惠州供电局配电网自动化规划设计数据平台开发研究

何奕枫 周晓明 邓景松 莫天文

【摘 要】随着电网自动化技术的发展，建设配电网自动化系统是提高配电网运行智能化重要基础。目前，IEC 61968标准也提出了利用抽象中间件服务来支持企业配电网管理的多种分布式软件应用系统的应用间集成的思路。本文提出配电网自动化及管理系统的多源信息集成在数据模型和服务调用方式标准化的情况下，可以利用总线很好地连接各个相关系统。

【关键词】惠州配电网自动化规划设计 数据平台开发

1 配网规划设计技术支持全景模型应用国内外研究现状

目前与配电网自动化规划设计所需要的信息相关应用系统有许多，它们之间都有着密切的业务联系，存在大量的信息交换。换句话说，要实现配电网规划信息全景建模需要集成调度自动化系统、生产管理信息系统（MIS）、地理信息系统（GIS）、电力营销系统和计量自动化系统等综合信息。针对这些复杂的多源信息交换和提取，如果采用传统的高耦合的端到端交互，那么随着配电网业务的增加和复杂度的提高，各个系统之间的关联会逐渐变得非常复杂，形成一个网状结构，这将带来昂贵的系统维护费用。而采用总线方式，增加一层基础设施来消除各个系统（服务消费者与服务提供者）之间的直接连接，从而使得服务消费者与服务提供者之间进一步解耦。

2 技术目标

项目需要将配网自动化规划设计算法所需要的数据集成，通过SOA架构采用总线和数据平台的方式整合EMS、DMS、生产、GIS、计量自动化、营配信息集成等信息系统数据，使算法所实现的功能能够进行可靠性、经济性以及电能质量等计算任务。建立的信息模型和数据集成平台能对数据进行抽取、清洗、整合，保障数据质量、可靠性及可维护性，同时采用图形化的数据整合、监控、维护界面，实现数据集成管理的可视化。

研究要点：

（1）研究配网自动化规划设计技术支持系统进行可靠性、经济性、电能质量计算评估所需数据项，调研各数据来源信息系统，协调相关业务部门、厂家确认数据集成方案，制定数据质量检测规则，制定数据异常的容错技术预处理方式，制定数据异常的解决业务流程机制；（2）基于IEC61970、61968进行扩展，综合各系统数据，构建包含电网网架模型、设备参数模型、用户模型、量测数据模型、业务模型等的全景模型，准确地描述配电网的网架结构、负荷分布、运行状态，支撑配电网自动的智能决策及评估全过程；（3）研究基于SOA架构建立对外数据服务，接入DMS的OSB数据总线技术，实现与其它系统及模块的有效整合。

配网自动化规划设计技术支持系统开发，系统通过配网自动化主站的信息交互总线和数据平台与相关系统建立接口，获取规划技术支持模块所需的基础数据，然后进行可靠性指标的分析计算。根据可靠性指标的计算模型，扩充配网自动化主站的数据结构和对应数据库表，然后按照计算模型需求，与相关系统建立数据接口获取相关数据，根据业务数据之间的关系，进行数据整合，完成基础数据准备工作；启动计算模型处理，输入相关信息，分析可靠性指标，进行配网自动化实施方案分析。

3 硬件扩充

在配网主站基础上，利用配网主站已有的网络通信架构，扩展智能决策服务器，根据需求增加工作站或直接部署到已有工作站上，数据接口增加与集成平台的接口，实现相关数据的集成应用。

3.1 与调度自动化系统互联技术

用电调度与EMS调度自动化系统交互的主要数据包含两类：第一类是输电网的电网模型及图形，第二类是输电网的运行数据，包括开关及刀闸位置、线路量测值、输电网的全网负荷、分区负荷、全站负荷等数据。从数据异动频率分析，第一类数据异动较少，一般以天为计量单位，而第二类数据是实时采集数据，异动频率较大，一般为秒级。输电网的模型数据，由于日常修改频率较底，采用FTP的方式，进行数据传输处理，每天由EMS导出一次全模型数据，发送到用电调度进行处理。模型数据的格式遵循IEC61970/61968标准的要求，以CIM文件的格式传输数据，具体文件格式不再赘述。输电网运行数据，数据变化频率高，速度快，所以采用web service的通信方式，用电调度作为服务端，EMS系统为客户端，以综合数据平台为传输平台，通信过程以单向消息方式（One-Way Message Passing）实现类似异步调用机制来提供Web服务。数据组织形式，实时数据在系统间的交互一般采用E文件的格式，虑对每条量测记录组织XML格式比较费时，这里采用类似E格式的数据交换方式，及以E格式数据作为传输的消息体。

3.2 与GIS及配电管理系统互联技术

配电网的电网模型及图形数据仍然由GIS提供，除模型图形数据外，未实现采集的配电网运行准实时数据也有GIS系统提供，GIS系统与用电调度之间通过综合数据平台实现互联。模型数据遵循IEC61970/61968标准，以CIM文件形式提供，由于配电网模型较大，数据提供方式分两种一种为全量数据、另一种为增量数据，图形数据以SVG格式提供，不区分全量与增量；未实现数据采集的开关状态信息，由调度人员在GIS系统中置入完成，GIS系统将此部分准实时数据同步到用电调度系统，数据通过FTP的方式传输。

3.3 与计量自动化系统互联技术

用电调度所需的分区分类负荷数据、电量数据、配电变压器的有功、电流、功率因数，错峰用户实际错峰情况，用电调度与计量自动化系统通过Web Service方式进行交互，计量自动化系统每15分钟推送一次数据断面。其中，分区电量数据发送时间由计量自动化系统计算完成后发送。

3.4 与营销管理系统互联技术

用电调度使用用户模型数据由营销管理系统提供，营销管理系统以数据表的形式，按照每周一次的频率提供全用户信息表，用电调度系统将全用户信息导入用于相关应用的计算分析。数据交互采用FTP的方式，通过综合数据平台实现通信交互。用电调度所需的用户信息包括重要用户和一般用户的全用户信息，主要内容包括，供电变电站、线路名称、变压器名称、合同账号、挂牌号、专/公、容量、设备状态、电压、用电分类、行业类别、区局、负荷等级、重要用户、百强用户、自备应急发电机组功率、是否配置备自投装置、是否配置低压脱扣装置、低压脱扣装置状态、用户名称、联系电话、手机、产权属性等。