广东电网一体化规划信息系统研究与应用

李 峰， 刘正超， 罗凤章， 魏 炜， 徐英虎， 曲金海

(1.广东电网公司， 广州 510600； 2.天津大学智能电网教育部重点实验室， 天津 300072；3.天津天大求实电力新技术股份有限公司， 天津 300384)

广东电网一体化规划信息系统研究与应用

李 峰1， 刘正超1， 罗凤章2， 魏 炜2， 徐英虎3， 曲金海3

(1.广东电网公司， 广州 510600； 2.天津大学智能电网教育部重点实验室， 天津 300072；3.天津天大求实电力新技术股份有限公司， 天津 300384)

为解决电网规划工作中有关基础数据收资、规划工作管理和规划实施管控方面的问题，研发了一套涵盖规划业务管理和规划辅助决策功能的省地一体化电网规划信息系统。系统分为三个部分：基础数据平台，实现对各类规划基础数据的管理；规划业务管理模块，实现对各种规划业务的流程管理；规划辅助决策模块，提供规划辅助决策分析功能。在广东电网公司实施应用表明，该系统能够有效提高电网规划工作的信息化水平、管理水平和工作效率，具有较好的实用性。

一体化规划； 电网规划； 管理信息系统； 辅助决策

电网规划是一项复杂艰巨的系统工程，具有规模大、涉及领域广、参与部门多等特点[1～3]。国内目前的电网规划工作，普遍存在以下三方面的突出问题：①在规划基础数据方面，缺乏有效的数据搜集、分析和管理工具。电网规划属于数据密集型的业务，需要有一套高效、统一的数据管理工具予以支撑，以便为规划业务的开展提供持续、稳定、可靠的数据来源，并辅之以快捷、完善的分析工具。而当前普遍依靠人工管理数据，己有的规划软件相对封闭，数据格式、来源以及管理、录入方式不满足实际需要，不但不能减轻管理压力，甚至造成数据重复维护、数据口径不一致和数据错漏的问题。②在规划工作管理方面，缺乏支撑统一高效管理的技术手段。由于缺乏自动化工具支持，规划工作效率可进一步提升的空间很大；各单位管理水平不一、管理标准不一，部分工作流程混乱；规划工作中存在信息共享利用不足、上下级电网规划配合协调不够、及时有效沟通不够等问题，目前还无法实现全网范围内的一体化优化规划。③在规划实施管控方面，缺乏支撑统一管控的技术手段。由于受到规划项目落地、项目立项审批、投资规模控制和外部阻力等因素的制约，电网规划项目的实施建设具有较大不确定性，往往使部分项目的建设进度相对滞后甚至无法满足电网规划的要求，缺乏从全局角度对电网前期工作进行协调监控的有效技术手段。同样，对于影响电网建设投产的外部电源项目、电气化铁路项目和大用户项目，也缺乏统一管理技术手段。

目前，国内电网规划软件主要为规划人员提供辅助决策工具[4～7]，注重现状电网分析、负荷预测、变电站选址及网络规划等结果的科学性，但缺乏对规划过程的支持与管理[8]。另一方面，电力公司日常办公管理软件虽改善了传统的交互方式，提高了规划人员工作效率，但缺乏电网规划分析计算辅助决策功能，仍无法有效支持全网一体化规划工作。

为此，本文研究建设能够完成规划业务管理和规划辅助决策功能的一体化电网规划信息系统，在统一的平台上，对规划资源、规划基础数据、规划成果档案进行集中管理；规范、统一并固化规划工作流程；实现对规划前期工作的监控，加强规划结果的实施管理；在全省范围内协调不同区域负荷发展与电网建设力度的匹配关系。在广东电网公司实施应用表明，该系统能有效提高电网规划工作信息化水平、管理水平和工作效率，具有较好的实用性。

1 总体架构

根据广东电网公司的实际情况，电网规划信息系统总体上采用Java技术平台，采取B/S模式，遵循多层程序框架。数据存储采用oracle数据库。采用了常见的基于JavaEE平台的B/S架构，包括浏览器展示层(脚本展示层)、界面规则层、业务逻辑层、数据调度层和数据存储层(数据库脚本层)。

在物理上，五层结构分别运行在客户计算机、应用服务器和数据库服务器三个硬件物理组成部分上，如图1所示。

图1 电网规划信息系统总体架构

电网规划信息系统完全采用组件化的分层结构设计思想，设计的组件具有预制性、封装性、透明性、互操作性、通用性等特征，便于快速地组装完成不同的业务功能。系统支持基于软件和硬件代理的应用集群，保证在应用集群下所有应用节点正常，保持应用的一致性。

根据信息系统安全性的要求和辅助决策业务特点的特殊性，辅助决策功能设计为基于单机版本和网络版本可灵活切换的客户端方式，系统访问和功能使用全程使用加密狗进行硬加密控制，辅助决策数据访问进行软加密控制。

2 系统功能

2.1 总体功能组成

系统从整体设计到具体规划业务流程，都充分考虑广东电网公司规划工作的业务特点，采用先进的计算机技术和科学合理的管理手段，为广东电网公司及下属21地市供电局提供一个电网规划工作管理的平台，在统一的管理体系下，以统一的标准开展数据搜集与分析、综合平衡各方面的信息，协调各层次、各区域的设计方案、滚动调整和实施。系统分为基础数据平台、规划业务管理及规划辅助决策三大模块，如图2所示。

其中，基础数据平台实现对规划相关的各类基础数据的管理，包括社会经济类数据、电源类数据、电网设备类数据、电力需求类数据、负荷特性类数据等，同时为规划业务管理模块和规划辅助决策模块提供数据支持。规划业务管理模块涉及规划部门大部分规划业务，并将部分业务抽象为工作流，实现各种规划业务的流程管理。规划辅助决策模块提供规划分析和规划项目管理过程中必需的一些辅助决策分析模块。

以上三部分功能模块对规划主线业务的支撑如下：首先基于基础数据平台定期进行规划基础数据的维护。当接到管理系统中的规划任务要求时，利用辅助决策工具自动提取所需的基础数据，经负荷预测、电力电量平衡和网架规划工序，完成规划编制或滚动修编，形成规划项目建议，并将规划成果提交至管理系统进行流程流转，经审定归档后形成规划项目储备库。基于规划项目储备库，即可安排前期工作计划及工作监控协调。以下对各部分功能分别予以描述。

图2 电网规划信息系统组成

2.2 基础数据平台

基础数据平台是规划业务管理模块和规划辅助决策模块的基础和数据源，实现对规划相关的各类基础数据的高效管理。这些数据大部分需要从与规划相关的其他基础信息系统中获取，如生产系统、营销系统、GIS系统等。因此，基础数据平台功能还包含与其他相关系统的数据接口，见图3。

图3 基础数据来源示意

由图3可以看出，规划信息系统是构筑于各接口系统之上的高级应用系统，数据庞杂，来源广泛，需要对这些信息进行分类管理和存储。从纵向的时间断面来看，规划基础数据包括历史的、现状的及未来的电力需求和资源信息。针对单个时间断面(通常为某年最大负荷时刻)，规划基础数据的信息又包括电网生产台帐信息、拓扑信息、地理信息、调度运行信息，社会经济信息以及市政、规划和气象类数据等多方面。

为满足规划工作的需要，需要开发对以上数据信息的校验修复功能。数据校验所涉及的数据范围包括市政数据、经济数据、人口数据、用地数据、负荷数据、电量数据、电网数据、工程数据等等，需要按照不同时间范围、不同统计口径、不同统计方法进行多方面的校验。校验包括正确性校验、一致性校验，要能够剔除冗余数据、错误数据。此外还包括一些高级数据校验，如拓扑校验、电气校验等等。最终能给出数据存在的问题，并进行手动修复、自动修复，为辅助决策提供数据支撑。

规划基础数据平台的建设为规划工作提供了一个稳定的基础数据维护和积累的平台，保证了规划基础数据的质量，同时维持了数据的稳定与长效，避免资料重复收集和数据错漏问题。基于这些基础数据，利用辅助决策工具还辅助完成了广东21地市供电局2010年“十二五”滚动规划工作。

2.3 规划业务管理

规划业务管理子系统采用B/S架构。根据规划工作的业务实际和特点，规划管理的功能可分为规划基础资料管理(简称基础资料管理)，规划任务管理(包含规划成果档案管理)，前期项目管理，专题研究管理，电厂、电铁及大用户项目管理(简称电厂及大用户管理或电厂用户管理)，规划指标管理和系统配置管理等七大方面。系统功能结构见图4。

图4 规划业务管理模块功能结构

限于篇幅，本文将主要对有关规划工作和前期工作的模块予以描述。

1)规划工作管理

系统在研发过程中，结合南方电网公司流程再造的契机，对规划工作涉及的主要业务流程进行了优化，并将其固化到系统中，在保证规划业务高效完成的同时实现规划业务办理过程的优化，提高电网规划工作的效率。主要包括规划任务管理、规划档案管理和规划专题管理模块。

(1)规划任务管理是将全省各项规划工作，包括中长期规划、年度滚动规划、高峰负荷分析、年度规划总结、电力专项规划和区域规划的工作，全部纳入系统，进行工作过程跟踪，完成成果流转和归档。系统定义的规划成果内容丰富，包括文本、图纸、辅助决策数据包、数据报表、电子化的内审意见和评审意见等。

(2)规划档案管理是将全省范围内各类规划成果(除各类规划任务的成果外，还包括选址选线报告和可研报告)归集到系统中，集中管理，方便查询检索，并支持规划成果的电子化移交入库。

(3)规划专题研究管理是将全省规划专题研究工作进展过程纳入系统进行监控，监控范围包括立项申请、立项审批、任务下达、研究进展推进、进展跟踪、结题申请、结题审批、成果归档等全过程环节。同时也将专题研究成果的应用信息在系统中进行管理，保证规划专题研究的成果及应用信息在全省范围内共享，避免重复研究。

上述三个模块基于工作流，实现了规划业务成果的自动流转。在上下级参与的规划协作工作过程中，可完成对相关工作的合理安排和协调，降低上下级交互成本，加强规划工作过程的管控和人员的管理。

2)前期工作管理

为实现对规划工作的边界条件及规划成果实施的监控，系统将全省范围内的电网前期工作、电厂、电气化铁路和大用户项目的前期工作纳入系统，进行统筹管理，设计了前期项目管理、电铁项目管理和大用户项目管理模块。

(1)前期项目管理是实现对全省前期项目信息的跟踪管理，管理的节点包括选址选线、可行性研究、设计招投标、环评、水保、变电站用地预审、塔基地用地预审、选址意见书、线行审批意见、开展前期工作路条、核准上报、核准批复、初设批复和主体投产时间等几十个工作节点。

(2)电厂、电铁及用户项目管理是将全省处于前期阶段的电厂、电铁和大用户项目集中进行统筹管理，并实现与电网前期项目的关联。

3)规划工作考核

系统设计规划指标管理模块，将衡量广东电网公司及直属21供电局规划工作成效的指标进行统一管理，包括容载比、规划实现率、前期计划完成率、投资计划完成率等21个指标，方便各单位的指标对照和指导有针对性的工作改进。

此外，系统还通过应用考核统计功能，按月发布系统各模块数据更新完成率、完备率和及时率等应用指标，极大地促进了各单位应用规划信息系统来提升规划工作的效率。

2.4 规划辅助决策

规划辅助决策模块从实用性方面设计考虑，采用C/S架构，提供规划分析和规划项目管理过程中必需的一些辅助决策分析模块，具体包括负荷预测、电力电量平衡、电网规划等功能，并提供与短路电流计算、稳定计算、潮流计算、经济分析等现有成熟软件的数据接口。

1)负荷预测

负荷预测模块根据合理的数学模型，实现总电量、总负荷、分区电量和分区负荷的预测，得到综合的预测结果。功能结构如图5所示。

本模块的预测模型丰富，可以组合配置用于不同数据条件和不同预测偏好环境下的负荷预测。同时，考虑到实际情况中的各类因素，系统专门提供了专家干预功能，可以结合工程师在规划中的实际经验，并与系统的分析预测功能相配合，共同得出合理的预测结果。

2)电力电量平衡

电力电量平衡模块根据负荷预测结果及电源规划情况辅助完成各区域的电力电量平衡工作，自动计算生成电力平衡和电量平衡结果。同时基于设定的边界条件，计算并完成变电站规划进度、无功容量现状分析及规划进度等。其功能结构见图6。

图5 负荷预测模块功能结构

图6 电力电量平衡模块功能结构

本模块提供全网及分区电力平衡和电量平衡功能，平衡模式包括夏大、夏小、冬大、冬小、丰大及自定义平衡方式。同时提供基于自定义的分区组合平衡功能，以便全方位的考察电力平衡和电量平衡情况。

3)电网规划

电网规划模块针对电网现状存在的问题情况，结合预测结果，考虑未来电网的承受能力，通过变电站、线路新建或改造，规划目标年及中间年的电网结构。功能结构如图7所示。

图7 电网规划模块功能结构

该模块通过GIS平台进行规划方案的直观展示，能够满足规划领域不同层面分析决策以及规划日常化工作的需求。此外，系统可生成各种电气计算数据，可为短路电流计算、稳定计算、潮流计算、经济分析等现有成熟软件提供数据来源。

该模块最终生成的规划项目，经审查确定后可直接进入规划项目储备库，并可导入规划业务管理子系统的前期项目计划管理模块。

3 结论

(1)基于规划专业技术、信息工作流技术、权限和安全技术，提供了规划信息化的一整套解决方案，开发了应用和数据全省集中的电网规划信息系统。该系统具备规划工作业务管理和规划辅助决策分析两大方面的功能，实现了规划管理与辅助决策模块的有机结合和业务贯通，大大提高了规划人员的工作效率。

(2)实现了规划基础数据的共享管理，利用自主研发的通用报表技术，实现了规划基础数据基于模版的快速采集和入库，为规划工作的常态化奠定了基础。完成了全部基础资料模版化的统一收集、录入、校核与导入，减小了后续规划工作中的人工收集资料工作，避免规划重复收资和数据错漏现象，大大提高了后续规划工作的效率。

(3)开发了与省公司数据仓库系统的接口，初步实现了生产台账数据、电力营销数据、历史负荷数据和电网拓扑数据的抽取，初步解决规划基础数据源的问题，实现了规划相关基础信息系统资源的综合利用。

(4)开发了规划项目储备库、核准完成库、基建计划储备库，实现对电网项目、电厂项目、电气化铁路项目和大用户项目前期工作的详细跟踪、执行、监控、考核，保证电网规划成果的顺利实施和巨量资金的合理投入使用。

(5)初步实现规划辅助决策模块的实用化。通过社会经济历史数据、电力需求类数据、现状电网设备台帐、前期和在建电源工程资料与基建工程资料自动提取功能的实现，将规划工作者从繁琐的规划资料录入的工作中解放出来，使之更加专注于电网规划的主要目标；通过相对智能化的总负荷预测、电力电量平衡和网架规划模块的实现，可方便快捷地得到科学合理的电网规划结果。

辅助决策模块的实用化功能已在广东电网公司组织的21地市供电局"十二五"滚动规划实战试用(分批集中实施)中得到考验，规划结果得到各地市供电局规划人员的校核和确认，基本满足各地区实际发展情况。

总之，电网规划信息系统建立了电网规划的协同工作平台，实现了电网规划基础数据和资料的共享，从根本上保障了规划成果的有效性，同时也为各地区规划工作成果的量化评估提供了统一基础；进一步规范了电网规划工作流程，保证了规划思路的下达和落实，实现了全省规划工作一盘棋；为电网规划方案的决策、实施跟踪及后评价，乃至电网发展规划的全生命周期管理提供了有效的技术支持，促进了电网建设的合理性和科学性。同时，该系统为即将进行的南方电网公司一体化规划信息系统的建设积累了宝贵的经验。

[1] 王成山，王赛一，谢莹华, 等(Wang Chengshan，Wang Saiyi，Xie Yinghua，etal). 城市电网规划工作的复杂性及新技术应用(The complexity and new technology application of urban power distribution system planning)[J].浙江电力(Zhejiang Electric Power)，2004，23(1)：1-5.

[2] 肖峻，张义，王成山(Xiao Jun， Zhang Yi，Wang Chengshan). 基于专家系统的城市电网规划进程智能化控制系统(An intelligent process control system for urban power system planning based on expert systems)[J].电力系统自动化(Automation of Electric Power Systems)，2003，27(11):77-81，93.

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StudyandApplicationofIntegratedPowerSystemPlanningInformationSysteminGuangdong

LI Feng1， LIU Zheng-chao2， LUO Feng-zhang1， WEI Wei1， XU Ying-hu3， QU Jin-hai3

(1.Guangdong Power Grid Corporation, Guangzhou 510600, China； 2.Key Laboratory of Smart Grid of Ministry of Education, Tianjin University, Tianjin 300072, China； 3.Tianjin Tianda Qiushi Electric Power High Technology Co., Ltd. Tianjin 300384, China)

In order to solve the problems of basic data collection, management of planning and implementation, an integrated power system planning information system was developed, which can complete the business management of power network planning and the assistant decision-making of planning. The system consists of three components: basic data platform (BDP), to realize the management of various kinds of basic data for planning; planning business management subsystem (PBMS), to accomplish the process management of various planning businesses of the planning department; and planning decision-making support subsystem (PDSS), to offer some aided decision analysis functions required in planning and project management processes for planners. Applications and implementations in actual planning work of Guangdong Power Grid Corporation show that the proposed system can improve the level of informatization, planning management, and efficiency of power system planning work.

integrated planning； power system planning； management information system (MIS)； assistant decision-making

2011-02-08；

2011-08-12

TM715

A

1003-8930(2011)05-0151-06

李 峰(1980-)，男，工程师，硕士，主要从事电网规划方面的研究和管理工作。Email:lifeng@gd.csg.cn 刘正超(1978-)，男，高级工程师，硕士，主要从事电网规划方面的研究和管理工作。Email:liuzhengchao@gd.csg.cn 罗凤章(1980-)，男，讲师，博士，主要从事电网规划方面的研究和应用工作。Email:luofengzhang@tju.edu.cn 魏 炜(1976-)，男，副教授，博士，主要从事电力系统安全性分析和电网规划等方面的研究和教学工作。Email:weiw@tju.edu.cn