基于统一模型和SOA的主配网信息融合技术研究与应用

2015-01-04吴任博彭依明杨世兵

云南科技管理 2015年1期

关键词：可视化统一调度

吴任博，彭依明，杨世兵，胡欣

（1 广州供电局有限公司，广州 510000； 2云电同方科技有限公司，云南昆明 650032）

基于统一模型和SOA的主配网信息融合技术研究与应用

吴任博1，彭依明1，杨世兵2，胡欣2

（1 广州供电局有限公司，广州 510000； 2云电同方科技有限公司，云南昆明 650032）

电网企业对主配网调度管理，由于管理层级的需要往往是相互分离的。对此，国内相关学者和系统集成厂家对主配网信息整合及主配网模型拼接进行研究，提出了基于主配网协同的智能调度技术支持平台和基于多业务系统信息融合可视化方法，为实现主配网信息整合及面向电力调度专业人员的信息展示奠定了基础。

电力主配网统一建模及信息融合；电网地理接线图；SOA；GIS；信息综合展示

1 主配网信息管理及其融合现状

在电网企业中，主网和配网的调度管理，由于管理层级的需要往往是相互分离的，由不同的调度机构分别管理，支持主、配网电力调度的业务系统之间相互独立。一方面，主配网之间的业务系统之间往往存在电网模型和数据不一致问题；另一方面，由于面向用电用户的主配网客户服务却是统一的。

当前，国内相关学者和系统集成厂家对主配网信息整合及主配网模型拼接进行了研究，提出的基于主配网协同的智能调度技术支持平台[1-2]和基于多业务系统信息融合的电网综合可视化方法[3]，为实现主配网信息整合及面向电力调度专业人员的信息展示奠定了基础，解决了主、配网侧的业务系统之间信息共享与主配网电力调度的业务协同等问题。但尚不能有效解决主网与配网管理系统之间电网模型和数据不一致的问题，也未提出面向客服和用电用户的多维可视化主配网融合信息的呈现方法，不能助推电力企业服务水平的提升。

2 主网信息融合总体框架

如图1所示，基于统一模型和SOA的主配网融合技术及其应用，包括电力数据交互总线，用于支撑与业务系统的信息交互；主配网信息融合管理，基于统一模型进行模型管理，实现监视信息与管理信息融合，建立起监视与管理信息的对应关系；主配网全景信息库，用于统一存储主配网融合后的数据，为面向客服的主配网融合信息可视化展示提供数据支持；面向客服的主配网融合信息可视化，应用可视化技术为实现主配网融合信息的多维展示。

3 主配网信息融合的技术实现

3.1 统一模型的技术实现

电网模型是主配网信息融合的核心技术，主配网信息融合的前提就是要分别保证主网模型和配网模型具有统一的设备信息和完整的网络拓扑关系。当前，模型拼接已经形成了相当多的研究成果[4-5]，但在具体实践中，由于技术手段的限制，模型拼接技术不能有效解决模型不一致、主配网融合信息可用性较低等问题。在广州特大型城市电网主配网信息融合的研究中，本文相关研究人员通过对象编码与注册管理机制[6]的应用，结合模型拼接技术提出了一种主配网模型统一的技术实现方案：

如图2所示，主配网模型统一，首先需要解决模型对应与编码问题。通过数据映射与对象编码技术，将电力系统中各个电力设备及管理实体作为对象为其分配统一的编码。通过统一编码实现业务系统之间数据对象的一一对应，保证数据的一致。其次，基于统一的对象编码采用模型拼接技术，解决现有主配网模型的边界衔接，形成主配网统一的拓扑关系。再次，在统一现有模型和主配网拓扑关系基础上，提供主配网统一建模的技术支持，所有新增主配网设备和管理实体均通过统一建模工具实现一次建模，并进行统一分发。

图1 基于统一模型和SOA的主配网信息融合技术及其应用框架

图2 主配网统一模型技术实现

3.2 面向服务的信息交互

面对服务架构（SOA）的信息交互技术，在系统集成中得到了广泛应用，其技术架构及功能实现较为成熟[7]，将其应用到主配网信息融合中，有特殊的要求，其技术框架与企业通用的服务总线有所区别。本次研究提出了满足主配网信息交互的电力数据交互总线，其功能除了通用总线、集成接入适配器、信息交互管控台、业务流程管理和集成监控等功能外，还提供跨安全区传输的技术支持。

安全区传输管理包括生产控制大区与生产管理大区之间的跨隔离装置传输机制。根据传输的报文类型不同提供不同的传输与管理机制，主要包括基本功能、跨正向隔离装置传输机制、跨反向隔离装置传输机制。

3.3 主配网信息融合实现方案

主配网信息融合的目标是建立以主配网统一模型为核心，扩展电网企业各部门、电力调度各专业的电网监视信息、管理信息，形成满足各业务需要的信息库。主配网信息融合的建设，通过统一的编码和规范的语义封装，实现电网核心模型与各专业扩展模型的挂接，实现主配网监视信息和管理信息融合，并最终实现包含模型、数据和图形的主配网信息模型。

主配网信息融合需要对主配网中不同业务系统的数据源进行统一的数据采集，并进行转换、映射、整合、存储，即通过数据转换和对象ID的统一管理实现数据与主配网统一模型的挂接，形成全景数据。

数据转换，提供数据语义和格式的统一定义。消除不同数据源之间数据语义和格式的差异，数据映射功能中包括数据转换规则管理，同时可将数据映射关系作为转换规则。

数据映射，提供多种映射规则，为主配网信息交互中的数据语义和格式的转换提供相应的规则。

数据整合，经过数据转换后符合主配网信息融合语义和格式要求的数据，以对象名称和对象ID实现在主配网统一模型上的挂接。

在主配网信息融合过程中需要消息传输、动态路由、任务调度（包括自动化和手工两种方式）等服务支持。

4 面向客服的主配网融合信息可视化

在电网信息的综合可视化研究中，大多都从电网公司内部调度专业人员的角度进行研究，得出了许多有益于电网专业管理的可视化方案。对于不具备专业知识的电网客服人员和用电用户，尚未有较好的可视化方法实现电网运行信息的有效呈现。

针对电网客服和用电用户的需求，可构建基于电网GIS图形的主配网融合信息可视化平台，并充分应用Portal、Flex和SVG等技术，提高可视化界面的可用性和易用性。

在建立面向客服的主配网融合信息展示时，需要从电网客服和用电用户需求的角度出发，搭建主配网信息可视化技术支持平台，采用GIS、Portal、Flex和SVG等技术构建可视化控件，用于支持主配网信息的多维展示。为保证电网运行信息的安全，可提供主配网融合信息发布平台，建立发布流程，只有审批后的信息才通过可视化平台展示。

4.1 主配网融合信息发布平台

信息发布平台分为内网应用和外网应用2个部分。内网应用实现数据采集、披露对象管理、信息内容组织、审批与发布管理、对内网用户的信息展示等功能，服务于电网客服人员；外网应用服务于用电用户，外网应用只有数据查阅的权限。

信息发布平台包括数据采集、发布对象管理、信息内容组织、审批与发布管理等功能。

数据采集功能主要从主配网全景信息库和业务系统中获取数据，支持丰富的数据接入能力，既支持从主配网全景信息库获取数据，又支持人工数据上报，以保证主配网信息内容的完整性。

发布对象管理，用于对参与信息发布各类对象的统一管理，如电力调度基础信息对象、电力调度运行信息对象、电力调度报表对象等。

信息内容组织功能实现对信息的完整组织，支持灵活定义内容的展示形式，管理相关的审核流程和浏览权限。

审批与发布管理，按照信息组织的定义动态生成发布的结果数据，可以进行报送、审核和发布操作。

4.2 主配网信息可视化技术平台

电网运行信息的可视化建设就是通过表格、柱状图、饼状图、曲线、仪表盘、地理信息图等图形，直观、清晰地展示电网运行信息，以便电网运行人员随时、随地掌握电网运行状态。其可视化方法的实现在于根据表单、柱状图、饼状图、曲线、仪表盘、地理信息图等图形的特征，划分各类图形所能表达的电网运行信息内容，从而建立起多维电网运行信息展示体系，构建电网运行信息图形化控件库。

4.2.1 基于GIS的展示

基于GIS进行电网运行信息的展示，就是通过电网GIS引擎，在地理接线图上实现对电网运行信息和KPI的展示。在基于GIS的信息展示中，需要构建以下的功能支持：

1）电力GIS引擎，是电网GIS图形的运行环境，实现对图形的处理；

2）电网地理接线图维护，通过与主配网综合信息管理中对象编码的对应，实现图模数的一体化，实现主配网信息在GIS图形上的快速呈现；

3）GIS展示接口管理，可通过该接口发布和展示第三方系统提供的数据信息。

4.2.2 多维可视化实现思路

在图形展示实现技术方面，考虑采用“数据源与展示控件剥离”的技术思路来设计电网信息展示方案，具体思路如下图3所示：