基于数据中台的配网可视化智慧管控平台的设计与应用

刘海涛，秦梦瑶，闫蕾芳

（国网山西省电力公司信息通信分公司，山西 太原 030000）

0 引言

为助力推进能源转型和数字化发展，国网山西省电力公司（以下简称“山西公司”）广泛、深入地运用先进数字化技术和互联网理念，充分融入数据要素，构建内外协同、跨界融合的业务发展模式，科学精益、灵活高效的运营管理模式以及敏捷响应、智能互动的多源服务模式，打造共建共享、共治共赢的生态发展新格局，创造新价值[1]。

在配网专业，为全面提升配网运营精益化管理水平，山西公司提出建设具备全景可视、智慧管控特征的配网可视化智慧管控平台（以下简称“配网智慧管控平台”），以支撑业务的大数据量、高效直观、丰富多样、可视化智慧管控的需求。

1 配网可视化系统存在的不足

1.1 配网可视化系统的架构

山西公司建设的配网可视化系统依托“大云物移”技术，围绕“人机环管”实时交互理念，以设备专业为基础，以数据融合、主动感知、智能决策和主动管控为主线[2]，搭建了配网专业内标准规范、流程闭环的配网可视化系统，充分融合调控、运检、营销、生产等专业信息，实现对配网停电、故障报修、设备异常、专项监测、配网指标、数据质量等六大部分的可视化展示。

1.2 配网可视化系统存在的不足

经过多年的信息化建设，山西公司已建成两级部署十大应用系统，全面覆盖企业运营、电网运行和客户服务等业务领域及各层级应用，成为日常生产、经营、管理不可或缺的重要手段。建设过程中遇到了许多困难与挑战，有些困难与挑战甚至一直延续至今，导致配网安全运行水平、效率效益、工作质量、优质服务等方面价值无法充分发挥，主要表现在以下两方面：一是专业间数据融合共享度不高，信息规范不一致，专业之间缺失“官方统一交流语言”，数据无法有效融合，与一次采集或录入、共享共用的目标存在较大差距[3]。二是跨专业流程不贯通，业务条线切割，目标不协同，操作不规范。

2 配网智慧管控平台的设计

配网智慧管控平台基于数据中台开发设计，数据中台是为了实现数据的分层和水平解耦，保障数据融通共享、模型规范、源头单一，并为顶层应用提供数据服务[4]。配网智慧管控平台融合了营销、设备、调控、发展、安监等专业的核心数据，通过接入数据中台贴源层，结合SG-CIM模型，最终在电网一张图上全景呈现数字配网，在实现跨专业业务流程贯通的同时，立体感知配网实时运行状态，提升运检智能化水平。

2.1 配网智慧管控平台总体设计

为全面提升配网智慧管控、客户优质服务水平，配网智慧管控平台聚焦三方面进行研究设计。

一是高度融合配网运行信息，提升运行状态快速感知能力。基于营配调基础数据贯通成果，进一步推动形成营销、设备、调度之间“数据一个源”，形成“电网一张图”，从配电自动化系统、用电信息采集系统汇集配网运行信息，通过叠加电网资源和运行信息，构建能够准确、实时反映现场配网实际状态的线上“运行一张图”，实现更快速、更智能的感知配网运行状态。

二是跨专业拓展业务应用，提升配网运营智慧管控水平。广泛集成各专业在建在运系统，基于电网一张图实现业务融合与展示[5]，建设涵盖线损管理、业扩设计、配网运行、安全管控等多场景智慧应用，助力配网精益管控水平提质增效。

三是运用新理念新技术，满足基于电网一张图的业务可视化需求，依托电网资源业务中台的建设理念开展本项目建设，实现模型标准规范、信息高效处理、服务共享共用，更好地满足业务灵活构建需求[6]。

配网智慧管控平台针对业务需求主要完成电网一张图、配网运行、线损监测、业扩咨询、安全管控、配网指标、数据质量等功能模块的设计与应用，与电网GIS平台、PMS2.0、营销业务应用系统、用电信息采集系统、线损与电量一体化系统、配电自动化系统、95598系统等10余套系统集成。

2.2 配网智慧管控平台逻辑架构设计

按照业务逻辑的设计架构，将整个数据流转、业务调用从纵向上分为源端层、数据层和应用层3层。源端层是各专业系统产生数据的根源，主要涵盖了PMS2.0、GIS平台等10套系统，提供了量测类、感知类、业务类数据，支撑上层应用；数据层是将源端数据经过汇聚、存储、整合、分析、加工，沉淀为公共数据，再经过服务封装，形成通用的调用接口[7]，为应用层提供个性化业务请求服务；应用层是面向用户的，基于电网一张图，实现配网运行、线损监测等6大跨专业业务运行全景展示，为用户提供辅助分析决策，其整体架构如图1所示。

图1 配网智慧管控平台业务逻辑架构图

2.3 配网智慧管控平台物理架构设计

配网智慧管控平台在物理架构的设计上，主要分为信息管理大区和互联网大区。在信息管理大区，按照数据流转的及时性、实时性，将底层数据分为公共区（即数据中台）和独立区，存量数据的转存、计算、分析等操作在公共区（数据中台）完成，实时数据（如工单）的流转、用户注册、授权等管理信息在独立区进行存储、处理，最后将独立区的实时流转数据同步至公共区（数据中台），以支撑业务分析决策；在互联网大区，主要针对部分地区由于配变、线路等故障触发的工单流转、现场抢修作业等，抢修人员可以依托移动终端进行设备、线路相关参数的实时查询以及抢修作业记录回传工作。其架构如图2所示。

图2 配网智慧管控平台物理架构图

3 配网智慧管控平台的应用

3.1 电网一张图

平台接入电网GIS平台的资源、拓扑、图形数据，按照业务应用对设备类型的需求以及轻量级前端技术对数据格式的要求，重新组织构建电网一张图，实现一张图一次加载、按电压等级分层展示、设备类型按需动态加载、资源检索、快速浏览、光影特效渲染[8]等功能，全面提升用户体验，实现全省、地市、区县电网资产统计、明细展示、定位与档案查阅；同时，根据PMS2.0设备台账、营销用户档案、EMS设备档案、用采测点档案、EMS测点档案的关联关系，形成图形—台账—档案—测点的关联关系以及站—线—变—箱—户关系，支撑设备台账、用户档案的全口径参数展示。

3.2 配网运行

基于电网一张图，将运行电气量、设备状态量投映可视化，实现对配网运行的管控。通过PMS2.0、用电信息采集、95598、配电自动化等系统获取配变停复电事件、故障停电事件、工单、负载监测等关键数据，实时感知配网运行状态，实现配网故障、设备状态异常及时告警，快速定位停电区域[9]；通过对中低压故障主动抢修、对异常设备全面掌控、对特殊用户保电工作全方位监测，实现全过程闭环跟踪。

3.3 线损监测

线损监测模块通过对四分同期线损数据的汇总统计，基于电网一张图，实现对10 kV分线、分区、分压、母平、主变、输电线路、分台区线损情况和线损异常情况的监测，利用配网可视化一条线业务功能，辅助分析线损率异常原因，形成督办工单派发至APP，实现线损异常从发现到处理的全闭环管控，满足公司线损治理与管理的要求。

3.4 业扩咨询

业扩咨询模块通过多系统数据融合，实现业扩咨询方案智能辅助生成、工程造价公开，达到“配网信息高度共享、供电方案生成高度智能、办电服务高效便捷”的目标，具体包括差异分析及方案设计、数据收集及处理、系统部署及配置、系统测试、培训、上线准备及切换、上线试运行支持等内容。

3.5 安全管控

按照业务需求，安全管控分为两部分，第一部分为营销专业的小型作业现场安全管控，第二部分为安监专业的现场作业风险管控与监督，主要采用“事前预警、事中管控、事后监督”现场安全管控纵向到底、横向到边的全链条覆盖方式[10]，全部通过视频监控实时管控现场，在电网一张图上完成电网风险、作业安全、人员安全和反违章等安全因素的定位展示，实现全省全专业“大安全”一张图。

3.6 配网指标

配网指标主要从配网停运、供电服务以及设备异常3个维度对配网业务进行评测，结合营销用户采集系统提供的停上电数据对线路停运、配变停运等数据分析，直观地展示全省配网停运信息[11]；结合故障停运、抢修工单、检修工单等数据分析，实现工单数据的全业务流程实时监控；依托设备实时电流、电压、功率等数据信息，实现设备重过载、低电压、配变三相不平衡等计算与展示。

3.7 数据质量

系统对全省的表计误发漏发、台账注册错误、拓扑不通、营配贯通等数据错误引起的应发未发停电信息智能识别，自动生成垃圾数据清单，为各信息系统数据排查治理提供有力支撑，生成数据准确率和数字工单，对照整改，整体提升数据准确率[12]。

4 结束语

配网智慧管控平台以山西公司转型升级要求、国网发展战略为引领，聚焦能源转型和数字化转型发展新趋势[13]，以新一代信息技术为支撑，对配网可视化平台进行深化应用，结合各专业业务需求，基于数据中台统一的数据规范、统一的数据服务以及高效的数据计算、分析、共享能力，广泛集成在建在运系统，构建出横跨专业、业务融合、数据贯通的可视化、数字化的多场景业务应用，解决了图模数据、运行数据共享不足，配网运行全环节流程衔接不畅等问题，实现了电网一张图的数据融合，呈现了实时动态的全景数字配网，强化了配网运营监控能力，推进了业务数字化水平，为山西公司数字化转型奠定了坚实的基础。