电网规划管理信息系统数据库的研究与实现

杜 旭，申 刚，刘中胜，刘 玮，徐英虎

（1.广东电网公司，广州510630；2.天津天大求实电力新技术股份有限公司，天津300384）

实际的城市电网规划是一项非常复杂的系统工程，其复杂性突出体现在3 方面[1，2]：①城市电网规划本身的技术复杂性；②城市电网规划工作所涉及的数据量大、工作流程复杂、专业领域众多、信息复杂且繁琐；③城市电网规划方案除了要满足安全性与可靠性、运行及投资的经济性以及电力供需平衡等方面要求外，还要与市政规划等部门相协调，满足城市整体发展的需要。在一些情况下，规划甚至还要反映政治或社会意愿。

为解决因城市电网规划所涉及的众多困难，需通过建设电网规划专业的信息化支撑系统，利用计算机辅助完成电网规划分析、管理和项目监控等，以提高电网规划的工作效率和管理水平。

电网公司一贯重视通过信息化手段提高规划工作的科学性和有效性。近几年来，随着信息化建设的深入，一些主要的生产信息系统已逐步投入运行。但是这些系统中与规划相关的数据存储分散，需进行大量人工处理方可提取。这一方面导致规划人员与公司领导无法及时掌握电网真实的技术指标，无法定量了解电网存在问题的严重程度与所在位置；另一方面，各系统中的大量数据得不到充分利用，造成了很大的资源浪费。如何解决电网规划数据共享和管理流程上的上述突出问题、加强电网规划管理、提高电网建设决策水平、充分利用现有数据和整合现有资源，就成为制约电网规划工作科学性和高效性的主要问题。

本文结合电网公司各信息化系统的数据现状，基于规划管理信息系统的建设要求和预期目标，提出了建设规划基础数据库组织结构的设计思路，以及各类规划相关数据在规划管理信息系统中的流转过程，从数据层面上确保了电网规划工作科学性和高效性。

1 电网规划管理信息系统简介

系统实现了包括规划任务管理、基础资料管理、规划档案管理、专题研究管理、前期项目管理、电厂及大用户管理在内的电网规划业务管理功能。系统从整体设计到具体规划业务流程，充分考虑了电网公司的业务特点，采用先进的计算机技术和科学合理的管理手段，为省级电网公司提供了一个电网规划管理的平台，促进了电网信息化建设的进程，以本系统为纽带将在全省范围内形成统一的一体化规划管理平台，综合管理全省各市的电网规划工作。

根据系统的功能需求，结合实际工作情况，将电网规划管理信息系统分为三大部分，即电网规划业务管理系统、规划辅助决策系统，以及基础数据接口与数据库。系统的功能组成如图1 所示。

图1 中，电网规划管理信息系统的主要功能包括规划业务管理和规划辅助决策两大功能。

规划业务管理模块涉及到省公司或地市级供电局的大部分规划业务，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。具体包括基础资料管理、规划业务管理、规划成果档案、专题研究管理、前期项目管理、电厂及大用户管理、规划指标管理、系统配置和权限管理等8 个模块。

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，具体包括负荷预测、电力电量平衡等功能[3，4]。

2 规划基础数据库设计

图1 规划管理信息系统系统功能结构Fig.1 Framework of planning management information system

规划基础数据包括四部分，分别是社会经济类数据、历史电力需求类数据、电源类数据和电网设备类数据[5，6]。结合电网公司信息化工作的实际开展情况，这些数据大部分需要从其他相关的基础信息系统中获取，如与电网规划数据相关的生产系统、营销系统、地理信息系统GIS（geographic information system）等。图2 给出了各类规划基础数据的来源示意。在系统研发时，是通过开发基础数据管理模块与其它相关系统的数据接口实现数据的自动采集。

图2 基础数据来源示意Fig.2 Schematic diagram of planning foundation data sources

对于上述规划基础数据，需要将不同时期的数据较好的组织起来。针对某个地区，例如广州，其数据组织结构如表1 所示。

1）社会经济类数据：按年份、地区（部分表地区可细化到区县）组织数据，以数据表的形式保存。

表1 电网规划基础数据组织结构Tab.1 Core data organization structure of grid planning

2）电力需求类数据：按年份、地区（部分表地区可细化到区县）组织数据，以数据表的形式保存。

3）电网设备数据：作为一个数据包组织数据，默认为现状年数据，历史年有备份可查，其中包含电源类设备数据。

4）规划电网数据：分年份、地区，按包的形式存储数据。每个地区每个规划年份的电网数据都存储为一个数据包，其中包含规划的电源类设备数据。

5）工程项目数据：以数据表形式保存。

6）财务类数据：以数据表形式保存。

7）边界及参数类数据：按年份、地区组织数据，以数据表的形式保存。

3 规划数据流

电网规划信息系统包括规划辅助决策系统和规划管理信息系统。因此，它的数据流转贯穿于这两个模块始末。电网规划数据种类繁多，规模较大，从整体数据流转过程，分为四个阶段。

阶段1 从数据库服务器获取原始数据。在数据库中拥有现状电网规模、运行状况等信息数据的前提下，由规划辅助决策系统从数据库服务器中获取电网规划的原始数据，这些未经过任何处理的数据称之为“生数据”。

阶段2 进入电网规划辅助决策系统，将所获取的数据经过子系统各阶段业务的处理，产生各类业务的成果数据，可以将其以Excel 格式分别导出，也可以将其以CNP 包格式打包导出。

阶段3 进入规划管理信息系统，对电网规划辅助决策系统及其他规划相关的数据进行管理。包括导入规划辅助决策系统的结果数据、其他规划相关的各类数据，也包括导入数据库服务器中所需的数据，该系统中还包括有系统本身的用户数据等信息。在这里，各级用户将根据权限对系统中的数据进行访问管理。

阶段4 向数据库服务器备份数据。可以通过规划管理信息系统将规划成果各类数据导入到数据库服务器中，进行备份。包括规划辅助决策系统和规划管理信息系统中产生的所有数据范围。

同时，基于电网规划管理工作的实际需要，在规划基础数据库设计时，还实现了分地区、分类型数据存贮和管理的模式。省公司用户可以对全省数据进行各类维护操作，各地市供电局用户只能对本单位的数据进行维护操作。在界面上以树形结构显示各个地区，实现导航式过滤功能，并对数据进行归类，从而实现省公司、地市供电局对规划基础数据的分级、分类管理和维护。

规划数据的整体流转示意如图3 所示。

4 规划数据的应用

经过规划管理信息系统基础数据库的分层汇总和整理，规划基础数据就可以提供给包括省公司本部发展策划部和地市级计划部的相关人员进行应用。

规划基础数据的应用有两个方面：

（1）对部分规划基础数据进行深度挖掘和处理，从中提取指标以供各级领导分析决策；

（2）将处理后的数据提供给各相关的规划业务人员，由业务人员通过客户端挂接的规划辅助决策系统对电网进行分析、评估和规划。

其中，由客户端应用规划基础数据的流程如下：

1）选择需要打开的规划数据包；

2）从服务器下载该数据包到本地；

3）数据分析处理；

4）结果更新或保存至服务器，同时清空本地临时文件。

在这个过程中所有的数据文件均经过加密控制，数据包的下载和使用进行控制和监视，同时软件功能的使用也进行加密控制。

在客户端的规划辅助决策系统中，还支持根据业务数据的特点，多个客户端完成的规划成果若需要合并为一个汇总的规划成果，例如规划电网图，其合并实现的过程是在服务器端完成，合并完成后再由辅助决策客户端打开浏览。整体流程如图4 所示。

图4 规划数据合并流程Fig.4 Flow chart of planning data combination

5 系统在广东电网公司的实际应用

广东电网规划管理信息系统自2009年10月启动，历经一年的建设期，于2010年10 正式上线运行，目前已经成为包括省公司本部机关和21 个地市级电力公司在内的22 家应用单位开展规划工作的日常性工作平台。

系统上线运行后大大提升了电网规划工作的基础数据收集效率，具体体现在如下几个方面：①积累了以往基础数据和规划成果，最大程度减少了重复收集数据的可能；②通过数据接口应用其他信息系统已有数据，降低了人工劳动强度，提高了工作效率；③权威统一的基础数据发布，避免了由于多次数据收集口径不一致造成的工作困难。

6 结语

本文结合电网公司各信息化系统的数据现状，基于规划管理信息系统的建设要求和预期目标，提出了建设规划基础数据库组织结构的设计思路，以及各类规划相关数据在规划管理信息系统中的流转过程，为规划管理信息系统的成功研发奠定了基础。通过基础数据库和数据流的应用，大大降低规划中数据收集的工作量，有效保证了相关数据的正确性和时效性，为提高电网规划管理工作的信息化水平做出了贡献。

[1]余贻鑫，段刚（Yu Yixin，Duan Gang）.城市电网规划的认知性质与方法（Cognitive feature and methods of urban power distribution system planning）[J]. 电力系统自动化（Automation of Electric Power Systems），2001，25（2）：27-31.

[2]王成山，王赛一，谢莹华，等（Wang Chengshan，Wang Saiyi，Xie Yinghua，et al）.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.

[3]余贻鑫，王成山，肖峻，等（Yu Yixin，Wang Chengshan，Xiao Jun，et al）. 城网规划计算机辅助决策系统（Computer decision-making support system for urban power distribution network planning）[J].电力系统自动化（AutomationofElectricPowerSystems），2000，24（15）：59-62.

[4]罗凤章，王成山，肖峻，等（Luo Fengzhang，Wang Chengshan，Xiao Jun，et al）. 上海城市配电网规划辅助决策系统（Decision-making support system for urban distribution network planning of Shanghai）[J]. 电网技术（Power System Technology），2009，33（3）：79-83，88.

[5]肖峻，罗凤章，王成山，等（Xiao Jun，Luo Fengzhang，Wang Chengshan，et al）.电网规划综合评判决策系统的设计与应用（Design and application of a multi-attribute decision-making system for power system planning）[J].电网技术（Power System Technology），2005，29（2）：9-13.

[6]李峰，刘正超，罗凤章，等（Li Feng，Liu Zhengchao，Luo Fengzhang，et al）.广东电网一体化规划信息系统研究与应用（Study and application of integrated power system planning information system in Guangdong）[J]. 电力系统及其自动化学报（Proceedings of the CSU-EPSA），2011，23（5）：151-156.