(guò)內(nèi)部機(jī)制以及與其他系統(tǒng)的接口實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的獲取和傳輸，徹底改變了系統(tǒng)間各自做接口的傳統(tǒng)做法，簡(jiǎn)化了系統(tǒng)數(shù)據(jù)共享模型。

 
　　
　　IEB是一個(gè)跨安全區(qū)的信息系統(tǒng)，內(nèi)部封裝了正向和反向物理隔離。應(yīng)用于省地級(jí)的IEB涉及設(shè)備多、配置高。根據(jù)目前農(nóng)網(wǎng)的特點(diǎn)，可以采用簡(jiǎn)化的配置，其硬件配置如圖9所示。

 
　　
　　5 農(nóng)網(wǎng)營(yíng)配調(diào)綜合應(yīng)用。
　　
　　基于標(biāo)準(zhǔn)化IEB建立農(nóng)網(wǎng)營(yíng)配調(diào)綜合應(yīng)用子系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)網(wǎng)各類數(shù)據(jù)的綜合應(yīng)用分析。農(nóng)網(wǎng)營(yíng)配調(diào)綜合應(yīng)用子系統(tǒng)采用瀏覽器／服務(wù)器（B／S）架構(gòu)，按照數(shù)據(jù)處理的流程可分為數(shù)據(jù)交互層、數(shù)據(jù)分析層和數(shù)據(jù)表示層3層結(jié)構(gòu)，如圖1O所示。

 
　　
　　數(shù)據(jù)交互層建立與標(biāo)準(zhǔn)化IEB互連的接口，根據(jù)應(yīng)用層的數(shù)據(jù)要求向總線進(jìn)行數(shù)據(jù)請(qǐng)求。數(shù)據(jù)分析層是對(duì)請(qǐng)求得到的各類數(shù)據(jù)按應(yīng)用進(jìn)行規(guī)劃、分類、整理和統(tǒng)計(jì)，并進(jìn)行數(shù)據(jù)組織。數(shù)據(jù)表示層將農(nóng)網(wǎng)數(shù)據(jù)以不同應(yīng)用的方式進(jìn)行展示。
　　
　　農(nóng)網(wǎng)營(yíng)配調(diào)綜合應(yīng)用系統(tǒng)_】伽的功能構(gòu)成如下。
　　
　　1）企業(yè)門(mén)戶：建立農(nóng)電企業(yè)的門(mén)戶網(wǎng)站，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一登錄認(rèn)證、信息發(fā)布和維護(hù)、資源上傳下載、文檔管理、廣告、公用信息管理等功能。
　　
　　2）農(nóng)網(wǎng)運(yùn)行概況分析：以地理信息為背景，展現(xiàn)農(nóng)網(wǎng)的整體運(yùn)行情況，提供各類設(shè)備的信息查詢。
　　
　　3）業(yè)務(wù)情況分析：從時(shí)間、電壓等級(jí)、用電類型、業(yè)務(wù)處理類型等方面分析業(yè)務(wù)處理情況并進(jìn)行考核，分析業(yè)務(wù)趨勢(shì)。
　　
　　4）客戶情況分析：從時(shí)間、電壓等級(jí)、用電類型、業(yè)務(wù)處理類型等方面分析客戶群體構(gòu)成，統(tǒng)計(jì)各類客戶的新裝、增容、減容等業(yè)務(wù)情況。
　　
　　5）售電情況分析：從不同角度分析各個(gè)供電所售電構(gòu)成情況、同期售電量和電量變化趨勢(shì)。
　　
　　6）設(shè)備狀態(tài)檢修：對(duì)設(shè)備進(jìn)行綜合管理，從臺(tái)賬、運(yùn)行情況等方面分析設(shè)備狀態(tài)，安排合理的檢修計(jì)劃，并利用地理信息分析最佳檢修路徑等功能。
　　
　　7）線損分析：從時(shí)間、供電單位、電壓等級(jí)等不同角度進(jìn)行電量的匯總統(tǒng)計(jì)，分析線損電量、線損率等。
　　
　　8）票據(jù)分析：從時(shí)間、供電單位、工作票以及操作票不同種類等角度，統(tǒng)計(jì)各類票據(jù)的執(zhí)行情況、統(tǒng)計(jì)執(zhí)行率、合格率等內(nèi)容。
　　
　　9）其他應(yīng)用：根據(jù)農(nóng)網(wǎng)的發(fā)展，在IEB模式下擴(kuò)充其他各類應(yīng)用。
　　
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