配电网数据信息图形聚合平台研究

李 珂，隆 辉，伍济开，王 鹏

（国网长沙供电公司，湖南 长沙 410007）

1 项目背景简述

电力数据资产价值高、应用广，在生产运行、经营管理和优质服务等领域中具有广阔的应用前景[1]。生产运行方面可开展电力负荷预测、设备状态监测、配网故障抢修精益化管理、配网低电压治理、用电信息采集和信息安全预警等领域的大数据应用，如负荷预测、负荷建模、输变电设备状态监测与健康评估、配网故障抢修精益化、配网停电优化、配变重过载风险预警、智能运检、智能营销和智能配电网；经营管理方面可开展城市配电网辅助分析、电网线损与窃电预警、量价费损、物资仓储管理、用电行为分析和分时阶段电价等领域的大数据应用，如基于用户感知的电网质量监测与分析、电网线损实时分析与窃电预警、用电行为分析、用户能耗分析及用电优化、资产精益化管理、输配电价敏感性分析、电网投资效益效率分析和数字化仓储及智能配送；优质服务方面可开展用户用电行为和需求响应潜力分析、用户能效评估与节能服务、停电管理与供电服务舆情监测分析、电动汽车需求分析及充电设施运营管理、商业投资选址辅助分析、能源互联网大数据应用、智慧城市建设、国民经济状况分析预测、产业政策及其执行效果评估。

但是，目前电力系统的数据整合、应用和数据挖掘等深度应用存在一定的困难。其中，最主要的矛盾是数据质量，具体问题是数据不完整和数据不一致。这个问题是多方面原因造成的。

2 数据信息来源简述

国网电力湖南省公司现有的生产系统、表计信息采集系统、电网GIS系统、营销系统和SCADA调度系统等，为保证湖南省各电网运行环节提供了必要保障。目前，对各系统提供的数据源进行集中存储、加工、优化，完成了统一的大数据仓库建设。该数据仓库已经运行在省电力公司前置机上[2]。为了更好地利用大数据，充分挖掘和利用大数据平台中的数据，可为湖南省电力系统运行提供更多增值服务。而建设的电网浏览器系统，以长沙公司电网运行数据为基础，主要完成基础数据查询浏览、固定报表、图表、地图浏览和地图专题等功能（涵盖范围包括社会经济、电网风险分析、投资分析、用电分析、运行负荷、运维改造、企业生产、需求预测和盈利能力等相关基础数据），从而为电网运行现状提供真实反馈，为电力生产、运营和规划发展提供科学依据。

3 系统设计总体说明

本次系统设计总体结构，如图1所示。

根据图1分析可知，系统主要的开发平台为Eclipse，开发语言为JAVA，服务器端的操作系统为Windows/Unix，数据库管理软件为Oracle11g，网络环境支持TCP/IP协议的网络，客户端操作系统为Windows。

4 总体功能模块简介

4.1 系统框架

系统框架包括两大块，即前端界面框架和后台应用支撑的基础服务。前端框架是配电网数据信息图形聚合平台软件的门户和入口，以美观、大气、兼容性强、便于扩展和操作便捷人性化高标准进行构建。后台框架采用技术先进的服务进行底层支撑，主要包括数据访问组件、用户与权限、基础数据管理模型、功能接入、报表服务、消息服务、导入导出服务和在线阅读服务等。

图1 系统总体结构

4.2 基础数据

需实现基础数据的统一管理，合理有效组织数据查询、数据展示，严格控制权限，实现用户的查询范围划界和导出权限分配等功能。基础数据涵盖的业务包含电网类设备、用户类设备、通信类设备、运行数据、外部数据和固定报表。各业务分类下包含若干设备和数据的管理，根据业务数据的实际情况全部实现。其中，相关固定报表按实际要求定制开发。

建立健全查询机制，而查询分两种模式设计。一种为固定面板查询，为用户提供友好、便捷的常规查询；另一种为自定义查询，因为固定查询面板检索条件有限，系统为满足不同的查询要求，全面放开查询条件，使每一类基础数据都能实现自定义查询功能。由于基础数据量庞大，特别是对运行数据的查询，后台执行效率、前端加载数据开销大，需要考虑优化基础数据的查询，确保用户无明显等待时间。

4.3 固定报表

固定报表是电力部门规范的格式化报表，主要用来统计与分析资产设备和运行数据，从而为各层级领导部门提供分析决策依据。固定报表的制作应符合行业规范，满足需求，同时可实现滚动报表功能和报表在线阅读与导出存储。

4.4 图纸资料

图纸资料指对专业资料和图纸资料的管理，在保证数据安全的情况下，实现资料的查询、在线阅读与下载。文档资料丰富，种类多、数量大，系统主要支持EXCEL、WORD、PPT、PDF、WPS、栅格等文件格式。此外，在线阅读、文件下载需严格控制权限范围，应分不同层级、不同专业予以控制。

4.5 运行评估

通过大数据分析，采用第三方优秀的图表可视平台Echarts，实现运行评估、指标分析、规划设计的图表制作和展示。数据统计分析图表包括综合指标、负载能力、转供能力、装备水平、设备运行状况、用户分析、指标特征和效益分析，以及Echarts的分析图表功能接入、权限控制和功能集成与融合等。

4.6 规划设计

规划设计分为以下几个步骤：（1）工程所在区域的电力负荷预测和特性分析；（2）近区电网电源规划情况和出力分析；（3）根据负荷预测和电源规划结果进行电力和电量平衡；（4）提出电力工程接入电网系统方案；（5）对所提方案进行电气计算；（6）分析计算结果，并进行方案技术经济比较；（7）为电力设计其他专业提供系统资料。

4.7 系统管理

系统管理要全局设置配电网数据信息图形聚合平台。由于用户数量大、层级和业务部门复杂，对人员和权限管理要求高。层级要实现到省、市、县三层以上，并按不同业务部门、职务等级进行权限控制，并能融合第三方所应用的功能系统的用户管理。

5 结 论

本项目初步构建了一个统一、完整、自恰的配网基础数据架构，并且在这个架构基础之上整合了SCADA、电能量、用电信息采集、GIS和主变遥测等设备在线监测系统，以及配网SCADA和电压在线监测等系统数据。目前，应用主要集中在配网，作为配网各个系统的数据和功能补充（提供配网系统无法实现、实现有难度或效率低下的功能，为配网系统的部分功能提供数据支撑等）。此外，还有基于各类数学算法开展的数据优化、网络拓扑、潮流计算、电网结构优化和负荷预测等。在配网方面的研究很多，但是目前配网的数据还不能真正称为大数据。各大系统由于生产厂家、数据库结构和管理单位等不同，导致了系统间的数据整合难度极高，同时配网数据量大、数据稳定性差等因素，使配网数据的质量不高，是进一步的研究方向。