216、电力调度生产数据整合应用的研究报告及实践

-.z电力调度生产数据整合应用的研究与实践雷霆黄太贵袁林李端超〔**电力调度通信中心，**省**市230022〕摘要：结合调度数据整合工程实践，探讨将数据共享与实际应用相结合。首先讨论数据互联、数据存储、数据效劳等关键问题，其次提出数据质量综合分析、数据综合展示、数据全景搜索等数据综合应用方法，最后讨论综合告警、全景可视化、历史断面管理等数据专项应用思路。关键词：电力调度数据整合数据应用数据共享中图：TM63引言在网省调内部，各类调度生产系统如EMS系统、电量系统、OMS系统、WAMS系统、调度方案系统等通常是独立建立和运行的业务系统，从而构建了满足多种生产管理需要的异构系统运行应用环境。实现电网调度生产数据整合和资源共享，更好满足电网电力调度控制和生产管理的需要，则成为多年来数据整合或者综合数据平台系统建立工作的主要目的[1]。此外，在智能电网调度技术支持系统中，一个大而全的根底平台系统也在研究中。随着各项应用的深入开展和工作要求的不断提高，特别是在数据共享利用、业务协同开展、数据深化应用、调度精细化管理应用上等方面，调度生产数据整合工作还存在可继续提升的空间。但在生产实践中，数据整合工作的实施与实际应用可能会碰到一些困难。针对这种情况，本文结合**省调综合数据平台工程的建立实践，对调度生产数据整合与应用工作进展一些探讨。本文首先讨论了数据互联、数据存储、数据效劳等关键问题，其次提出了数据质量综合分析、数据综合展示、数据全景搜索等数据综合应用方法，最后讨论了综合告警、全景可视化、断面分析等数据专项应用思路。和以往成果的不同在于，本文重点考虑如何将数据整合技术与具体调度生产需求相结合，推动数据共享成果深入应用和系统实用化。问题分析综合数据平台是希望通过数据整合来解决数据不能高度共享和充分利用、系统之间缺乏有效联系、业务协同开展等问题。根本思路为：在调度中心内部，实现数据的统一整合存储和数据互联效劳。从技术角度来看，以数据整合为出发点和立足点，随后开展各类系统建立，是一个比较好的思路。但是在实践中，往往则是各系统建立先行，数据平台建立随后开场的局面，此时再进展数据整合工作，则往往会遇到一些困难。调度生产数据整合是一个用户主导型工作，工程表达管理、协调、技术三方面的综合要求，整体思路尤为重要。和一般业务类系统相区别的是，使用者需求也很难完全描述清楚，但数据整合应以满足各业务处室对生产数据的生产需求和生产应用为目标。工程的实施方案和实施效果，和每个单位的系统现状有很大关系。在不同的根底条件下，系统的建立思路是不一样的。在具体实施时，则没有明确的工程*围定义，不同用户根据自身现状，对实施内容有着各自理解和各自表示，工程实施*围和深度不一，各地实施和实际认可度也存在差异。在现有各系统已根本建立到位，且已在生产中稳定运行的同时，再开展数据整合工作，工程成效就不能仅仅局限于一套数据互联规*及标准命名的制定和实施，应同时考虑数据整合后可以带来的数据应用成果深化问题，只有更多关注数据整合后的应用问题，这样才能有效引导数据整合工作，才能更大发挥综合数据平台等工程的作用。数据共享的假设干问题实现调度生产数据整合，一方面结合调度生产实际，研究需要进展数据整合的相关生产系统和生产数据[2]，另一方面应用先进信息技术和数据整合技术[3]，主要问题有生产数据流的分析和整合[2,4]、系统整体架构、数据整合方法[5]、通用数据交换架构[6]等，为此很多研究成果已经进展了深入分析，在此不一一赘述。本节主要讨论推动数据共享工作的几个关键问题。推动数据互联数据互通的关键在于设备和数据的统一命名，通过制订合理规*的对象资源命名规则，实现数据资源命名的规*化，为数据资源的整合共享提供根底。在实施中，应该不严格拘泥于必须通过数据平台进展数据交换，而是通过统一命名规*实现数据的互操作性，理想结果是各系统之间不需要建立名称映射表，通过统一命名直接交换或者基于数据平台共享各类数据，从而为各项工作提供便捷。实际中往往又需要通过数据平台建立数据名称映射表的人工方式，来实现数据互联，这种情况应尽可能防止，但是又不得不存在。统一命名方式有很多种，由于各类系统对数据命名方式有不同需求，没有一个大而全的命名规*，可以满足所有系统对命名的需求。实际可选用的方式有：〔1〕参照发布的电网调度运行数据规*进展[7]；〔2〕采用各级调度部门对调度对象发布的一次设备标准调度名称，实用性较好；〔3〕按照CIM模型中的的Pathname域命名原装，但命名结果太冗余。数据存储方式在数据整合存储方面有两类方式：数据物理整合和数据逻辑整合。物理整合将全部数据由一个统一的数据库效劳器来管理，实现数据统一，但往往实施代价大，可能还会遭遇数据性能瓶颈问题。逻辑整适宜用于由统一的整合平台实现各应用系统之间的数据逻辑共享，效率受到网络传输能力的影响。在调度生产数据整合时，可根据实际情况选用这两种方式，可根据各类型数据共享的活泼程度来设计该类数据的存储整合思路，也可考虑逻辑整合与数据物理集中相结合的模式，至于混合的比例则根据实际情况而定。数据整合不仅仅是堆积数据，而应同时改善数据组织方式。举一个例子，在工程实施中抽取电能量系统中的电量采集数据，按照统一命名规*进展数据组织，并实现将采集电量数据和CIM网络拓扑进展自动关联，从而对电量数据的深入分析利用提供手段。拉动数据效劳在陆续接入EMS、WAMS、电能量、保护信息、调度方案、母线负荷预测、调度日志、工作票、水情等数据的同时，综合数据平台系统对外提供上述类型的数据效劳。必须注意到在源数据采集方面，将有大量复杂而琐碎的工作，并且从已有系统采集数据，尽可能兼容已有数据接口。在数据效劳方面，如果仅是同样数据的重复提供，则觉得在增加工作量改变现有接口的同时，却没有带来明显效果。为拉动数据效劳工作，数据平台不仅充当数据效劳二传手，还要实现更深层次的数据效劳工作。例如，综合数据平台系统可提供一些加工处理过的数据，主要有条件查询结果如一段时间的最大值最小值，一些统计数据如平均值、累计值等和分析数据等。还可以基于数据质量分析结果，提供质量更优数据，同时加上判定后的数据质量码，来保证更优数据的提供。在实际工作中，数据不一致也往往成为关注的焦点。不同系统实现数据报送一致性的关键在于数据同步、计算算法和统一管理等三个方面，可借助于数据整合这项工作，考虑从上述三方面解决数据统一报送问题。在数据效劳方面，新系统要求按照统一接口规*进展数据接口，但为兼顾已有系统，可不拘泥于单一标准数据接口，灵活提供各种数据形式，以实现新老系统的互联互通。数据平台提供的各类数据效劳有：WebService方式、EFile数据文件、*ML文件、CIM*ML模型、数据库视图和其他自定义文件等。最终通过灵活的数据接口、丰富的数据内容和高质量数据拉动已有系统的数据应用水平提高。数据整合的综合应用在初步集成各系统数据后，如何在实际工作中充分发挥数据整合优势，成为工程实施中考虑的重点。选取几个数据综合应用案例，说明如下：数据质量综合分析数据质量是系统专责、运行专责和业务专责所一直关注的问题，提高生产数据质量宜从数据源厂站设备和数据源主站系统两个方面解决。既然综合数据平台整合各类生产数据，为加强数据综合应用内容，综合数据平台可进展数据综合校验工作，实现生产数据质量的关联校验。数据质量综合分析的应用有：〔1〕将十五分钟积分电量和十五分钟采集电量进展差异比较，分析上述EMS系统和电能量系统的数据质量问题。〔2〕根据网络拓扑，自动形成母线平衡计算公式，分别计算积分电量母线平衡和采集电量母线平衡，对可疑数据进展分析。〔3〕根据网络拓扑，自动形成网损、线损计算公式，分别计算积分口径和采集口径的网损、线损等数据，对差异结果进展分析。〔4〕地区上报数据和省调自身数据的综合比照分析，为数据质量分析和专业管理提供分析结果。系统目前将综合校验结果，通过人机界面、短信等方法反响给运行人员，未来可考虑以数据接口形式直接反响给相关系统。通过坚持不懈地应用数据综合校验结果，实现数据质量分析工作的常态化运行。生产数据全景搜索随着调度生产业务开展和数据内容日益丰富，传统的数据采用固定界面查询模式，将不能完全满足对数据的随需应变的要求。考虑能否通过类似于GOOGLE的检索界面，灵活适应不同生产用户的需求，实现各类生产数据的全景智能搜索。针对于调度生产需求的数据检索技术能够在一定程度上取消传统的用户界面，按照用户的可定制需求来发布多种格式的数据，检索的数据包括实时数据，历史数据、模型数据、图形数据，甚至传统的应用程序功能也能通过搜索发布出去。如何设计搜索引擎，可考虑不同用户的习惯。例如关键字搜索方式、智能机器人搜索方式等。在系统设计上，通过引入当前先进的信息搜索技术〔如Lucene〕，在数据整合的根底上创立可重用、可扩展的索引框架，通过数据的块及单词、单词流和单词过滤器，实现调度生产数据全景搜索。技术实现可分为两局部。首先对数据库数据或本地文件建立索引，并存放至效劳器内存，在形成索引过程中可应用中文切词技术，保证查找结果的快速性，其次是索引的查询过程，通过对用户输入进展分析，根据分析后的结果在索引器中找到相关详细内容，基于LUCENE中对于模糊查询及中文切词的大量的优化及转换工作，可以快捷迅速的实现查询过程。生产数据综合展示随着调度精细化管理等工作的开展，需实现历史数据的多方位、多角度的综合展示和分析。基于数据整合优势，数据平台将融合后数据组织成各种维度，提供丰富的综合数据表现功能，明确直观地表达各类数据间关系及变化趋势，具体的设计和实现则和业务需求密切相关。还可根据COGONS等商务智能BI工具，通过多样化的图表形式进一步丰富人机界面。举一个日常数据维护例子。如图1所示，根据同一个关键字例如*台机组有功，就可以实现EMS、电量、WAMS、发电方案等各类数据的同屏查询要求。图1基于综合搜索引擎的数据综合查询例子在结合图形展示数据方面，可利用SVG描述的图形资源，在图形上实现多类生产数据的综合可视化展示，如图2所示，用户可切换多数据源现显示〔例子缺省显示线损数据〕，基于图形实现数据的综合关联查询。图2基于SVG的各类数据图形查询数据整合的专项应用数据整合的应用效果应该通过各类生产业务系统来发挥作用。但在实践中，为推动整合数据应用工作，基于数据整合成果，尝试了一些数据整合后的专项应用。这些应用也可考虑基于数据平台通过紧耦合方式开发。基于数据融合的事故告警及分析当电网发生故障时，电压、电流等电气量发生变化，保护装置发生动作行为，断路器动作隔离故障，这些信息的采集涉及到各个系统。但大量各类数据快速涌来，尤其可能存在误数据的情况下，多种数据源的综合判断对实现准确的电网故障诊断是非常有必要的。通过整合EMS、保护信息管理、WAMS等数据，对数据进展清洗过滤，实现当电网运行状态发生改变时，例如发生开关跳闸、电网扰动和低频振荡时，系统能够准确辨识故障定位和故障种类，并在第一时间提示运行人员。此外，面向事故后分析需求，基于整合数据，半自动生成基于主题分析，并涵盖各相关系统的电网事故综合分析报告，给出故障恢复时的操作和数据回放。电网运行断面管理面向电网运行分析的需求，研究对历史数据〔EMS、WAMS、动态预警等〕进展初步的数据分析和挖掘，自动给出符合筛选条件的历史断面集合，这些历史断面的聚集主要满足不同专业的需求，主要有电网事故分析、潮流越限、极端运行方式、动态预警断面等。在人机界面方面，不仅聚集相关数据，并提供相应的图形化支持〔潮流图、数据回放等〕，供相关专业人员析使用。一个例子〔图3〕是：通过SVG显示*个时刻潮流越限的运行断面，同时提供相关数据，主要有：当日相关检修方式安排、当天相关发电方案安排、当天母线负荷预测、当天平安校核结果、一些事故情况调度日志系统〕如线路跳闸、机组跳机等。图3历史断面管理原型例子调度运行全景可视化调度运行全景可视化着力于提高有效监视电网实时运行状态的能力，可视化技术在EMS系统中的应用也正在研究中。但随着各类实时系统和在线系统的不断涌现，调度可视化需要将不同系统的实时运行信息进展综合可视化处理，因此实现综合可视化应首先对电网生产运行中的各类孤立数据的整合、分析和智能化处理，构建综合可视化数据架构。综合数据平台系统可以较好承担这个任务，面向电网调度运行全景可视化需求，实现对EMS、WAMS、动态预警、水调、保护信息管理等各类实时系统或者在线系统的综合可视化数据实时整合，实现调度运行可视化的全景数据支撑。结论在综合数据平台工程实践中，工程实施不能仅局限于数据整合技术的实现，应更加关注整合数据的深化应用，由此更有效推动和引导数据集成工作。和以往成果的不同在于，本文结合工程实践，从数据共享实施问题、数据整合的综合应用、数据整合的专项应用等方面，对数据整合及应用实践进展了一些探讨，提出了明确的数据应用思路和案例。应该看到，调度生产数据整合作用的发挥是逐步积累的，参与或涉及的人员和业务应用越多，整体效果越显著。参考文献石俊杰,李毅松,彭清卿,等.国家电网公司调度系统数据整合总体方案的思考.电力信息化,2006,4(6).王为国,代伟,万磊,等.调度自动化系统数据共享模式的探讨.电力系统自动化,2005,29(4):88-91.林峰，胡牧，蒋元晨等，电力调度综合数据平台体系构造及相关技术，电力系统自动化，2007,31(1):61-64.雷霆,黄太贵,李斌,基于数据平台的电力市场数据整合交换.电力系统自动化,2007,31(24):90-93.袁林.电力调度数据中心设计思想,全国电力系统自动化学术交流研讨大会论文集,2004:490-496.任开银，孔震，叶敏，通用数据交换系统架构设计与实现，电力系统自动化,2009,33〔30〕:62-66.电网运行数据交换规*，Q／GDW216-2008TheResearchandPracticeaboutDispatchingSystemDataIntegrationandApplicationLEITing，HUANGTai-Gui，YuanLin,LIDuan-Chao〔Dispatching&municationCenter，HeFei,AnHui,230022〕Abstract：Basedonthedispatchingsystemdataintegrationproject,Theproblemthathowtobinedatasharinganddataapplicationisdiscussed.Firstly,someimportantissuesarediscussed,whichincludedataconnection,datastorageanddataservice.Secondly,somesynthesisapplicationmethodsarepresentedwhichincludedataqualityanalysis,dataintegrateddisplayandwholedatasearching.Finally,somespecificdataapplicationideasarepresented,whichincludewholealarm,pletevisualdispatchandhistoricaltie-linemanagement.Keywords：powerdispatch,dataintegration,dataapplication,datasharing作者简介：雷霆：男，博士，研究方向：调度自动化、电力信息化。黄太贵：男，硕士，研究方向：调度自动化、电力信息化。袁林：男，硕士，研究方向：调度自动化、电力信息