1 現(xiàn)狀分析

    1.1 電網(wǎng)企業(yè)信息化現(xiàn)狀

    隨著電網(wǎng)企業(yè)信息化水平的不斷提高，信息化建設形成了對電網(wǎng)進行監(jiān)控分析的能量管理系統(tǒng)（EMS/SCADA）、配網(wǎng)自動化、計量自動化系統(tǒng)、主網(wǎng)生產(chǎn)系統(tǒng)、配網(wǎng)生產(chǎn)系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)（GIS）、營銷技術(shù)支持系統(tǒng)等等。這些應用系統(tǒng)關(guān)心電網(wǎng)的不同方面，如EMS/SCADA關(guān)心主網(wǎng)的實時與歷史運行狀態(tài)，主網(wǎng)生產(chǎn)系統(tǒng)關(guān)心主網(wǎng)設備臺帳及運行信息，計量自動化系統(tǒng)關(guān)心變電站、配變的電量計量信息，配網(wǎng)生產(chǎn)系統(tǒng)關(guān)心配網(wǎng)中的設備臺帳和運行信息，而配網(wǎng)GIS系統(tǒng)則關(guān)注與配網(wǎng)設備的地理信息。

    1.2 存在問題

    隨著各業(yè)務系統(tǒng)建設推進，如何打破目前系統(tǒng)職能分隔，最大限度發(fā)揮各業(yè)務系統(tǒng)及其信息的功效，取決與企業(yè)級的信息集成。從某種程度上來說，這些應用系統(tǒng)之間存在信息間隙。為深化供電企業(yè)信息化建設，需要使這些信息相互關(guān)聯(lián)，形成一個統(tǒng)一的信息資產(chǎn)，為決策者了解所轄電網(wǎng)的全景信息提供技術(shù)基礎(chǔ)。近幾年的信息化建設也更多地在集成方面進行探索和研究，分別建立了營配一體化、SOA集成平臺等集成應用，但這些應用僅限于一兩個系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)集成，對企業(yè)管理的提升有限。而隨著企業(yè)管理水平的提高，越來越多的管理問題暴露出來，迫切需要用信息技術(shù)手段為管理提供強大的支撐。這些問題主要表現(xiàn)為以下幾個方面：

    （1）目前生產(chǎn)管理系統(tǒng)中缺少從主網(wǎng)到客戶的一體化電網(wǎng)模型，導致制定停電計劃時，只考慮停電事件對供電可靠性的影響，未考慮對用戶的影響，無法確保用戶停電不超時、不超次。同時故障停電事件的處理跨越多個業(yè)務系統(tǒng)，系統(tǒng)間信息傳遞不通暢，客服人員無法及時了解現(xiàn)場工作情況，影響客服質(zhì)量。

    （2）由于應急指揮平臺的建設，應急指揮需要更加全面、有效的電網(wǎng)信息，包括急修、調(diào)度、客服人員需面對主網(wǎng)生產(chǎn)、能量管理系統(tǒng)（EMS/SCADA）、配網(wǎng)生產(chǎn)、地理信息系統(tǒng)（GIS）、營銷管理信息系統(tǒng)等多個業(yè)務系統(tǒng)，操作復雜，而且難以全面獲取所需信息。

    （3）管理上要求對全電網(wǎng)數(shù)據(jù)進行準確有效的統(tǒng)計和分析，這就要求主網(wǎng)和配網(wǎng)的數(shù)據(jù)能準確關(guān)聯(lián)，主、配網(wǎng)生產(chǎn)系統(tǒng)中的管理數(shù)據(jù)和EMS系統(tǒng)的運行數(shù)據(jù)進行實時、準確的關(guān)聯(lián)。

    1.3 需求分析

    數(shù)字供電集成應用的建設是電力企業(yè)集成應用建設的重點建設內(nèi)容和基礎(chǔ)性工作，通過該中心將構(gòu)建“主網(wǎng)-配網(wǎng)-用戶”一體化的電網(wǎng)模型，有機銜接目前電網(wǎng)企業(yè)在信息系統(tǒng)中由于業(yè)務管理習慣形成的主網(wǎng)到配網(wǎng)之間的電網(wǎng)斷點，實現(xiàn)電網(wǎng)在現(xiàn)實世界與信息系統(tǒng)中的統(tǒng)一，為各相關(guān)業(yè)務的綜合集成應用和信息資源的深入開發(fā)提供基礎(chǔ)支撐。數(shù)據(jù)交換中心的建設目標如下：

    1) 實現(xiàn)主網(wǎng)、配網(wǎng)、用戶相關(guān)的靜態(tài)信息和實時信息的無縫集成；

    2) 按照統(tǒng)一的數(shù)據(jù)規(guī)劃，通過信息集成技術(shù)接入相關(guān)應用系統(tǒng)，規(guī)范相關(guān)應用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理模式，為每一個數(shù)據(jù)對象和數(shù)據(jù)屬性落實唯一的管理源頭，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的唯一性和規(guī)范化；

    3) 基于邏輯原理圖和地理信息延布圖，建立圖形化展示平臺，提供從主網(wǎng)至配網(wǎng)、一直到低壓客戶信息的分類分層多維度展示功能；

    4) 提供基于全電網(wǎng)拓撲分析、實時數(shù)據(jù)的服務接口、全電網(wǎng)的模型服務、和全電網(wǎng)的圖形服務，為相關(guān)業(yè)務系統(tǒng)提供基礎(chǔ)服務。

2 設計實施

    2.1 模型集成

    在當前階段，業(yè)務數(shù)據(jù)模型因為歷史原因，分散在各系統(tǒng)中，分別按照自身業(yè)務需要構(gòu)建，而且沒有統(tǒng)一的標準。比如EMS系統(tǒng)只有變電站內(nèi)部的設備模型和SVG圖，GIS系統(tǒng)有變電站之外的拓撲信息，主網(wǎng)生產(chǎn)系統(tǒng)只有主網(wǎng)設備功能位置、設備臺帳等信息，配網(wǎng)生產(chǎn)系統(tǒng)只有配網(wǎng)設備功能位置、設備臺帳�？紤]到這些情況，模型集成分兩部分來實現(xiàn)：

    首先，EMS系統(tǒng)將SVG圖形、變電站內(nèi)設備模型導入到主網(wǎng)生產(chǎn)系統(tǒng)中，在主網(wǎng)生產(chǎn)系統(tǒng)中建立設備功能位置與EMS變電站內(nèi)設備模型之間的映射關(guān)聯(lián)關(guān)系。

    然后，將EMS系統(tǒng)的SVG圖形轉(zhuǎn)換成GIS系統(tǒng)可以識別的圖形格式，導入到GIS系統(tǒng)中，并在GIS系統(tǒng)中負責完成圖形的拼接，即將配網(wǎng)10kV線路掛接到EMS的主網(wǎng)接線圖上，從而完成從主網(wǎng)到配網(wǎng)的模型集成。

    2.2 實時數(shù)據(jù)編碼集成

    對于已經(jīng)建成的業(yè)務系統(tǒng)的量測數(shù)據(jù)重新編碼，代價極大。目前，EMS/SCADA系統(tǒng)、計量自動化系統(tǒng)、在線監(jiān)測系統(tǒng)等業(yè)務系統(tǒng)的實時數(shù)據(jù)均存入實時數(shù)據(jù)庫，有部分業(yè)務系統(tǒng)（如計量自動化系統(tǒng)）實時數(shù)據(jù)量測點命名采用的是內(nèi)部數(shù)據(jù)編碼。外部業(yè)務系統(tǒng)從實時數(shù)據(jù)庫中獲取實時數(shù)據(jù)，沒有統(tǒng)一的編碼，增加了應用集成的復雜度。

    從實際情況出發(fā)，在GIS系統(tǒng)上展示全網(wǎng)實時數(shù)據(jù)，可在GIS系統(tǒng)統(tǒng)一建編碼和映射表，在實時數(shù)據(jù)庫上包裝成實時數(shù)據(jù)服務，屏蔽內(nèi)部的數(shù)據(jù)ID標識，外部系統(tǒng)按照GIS系統(tǒng)統(tǒng)一的編碼訪問實時數(shù)據(jù)。這樣，通過維護GIS系統(tǒng)編碼和實時數(shù)據(jù)內(nèi)部ID的映射關(guān)系表，可以屏蔽編碼不統(tǒng)一的問題，真正實現(xiàn)在GIS平臺展示全網(wǎng)實時數(shù)據(jù)，建立基于GIS系統(tǒng)的數(shù)字供電集成應用。

    2.3 EMS/SCADA集成

    EMS/SCADA系統(tǒng)可以提供主網(wǎng)實時數(shù)據(jù)、電網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu)、220kV潮流圖、110kV片網(wǎng)圖和站內(nèi)一次接線圖。在本項目中，EMS/SCADA系統(tǒng)接入準實時數(shù)據(jù)總線，將圖形模型導出到數(shù)據(jù)交換中心，將其采集的實時數(shù)據(jù)寫入到實時數(shù)據(jù)庫，GIS系統(tǒng)通過準實時數(shù)據(jù)總線從數(shù)據(jù)交換中心獲取輸網(wǎng)模型，在主網(wǎng)生產(chǎn)系統(tǒng)上建立功能位置編碼映射，保證與EMS/SCADA的圖模是同步一致。同時，數(shù)字供電系統(tǒng)通過準實時數(shù)據(jù)總線從實時數(shù)據(jù)庫中獲取實時數(shù)據(jù)，便可以展示主網(wǎng)設備中的實時數(shù)據(jù)了。

    2.4 計量自動化系統(tǒng)集成

    計量自動化系統(tǒng)為數(shù)字供電提供了計量裝置和客戶表計用電數(shù)據(jù)或凍結(jié)數(shù)據(jù)。計量自動化系統(tǒng)通過準實時數(shù)據(jù)總線從營銷系統(tǒng)中獲取計量表計和客戶功能位置，從數(shù)據(jù)交換中心獲取饋線和配變功能位置，同時，將準實時數(shù)據(jù)寫入實時數(shù)據(jù)庫。這樣，與營銷系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)集成，便可以在數(shù)字供電中展示主網(wǎng)關(guān)口計量信息、配變實時數(shù)據(jù)、客戶負荷、用電數(shù)據(jù)或凍結(jié)數(shù)據(jù)了。

    2.5 主網(wǎng)生產(chǎn)系統(tǒng)集成

    主網(wǎng)生產(chǎn)系統(tǒng)主要提供主網(wǎng)模型臺帳（含功能位置和設備資產(chǎn)信息）和主網(wǎng)運行管理類信息，在數(shù)字供電系統(tǒng)中展主網(wǎng)設備臺帳信息和主網(wǎng)運行信息。

    在GIS讀取生產(chǎn)運行信息，使得在GIS上可以查詢主網(wǎng)運行信息；工程系統(tǒng)將主網(wǎng)工程投產(chǎn)移交工程資料給主網(wǎng)系統(tǒng)；生產(chǎn)系統(tǒng)讀取準實時平臺的實時負荷信息。

    2.6 配網(wǎng)生產(chǎn)系統(tǒng)集成

    1) 提供配網(wǎng)模型設備資產(chǎn)信息和配網(wǎng)運行管理類信息配網(wǎng)生產(chǎn)系統(tǒng)主要提供配網(wǎng)模型臺帳和配網(wǎng)運行信息，在數(shù)字供電系統(tǒng)中展配網(wǎng)設備臺帳信息和配網(wǎng)運行信息。

    2) 獲取停電用戶列表信息

    提供“停電用戶列表（低壓用戶）”查詢接口，為供電可靠性統(tǒng)計提供用戶數(shù)據(jù)支撐，為停電計劃或臨時停電提供決策支持。

    3) 停電記錄查詢接口

    提供遠程集抄系統(tǒng)（計量自動化）的停電記錄查詢接口，為供電可靠性統(tǒng)計提供用戶數(shù)據(jù)支撐，為停電計劃或臨時停電提供決策支持。

    4) 獲取變壓器的“是否完全遠程抄表”信息

    自動同步變壓器的“是否完全遠程抄表”信息。將遠程集抄系統(tǒng)（計量自動化）的“遠程抄表”信息進行匯總處理，轉(zhuǎn)換成變壓器的“是否完全遠程抄表”信息，自動同步到配網(wǎng)系統(tǒng)。

    2.7 營銷管理系統(tǒng)集成

    營銷系統(tǒng)主要提供客戶賬號、表計信息、計量點信息等與電網(wǎng)直接關(guān)聯(lián)的功能位置、臺帳以及購售電量信息，需要提供區(qū)縣（鎮(zhèn)）、供電所、廠站、線路（10kV低壓配電線路、母線、旁路、聯(lián)絡線）、臺區(qū)、專變用戶、低壓用戶、表計（專變用戶表計、低壓用戶表計）等對象的基礎(chǔ)檔案。

    計量自動化主站與地區(qū)營銷系統(tǒng)之間存在基礎(chǔ)檔案共享、自動抄讀凍結(jié)電量共享、手工抄讀凍結(jié)電量共享、報警處理流程協(xié)作、停電處理流程協(xié)作、預付費流程協(xié)作等接口需求。

    2.8 雷電監(jiān)測系統(tǒng)集成

    雷電定位監(jiān)測系統(tǒng)是一整套全自動、大面積、高精度、實時雷電監(jiān)測系統(tǒng)，通過該系統(tǒng)的集成接入，能實時遙測并顯示云對地閃擊的時間、位置、雷電流峰值和極性、回擊次數(shù)以及每次回擊的參數(shù)，雷擊點的分時彩色圖能清晰的顯示雷暴的運動軌跡。

    2.9 創(chuàng)先指標系統(tǒng)集成

    創(chuàng)先指標系統(tǒng)主要包括的內(nèi)容如下：

    1) 省公司戰(zhàn)略駕駛艙

    省公司決策層對全局關(guān)鍵戰(zhàn)略指標監(jiān)控，提供駕駛艙指標定制功能，按找領(lǐng)導關(guān)注點可以個性化定制在駕駛艙的指標。指標范圍是全省關(guān)鍵指標。提供指標下鉆分析功能。

    2)省公司部門駕駛艙

    省公司各部門指標監(jiān)控提供駕駛艙指標定制功能，按找部門領(lǐng)導關(guān)注點可以個性化定制在駕駛艙的指標。指標范圍是本部門業(yè)務范圍關(guān)注的關(guān)鍵指標。提供指標下鉆分析功能。

    3)地市局戰(zhàn)略駕駛艙

    地市局戰(zhàn)略駕駛艙：地市領(lǐng)導對關(guān)鍵戰(zhàn)略指標監(jiān)控。指標范圍是本地各業(yè)務的關(guān)鍵指標。提供指標下鉆分析功能。

    4)地市局部門駕駛艙

    對地市各部門指標監(jiān)控。指標范圍是本部門業(yè)務范圍關(guān)注的關(guān)鍵指標。提供指標下鉆分析功能。

    2.10 實現(xiàn)主配網(wǎng)實時數(shù)據(jù)無縫集成及展現(xiàn)分析

    項目實現(xiàn)全電網(wǎng)地理信息SVG圖到站內(nèi)接線圖的跳轉(zhuǎn)；實現(xiàn)站內(nèi)接線圖到配網(wǎng)單線圖的跳轉(zhuǎn)；實現(xiàn)營銷客戶頁面的集成。目前實時數(shù)據(jù)主要分為主配網(wǎng)兩個部分，兩部分之間沒有明顯的關(guān)聯(lián)和集中應用，配網(wǎng)實時數(shù)據(jù)又包含配網(wǎng)自動化和計量自動化兩部分，這兩部分之間也沒有明顯的關(guān)聯(lián)和集中應用，數(shù)字供電在主配網(wǎng)模型一體化的基礎(chǔ)上，又通過技術(shù)手段實現(xiàn)了主配網(wǎng)實時數(shù)據(jù)無縫集成及展示分析。

3 應用亮點

    3.1 建設了企業(yè)級信息集成平臺，構(gòu)建了從500kV設備到0.4kV用戶一體化的全電網(wǎng)模型

    項目建設了企業(yè)級信息集成平臺，規(guī)范了相關(guān)接口規(guī)約，集成了主網(wǎng)生產(chǎn)系統(tǒng)、配網(wǎng)生產(chǎn)系統(tǒng)、電力營銷系統(tǒng)、GIS系統(tǒng)、計量自動化、EMS/SCADA系統(tǒng)等電網(wǎng)核心系統(tǒng)數(shù)據(jù)。實現(xiàn)了從500kV設備到0.4kV用戶一體化的全電網(wǎng)模型，形成一個統(tǒng)一的“數(shù)字供電”信息資產(chǎn)，為決策者了解所轄電網(wǎng)的全景信息提供技術(shù)基礎(chǔ)。

    3.2 實現(xiàn)了電網(wǎng)四度空間管理

    數(shù)字供電基于現(xiàn)實空間中的全電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，將電網(wǎng)管理中關(guān)鍵的管理數(shù)據(jù)和信息納入到ECIM空間，利用ECIM規(guī)范將這些數(shù)據(jù)和信息規(guī)范統(tǒng)一的存儲、管理起來。當一個完整的CIM模型空間建立起來后，能夠為電網(wǎng)數(shù)據(jù)的圖形化提供堅實的基礎(chǔ)，結(jié)合地理信息數(shù)據(jù)和圖形，可以形成一個完整的基于地理空間的電網(wǎng)圖形，并且能夠提供基于電網(wǎng)的拓撲分析功能，依據(jù)電網(wǎng)拓撲，還可以生成電氣邏輯接線圖，組建電氣拓撲空間，簡潔明了的體現(xiàn)全電網(wǎng)的拓撲連接情況，并最終實現(xiàn)了圍繞ECIM模型空間，從電網(wǎng)現(xiàn)實空間到電網(wǎng)地理空間最終到電氣拓撲空間的電網(wǎng)四度空間管理，為電網(wǎng)的管理、監(jiān)測和分析提供全省范圍的統(tǒng)一視圖。

    3.3 實現(xiàn)了主配網(wǎng)SVG圖直至低壓用戶的無縫銜接跳轉(zhuǎn)

    數(shù)字供電從EMS系統(tǒng)中接入主網(wǎng)SVG站內(nèi)一次接線圖，從配網(wǎng)GIS系統(tǒng)中接入配網(wǎng)SVG饋線單線圖，并通過技術(shù)手段將主網(wǎng)SVG與配網(wǎng)SVG銜接了起來，實現(xiàn)從主網(wǎng)到配網(wǎng)的SVG接線圖跳轉(zhuǎn)，并通過界面集成將主、配網(wǎng)生產(chǎn)系統(tǒng)及營銷用戶信息關(guān)聯(lián)起來，還原了站-線-變-戶的拓撲關(guān)系，實現(xiàn)了主、配網(wǎng)SVG接線圖的統(tǒng)一展現(xiàn)和管理。

    3.4 創(chuàng)先指標可視化展示

    指標展示是基于“數(shù)字供電”的圖形化指標展示平臺與數(shù)據(jù)權(quán)限以及展示模型的基礎(chǔ)上，將指標的分析展示面向其數(shù)據(jù)所涉及的各級組織向下分解，并在各級形成分析對比，完成數(shù)據(jù)自下而上的收集，自上而下的分析與應用。

    “數(shù)字供電”的圖形化展示平臺采用省地兩級分別部署的架構(gòu)，在全省GIS地圖界面上進行全省電網(wǎng)信息和指標的綜合展示；在地市局GIS地圖界面上提供本地電網(wǎng)信息和指標的綜合展示。

4 后續(xù)高級功能規(guī)劃

    電網(wǎng)企業(yè)圖模數(shù)據(jù)交換中心的成功建設實施，給企業(yè)信息化建設提供了良好的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)和扎實的技術(shù)保障，使得企業(yè)級應用的高級分析、輔助決策等功能得以實現(xiàn)。

    4.1 拓撲追蹤、校驗

    供配電系統(tǒng)是城市電力系統(tǒng)的重要組成部分，它直接聯(lián)系供電企業(yè)和用戶，由高低壓供電線路、變電所、配電間、配電箱、低壓設備和用戶終端等實體組成的，而變電所內(nèi)又配置了大量的供電設備，線路設置復雜，設備數(shù)量龐大，資料數(shù)據(jù)繁雜，一直是供電系統(tǒng)管理的重點和難點。

    基于省地兩級的信息集成平臺，通過拓撲分析，可以實現(xiàn)供電電源追蹤和供電范圍追蹤，根據(jù)電壓等級和帶點狀態(tài)對圖上的設備進行著色。供電電源拓撲追蹤：在配電網(wǎng)絡圖上選取任意一條線路或者某個用戶點，通過網(wǎng)絡拓撲追蹤功能，自動追蹤到該條線路的供電電源點，如變電站的某條出線或某個區(qū)域的供電電源點。

    電源供電范圍拓撲追蹤：在全省地理圖上選擇某座變電站，或者變電站中的某條出線，系統(tǒng)將該變變電站的供電范圍進行統(tǒng)計，在地圖上將該范圍渲染，并列出供電范圍所帶來的全部用戶信息。

    4.2 停電范圍分析

    在確定電網(wǎng)設備故障后，啟動網(wǎng)絡拓撲分析，可以計算出故障后線路的帶電狀態(tài)，對停電線路動態(tài)著色，對該設備影響的線路范圍閃爍警示。在故障處理之前，整條停電線路均為停電狀態(tài)。同時，可以顯示該設備的當前實時電流和電壓的遙測值。

    在安排設備檢修或停運計劃時，同樣通過網(wǎng)絡拓撲分析，可以確定出具體的停電影響范圍，其區(qū)域以不同的顏色進行標示。

    4.3 負荷特性分析

    基于全省統(tǒng)一的電網(wǎng)模型、圖形和實時數(shù)據(jù)，可以從不同的視覺展示負荷特性，用戶可以靈活的進行下鉆、上卷，生成不同視覺的報表、曲線。包括日負荷、月負荷、年負荷、負荷率、峰谷差、節(jié)假日負荷等。

5 小結(jié)

    數(shù)字供電集成應用項目基于企業(yè)級信息集成平臺，構(gòu)建了圖模數(shù)據(jù)交換中心，提供了電網(wǎng)圖模智能交互分析功能，集成了生產(chǎn)管理、GIS、營銷、EMS/SCADA等核心業(yè)務系統(tǒng)，實現(xiàn)了電網(wǎng)圖形數(shù)據(jù)、實施數(shù)據(jù)和業(yè)務數(shù)據(jù)的無縫集成。項目搭建了依據(jù)GIS的圖形展現(xiàn)平臺，實現(xiàn)了電網(wǎng)設備在地理空間、邏輯空間、拓撲空間的可視化，有效解決了業(yè)務系統(tǒng)信息孤島的問題，為電網(wǎng)一體化運營管理奠定了基礎(chǔ)。

核心關(guān)注：拓步ERP系統(tǒng)平臺是覆蓋了眾多的業(yè)務領(lǐng)域、行業(yè)應用，蘊涵了豐富的ERP管理思想，集成了ERP軟件業(yè)務管理理念，功能涉及供應鏈、成本、制造、CRM、HR等眾多業(yè)務領(lǐng)域的管理，全面涵蓋了企業(yè)關(guān)注ERP管理系統(tǒng)的核心領(lǐng)域，是眾多中小企業(yè)信息化建設首選的ERP管理軟件信賴品牌。

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本文標題：電網(wǎng)企業(yè)數(shù)字供電集成應用的建設實施

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