0  引言

    配用電模型在電力生產(chǎn)調(diào)度中有非常重要的應(yīng)用，如輔助轉(zhuǎn)供電方案分析、業(yè)擴(kuò)輔助報(bào)裝、拓?fù)淦唇印⒕€損計(jì)算、準(zhǔn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)展現(xiàn)等^[1]。目前，典型的配用電模型維護(hù)和應(yīng)用模式是：地理信息系統(tǒng)(Geography Information System，GIS)負(fù)責(zé)配網(wǎng)建模并可導(dǎo)出遵循IEC 61970/IEC 61968標(biāo)準(zhǔn)的圖、模文件，生產(chǎn)管理系統(tǒng)(Production Management System，PMS)維護(hù)設(shè)備參數(shù)信息，配電自動(dòng)化系統(tǒng)(Distribution Automatic System，DMS)通過信息交互總線接入外系統(tǒng)的圖、模、參數(shù)信息，建立內(nèi)部系統(tǒng)的電網(wǎng)模型^[2]。

    東莞調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)有主網(wǎng)調(diào)度EMS系統(tǒng)、配網(wǎng)DMS系統(tǒng)、用電調(diào)度系統(tǒng)、一次設(shè)備在線監(jiān)測(cè)、二次設(shè)備監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、生產(chǎn)管理系統(tǒng)。各系統(tǒng)獨(dú)立建設(shè)，獨(dú)立采集，同時(shí)各系統(tǒng)又相互關(guān)聯(lián)，通過總線接口交換數(shù)據(jù)。各系統(tǒng)都為私有協(xié)議，直接導(dǎo)致系統(tǒng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換效率低下，數(shù)據(jù)品質(zhì)不高，無法滿足跨專業(yè)、跨系統(tǒng)數(shù)據(jù)綜合應(yīng)用和價(jià)值挖掘的需要。

    導(dǎo)致這些問題的原因主要有三點(diǎn)：一是各業(yè)務(wù)部門主導(dǎo)各專業(yè)系統(tǒng)建設(shè)，僅從本專業(yè)需求出發(fā)開展系統(tǒng)設(shè)計(jì)，數(shù)據(jù)口徑和標(biāo)準(zhǔn)不一致；二是部分業(yè)務(wù)存在業(yè)務(wù)管理邊界重疊交叉且管理方式各異，造成數(shù)據(jù)認(rèn)責(zé)不清，系統(tǒng)功能重復(fù)，數(shù)據(jù)重復(fù)錄入，并使數(shù)據(jù)在維度、粒度、頻度和口徑上存在差異；三是部分?jǐn)?shù)據(jù)分析應(yīng)用類系統(tǒng)自成體系、獨(dú)立建設(shè)，包括獨(dú)立的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)分析等功能，造成系統(tǒng)功能重復(fù)開發(fā)建設(shè)、數(shù)據(jù)多份存儲(chǔ)等相關(guān)問題。

    由于缺乏統(tǒng)一、適用、兼容的信息模型標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)配電數(shù)據(jù)的私有化、差異化、異構(gòu)化、碎片化問題突出，“企業(yè)、主站、終端”三個(gè)層面間的多元數(shù)據(jù)融合困難，進(jìn)而導(dǎo)致配網(wǎng)數(shù)據(jù)質(zhì)量參差不齊、難以評(píng)價(jià)和深化應(yīng)用。因此，需要建立以共性需求為基礎(chǔ)，支持各地市差異性需求的配電統(tǒng)一信息模型及其擴(kuò)展機(jī)制，用統(tǒng)一信息模型將分散化、碎片化的數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)和約束，形成邏輯統(tǒng)一、主干清晰、層次分明的配電系統(tǒng)全景模型數(shù)據(jù)；建立以統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型為基礎(chǔ)，涵蓋公司全業(yè)務(wù)范圍、全數(shù)據(jù)類型、全時(shí)間維度數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)一存儲(chǔ)、處理、計(jì)算、應(yīng)用和管理的配用電模型中心，并持續(xù)迭代完善，實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)建設(shè)到運(yùn)行全過程的模型數(shù)據(jù)“源端維護(hù)、全局共享”機(jī)制^[3-5]。

    本文根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)的研究成果，圍繞配用電模型應(yīng)用及管理所面臨的問題與挑戰(zhàn)，結(jié)合業(yè)務(wù)現(xiàn)狀與特點(diǎn)，研究以統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型為基礎(chǔ)的配用電模型中心基礎(chǔ)架構(gòu)，設(shè)計(jì)面向配用電的總體設(shè)計(jì)方案，深入研究配用電模型中心關(guān)鍵技術(shù)，為配用電的業(yè)務(wù)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)挖掘等高級(jí)應(yīng)用提供數(shù)據(jù)統(tǒng)一存儲(chǔ)、處理、計(jì)算、應(yīng)用和管理的高性能環(huán)境。

1  基礎(chǔ)架構(gòu)研究

    配用電模型中心作為模型數(shù)據(jù)共享的載體，進(jìn)行模型數(shù)據(jù)統(tǒng)一存儲(chǔ)、處理、計(jì)算、應(yīng)用和管理，并向各業(yè)務(wù)應(yīng)用提供統(tǒng)一、標(biāo)準(zhǔn)、全方位及可擴(kuò)展性的模型數(shù)據(jù)，全面支撐配用電建設(shè)到運(yùn)行全過程中的應(yīng)用需求^[6]。

    配用電模型中心縱向打通高壓、中壓、低壓電網(wǎng)數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)清洗與整理，實(shí)現(xiàn)“站—線—公變（專變）—用戶”數(shù)據(jù)統(tǒng)一建模；橫向?yàn)槠髽I(yè)內(nèi)部各類計(jì)算提供模型、數(shù)據(jù)分析服務(wù)功能，實(shí)現(xiàn)模型數(shù)據(jù)分布式源端維護(hù)、統(tǒng)一存儲(chǔ)、按需發(fā)布與共享。

1.1  模型中心基礎(chǔ)框架設(shè)計(jì)

    配用電模型中心按省、市兩級(jí)設(shè)計(jì)。東莞作為地級(jí)模型中心試點(diǎn)，提供本地?cái)?shù)據(jù)源，自建硬件支撐。主要負(fù)責(zé)本地市范圍內(nèi)高、中、低壓模型拼接與存儲(chǔ)、量測(cè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電氣模型與資產(chǎn)模型關(guān)聯(lián)與存儲(chǔ)，為省級(jí)模型中心提供標(biāo)準(zhǔn)、準(zhǔn)確的模型數(shù)據(jù)支撐。

    配用電模型中心以信息交換總線作為全網(wǎng)各類數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化交換載體，實(shí)現(xiàn)DMS、EMS、OMS、用電信息采集、GIS信息、計(jì)量信息、分布式能源、可調(diào)可控負(fù)荷等各業(yè)務(wù)系統(tǒng)與標(biāo)準(zhǔn)化配網(wǎng)模型中心間的信息交互，基礎(chǔ)架構(gòu)如圖1所示。

    基于信息交換總線進(jìn)行可完成各系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)，東莞部署的模型中心提供主配網(wǎng)模型、分布式電源模型、負(fù)荷設(shè)備模型、主配網(wǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、10 kV配變運(yùn)行數(shù)據(jù)、分布式電源運(yùn)行數(shù)據(jù)、負(fù)荷運(yùn)行數(shù)據(jù)等信息。

    配用電模型中心建成后，省公司模型中心負(fù)責(zé)管理信息模型及對(duì)應(yīng)的模型標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布，地市公司模型中心負(fù)責(zé)管理拓?fù)洹?shù)據(jù)模型及對(duì)應(yīng)模型實(shí)例、歷史量測(cè)數(shù)據(jù)及實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)發(fā)布，可實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)模型、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)、管理數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)的全網(wǎng)大整合，提供配網(wǎng)統(tǒng)一模型、數(shù)據(jù)共享和相關(guān)應(yīng)用服務(wù)，支撐數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)挖掘、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)共享及配用電應(yīng)用。

1.2  模型中心總體方案設(shè)計(jì)

    配用電模型中心內(nèi)部功能模塊[7]包括：數(shù)據(jù)展示、數(shù)據(jù)訪問、數(shù)據(jù)處理、模型管理、數(shù)據(jù)安全和對(duì)各業(yè)務(wù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析支撐等基礎(chǔ)平臺(tái)功能，可實(shí)現(xiàn)模型拼接、模型校驗(yàn)、數(shù)據(jù)展示及服務(wù)發(fā)布功能。各個(gè)系統(tǒng)發(fā)布的模型、拓?fù)鋽?shù)據(jù)存儲(chǔ)至模型中心，通過模型校驗(yàn)、拼接，形成一份完整的設(shè)備模型；再通過各類通用服務(wù)，實(shí)現(xiàn)模型實(shí)例與歷史量測(cè)數(shù)據(jù)等模型的對(duì)外發(fā)布，其功能邏輯如圖2所示。

    在數(shù)據(jù)展示方面，提供完整的資產(chǎn)數(shù)據(jù)、量測(cè)數(shù)據(jù)、線路圖的查詢與展示服務(wù)；展示部署的業(yè)務(wù)應(yīng)用，可運(yùn)行核心業(yè)務(wù)查詢及分析結(jié)果展示服務(wù)；提供對(duì)于硬件資源（CPU、內(nèi)存、網(wǎng)絡(luò)、磁盤等）的監(jiān)測(cè)及告警信息展示服務(wù)。

    在數(shù)據(jù)訪問方面，通過構(gòu)建統(tǒng)一數(shù)據(jù)訪問服務(wù)（介于業(yè)務(wù)應(yīng)用與數(shù)據(jù)庫(kù)之間的數(shù)據(jù)傳輸控制標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)），改善業(yè)務(wù)集成、消除數(shù)據(jù)冗余，隔斷各業(yè)務(wù)系統(tǒng)與模型中心的直接連接，從而將企業(yè)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)資源整合為邏輯統(tǒng)一、物理合理分布的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)處理中心，進(jìn)一步解決系統(tǒng)間數(shù)據(jù)集成及數(shù)據(jù)復(fù)制過程中存在的數(shù)據(jù)安全、效率低下、資源浪費(fèi)等問題。

    在模型管理方面，基于東莞供電局模型中心業(yè)務(wù)需求,針對(duì)調(diào)度營(yíng)銷、運(yùn)檢等相關(guān)系統(tǒng)之間的交互數(shù)據(jù)，對(duì)包括配電自動(dòng)化系統(tǒng)、調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)、用電信息采集系統(tǒng)，營(yíng)銷應(yīng)用系統(tǒng)等電力系統(tǒng)模型數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一建模，形成對(duì)實(shí)時(shí)、計(jì)劃等各類配用電應(yīng)用模型的統(tǒng)一管理。

    在統(tǒng)一存儲(chǔ)及數(shù)據(jù)處理方面，采用大數(shù)據(jù)的分布式文件系統(tǒng)、分布式數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)、分布式數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)與數(shù)據(jù)分析工具實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)海量數(shù)據(jù)的大規(guī)模存儲(chǔ)，為數(shù)據(jù)挖掘與輔助決策等高級(jí)應(yīng)用提供高性能的分布式計(jì)算環(huán)境。利用現(xiàn)有的信息交互總線實(shí)現(xiàn)配用電業(yè)務(wù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)共享與應(yīng)用集成。

2  建模技術(shù)研究

    CIM是一套規(guī)范化的、面向?qū)ο蟮某橄竽Ｐ停ㄟ^采用對(duì)象類、對(duì)象屬性以及相互之間的關(guān)系來描述電力系統(tǒng)資源。該規(guī)范使用統(tǒng)一建模語言(UML)表達(dá)，將CIM定義成各種包，每一個(gè)包包含一個(gè)或多個(gè)類圖，用以表示該包中的所有類及它們的相互關(guān)系。然后根據(jù)類的屬性及與其它類的關(guān)系，用約定的字符定義各資源。Resource Description Framework(RDF)是 W3C推薦的一種語言,用于表達(dá)元數(shù)據(jù),很適用于圖形化模型,因此被 CIM 采用。CIM RDF Schema用來定義CIM抽象對(duì)象(用UML描述)的元數(shù)據(jù)。XML是一種標(biāo)準(zhǔn)化的可擴(kuò)展標(biāo)記語言,有成熟的解析方法(如DOM)和解析工具。結(jié)合 CIM-RDF Schema，能很好地描述符合 CIM的電網(wǎng)模型。CIM模型在常用面向?qū)ο筇匦匀绶庋b性、繼承性和多態(tài)性的基礎(chǔ)上,還應(yīng)用了對(duì)象組合、類結(jié)構(gòu)遞歸等方法，既能直觀地表達(dá)配用電，也能方便地用于配網(wǎng)計(jì)算。

    本文研究了基于業(yè)務(wù)層、功能層、信息層、通信層和組件層的五層建模方法。

    業(yè)務(wù)層：描述信息交互角度的業(yè)務(wù)、業(yè)務(wù)功能和業(yè)務(wù)流程。

    功能層：描述了從體系架構(gòu)角度的功能和服務(wù)，以及它們之間的關(guān)系。功能層獨(dú)立于角色和組件、應(yīng)用程序和系統(tǒng)的物理實(shí)現(xiàn)，功能由獨(dú)立于角色的用例功能分析導(dǎo)出。

    信息層：描述功能、服務(wù)和組件之間的交互信息，包含信息對(duì)象和數(shù)據(jù)模型標(biāo)準(zhǔn)。這些信息對(duì)象和數(shù)據(jù)模型標(biāo)準(zhǔn)是功能和服務(wù)之間公共語義的基礎(chǔ)。

    通信層：側(cè)重于描述通信協(xié)議和用例、功能或服務(wù)和對(duì)應(yīng)的信息對(duì)象或數(shù)據(jù)模型環(huán)境下的組件之間的信息交互。

    組件層：側(cè)重于描述配用電領(lǐng)域所有參與的物理組件，包括參與者、應(yīng)用程序、電力系統(tǒng)設(shè)備、保護(hù)和遠(yuǎn)程控制設(shè)備、通信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)備和任何類型的計(jì)算機(jī)。

3  基于大數(shù)據(jù)的模型存儲(chǔ)技術(shù)研究^[8]

3.1 分布式文件存儲(chǔ)技術(shù)

    傳統(tǒng)的并行電力數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模式不支持用戶定義數(shù)據(jù)格式，數(shù)據(jù)只有按照設(shè)備規(guī)定的格式存入數(shù)據(jù)庫(kù)后才能執(zhí)行查詢^[9]。當(dāng)電力設(shè)備數(shù)據(jù)量十分巨大時(shí)，每天用于將數(shù)據(jù)導(dǎo)入并行數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)就要花費(fèi)數(shù)個(gè)小時(shí)。當(dāng)數(shù)據(jù)量不斷增長(zhǎng)和加入新數(shù)據(jù)源時(shí)，導(dǎo)入的時(shí)間會(huì)越來越長(zhǎng)。此外，如果電力設(shè)備數(shù)據(jù)導(dǎo)入的寫操作與用戶查詢的讀操作產(chǎn)生競(jìng)爭(zhēng)時(shí)，就會(huì)極大地降低數(shù)據(jù)查詢、分析的性能。分布式文件系統(tǒng)主要的功能是用于存儲(chǔ)文檔、圖像、視頻之類的非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，該系統(tǒng)建立在網(wǎng)絡(luò)之上，以全局方式管理系統(tǒng)資源，它可以任意調(diào)度網(wǎng)絡(luò)中的存儲(chǔ)資源，并且調(diào)度過程是“透明”的。分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)采用可擴(kuò)展的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，利用多臺(tái)存儲(chǔ)服務(wù)器分擔(dān)存儲(chǔ)負(fù)荷，利用位置服務(wù)器定位存儲(chǔ)信息，不但提高了系統(tǒng)的可靠性、可用性和存取效率，還易于擴(kuò)展。以高性能、高容量為主要特性的分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)，一般滿足以下四個(gè)條件：應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中；單個(gè)文件數(shù)據(jù)分布存放在不同的節(jié)點(diǎn)上；支持多個(gè)終端多個(gè)進(jìn)程并發(fā)存取；提供統(tǒng)一的目錄空間和訪問名稱。

3.2 內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)

    由于電力系統(tǒng)對(duì)于運(yùn)行數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性要求很高，而傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模式都是依賴于各種關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)，需要對(duì)磁盤進(jìn)行頻繁的訪問來進(jìn)行數(shù)據(jù)的操作，降低了數(shù)據(jù)查詢和分析的效率，當(dāng)數(shù)據(jù)量很大時(shí)操作頻繁且復(fù)雜時(shí)就會(huì)暴露大量問題^[10]。內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)分為兩種技術(shù)模式：一是利用在傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)中增大緩沖池，將一個(gè)事務(wù)所涉及的數(shù)據(jù)都放在緩沖池中組織成相應(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來進(jìn)行查詢和更新處理，也就是常說的共享內(nèi)存技術(shù)，最大程度地減少磁盤訪問；二是對(duì)數(shù)據(jù)的查詢處理、并發(fā)控制和恢復(fù)的算法、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，以更有效地利用CPU周期和內(nèi)存，這樣幾乎把這個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)都放在內(nèi)存中，從根本上拋棄了磁盤數(shù)據(jù)管理的傳統(tǒng)方式，這種技術(shù)極大地提高了數(shù)據(jù)訪問的實(shí)時(shí)性。

4  模型中心應(yīng)用實(shí)例探討

4.1  一體化模型拼接

    目前東莞已經(jīng)完成高、中、低壓配網(wǎng)一體化建模與數(shù)據(jù)匹配。含高壓圖模（110 kV站內(nèi)信息，含10 kV出線開關(guān)、負(fù)荷），10 kV饋線部分（從10 kV出線開關(guān)至配變），低壓部分（從10 kV配變至低壓用戶）、GIS系統(tǒng)等模型及實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。

    橫向模型管理可以提供以下的主要功能：

    （1）模型結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)維護(hù)

    電網(wǎng)各類模型的結(jié)構(gòu)維護(hù)主要是指各類模型相關(guān)表的創(chuàng)建、刪除、屬性修改和增刪表域等。結(jié)構(gòu)維護(hù)操作由模型中心的基礎(chǔ)平臺(tái)提供專用的模型結(jié)構(gòu)維護(hù)工具維護(hù)。

    電網(wǎng)各類模型的維護(hù)包括一、二次電網(wǎng)模型的建模工作，統(tǒng)一設(shè)備參數(shù)的管理維護(hù)。模型中心的基礎(chǔ)平臺(tái)提供專用的、全漢化的、方便和界面友好的模型維護(hù)工具用于電網(wǎng)模型的建模和參數(shù)維護(hù)工作。

    （2）一體化建模

    配用電模型中心的支持配網(wǎng)圖模的一體化建模，系統(tǒng)的圖庫(kù)一體化技術(shù)按照面向?qū)ο蟮姆椒ㄔO(shè)計(jì)開發(fā)，以CIM模型為基礎(chǔ)，提供了一套先進(jìn)的圖形化制導(dǎo)工具，實(shí)現(xiàn)了圖形和數(shù)據(jù)庫(kù)錄入的一體化，作圖的同時(shí)可在圖形上錄入數(shù)據(jù)庫(kù)，使作圖和錄入數(shù)據(jù)一次完成，自動(dòng)建立圖形上的設(shè)備和數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系。所見即所得，便于快速生成系統(tǒng)。

4.2  一體化編碼

    全景模型通過一致的對(duì)象編碼實(shí)現(xiàn)模型與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)，為保證對(duì)象與編碼的一致性和正確性，將對(duì)象編碼與命名管理與模型管理一體化實(shí)現(xiàn)，首先通過CIM（包含擴(kuò)展模型）實(shí)現(xiàn)全景建模，然后為模型中的每個(gè)對(duì)象生成編碼，模型中心對(duì)外提供接口或模型文件，將對(duì)象及編碼提供給各業(yè)務(wù)系統(tǒng)，業(yè)務(wù)系統(tǒng)將編碼與本系統(tǒng)中的對(duì)象關(guān)聯(lián)，業(yè)務(wù)系統(tǒng)對(duì)外提供的模型及數(shù)據(jù)應(yīng)包含編碼信息，其它業(yè)務(wù)系統(tǒng)通過對(duì)象編碼關(guān)聯(lián)設(shè)備或測(cè)點(diǎn)。

4.3  一體化網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治?/strong>

    配用電模型中心在系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)輸配網(wǎng)絡(luò)一體化建模基礎(chǔ)上，提供主配聯(lián)動(dòng)的網(wǎng)絡(luò)分析應(yīng)用，主要包括主配聯(lián)動(dòng)的拓?fù)浞治觥顟B(tài)估計(jì)和潮流計(jì)算等功能。傳統(tǒng)EMS系統(tǒng)無法獲取低電壓等級(jí)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫畔ⅲ鳧MS系統(tǒng)無法獲取高電壓等級(jí)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫畔?。主配獲取的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治龌谝惑w化模型，建立輸配網(wǎng)邊界設(shè)備的電氣連接關(guān)系，形成完整的輸配電系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?。通過主配一體化建模形成基于一體化模型，可以實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)拓?fù)洌鎸?shí)反映輸配電網(wǎng)的連接關(guān)系，確保全網(wǎng)設(shè)備帶電、停電、接地等狀態(tài)的一致性，為基于網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治龅膮f(xié)同應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。考慮到輸電網(wǎng)潮流和配電網(wǎng)量測(cè)數(shù)據(jù)來源不同，缺乏主配網(wǎng)之間的數(shù)據(jù)交換手段，輸電網(wǎng)計(jì)算時(shí)將主配邊界等值為負(fù)荷，而配電網(wǎng)將輸電網(wǎng)等值為發(fā)電，導(dǎo)致邊界節(jié)點(diǎn)必然產(chǎn)生功率和電壓的不匹配，因此利用步迭代的方法實(shí)現(xiàn)主配網(wǎng)的協(xié)調(diào)狀態(tài)估計(jì)和潮流協(xié)調(diào)計(jì)算功能，得到主配網(wǎng)一致的潮流斷面，并且在技術(shù)實(shí)現(xiàn)上將主配網(wǎng)不同算法的技術(shù)改動(dòng)降低到最小，在計(jì)算收斂性和計(jì)算速度方面滿足在線應(yīng)用的要求。

    一體化拓?fù)浞治鲕浖饕瓿梢韵聨醉?xiàng)工作:

    （1）電氣島分析。電氣島即一個(gè)獨(dú)立的供電、輸電、用電系統(tǒng)，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障繼保動(dòng)作后，系統(tǒng)經(jīng)常會(huì)解列成多個(gè)電氣島，有了對(duì)電氣島的分析就可以進(jìn)行多島計(jì)算。

    （2）生成計(jì)算母線，通過對(duì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)線方式的搜索，將所有通過閉合的開關(guān)、刀閘以及聯(lián)結(jié)線所聯(lián)接的點(diǎn)聚集到一起，從而使每個(gè)節(jié)點(diǎn)之間都是通過阻抗支路聯(lián)接的，從而生成了由母線和阻抗支路組成的系統(tǒng)單線圖。

4.4  一二次數(shù)據(jù)狀態(tài)融合

    配用電模型中心針對(duì)電網(wǎng)模型數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步挖掘分析，著重研究系統(tǒng)中的一二次數(shù)據(jù)狀態(tài)融合，研發(fā)全新的電網(wǎng)調(diào)控運(yùn)行信息綜合智能告警技術(shù)。

    在電網(wǎng)調(diào)控一體化模式及高中低壓電網(wǎng)模型貫通的大背景下，系統(tǒng)將接收到大量的告警信息，監(jiān)控人員將面臨繁重的工作壓力，稍有不慎將無所適從且難以抓住事故的重點(diǎn)，不能在第一時(shí)間處理問題。在現(xiàn)有功能基礎(chǔ)上，需要研究更為智能的告警技術(shù)，根據(jù)各類電網(wǎng)調(diào)控運(yùn)行信息的重要性對(duì)信號(hào)進(jìn)行分類，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)調(diào)控運(yùn)行告警信號(hào)的分層分類處理與顯示，對(duì)信息進(jìn)行智能加工分析、綜合應(yīng)用，挖掘出有價(jià)值的分析，提供各類處理方案，輔助運(yùn)行決策，協(xié)助電網(wǎng)調(diào)控運(yùn)行人員及時(shí)準(zhǔn)確地分析和處理故障，提高電網(wǎng)調(diào)控運(yùn)行的智能化水平。

    電網(wǎng)調(diào)控運(yùn)行信息綜合智能告警（以下簡(jiǎn)稱綜合智能告警）通過對(duì)來自電網(wǎng)的一、二次設(shè)備等告警信息在線綜合處理，支持匯集和處理分析各類告警信息，對(duì)大量告警信息進(jìn)行分類管理和按重要性分級(jí)，對(duì)多種告警信息進(jìn)行綜合、篩選、壓縮和提煉，根據(jù)不同需求形成不同的告警顯示方案，利用形象直觀的方式提供全面綜合的告警提示。

    智能告警具備以下功能：

    （1）對(duì)告警信息按重要性進(jìn)行分類，可自定義告警等級(jí)；

    （2）對(duì)告警信息進(jìn)行綜合、篩選和壓縮。診斷當(dāng)前狀況，分析給出引起告警的可能原因，并通過鑒別故障原因，對(duì)其余的告警進(jìn)行刪除或自動(dòng)確認(rèn)；

    （3）判別當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生擾動(dòng)或故障時(shí)，可能發(fā)出告警類型，分類由同一原因引起的告警類型，總結(jié)告警信息之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系；

    （4）總結(jié)處理告警的經(jīng)驗(yàn)，形成告警處理知識(shí)庫(kù)，并易于更新與維護(hù)。并能夠根據(jù)告警知識(shí)庫(kù)給出告警發(fā)生的可能原因或處理建議；

    （5）對(duì)不同的告警提供實(shí)時(shí)告警顯示、語音、短信、電話等多種告警手段，提醒及時(shí)處理告警；

    （6）提供多種告警手段，提醒及時(shí)處理告警；可根據(jù)不同職責(zé)需求及不同故障條件定制告警顯示方案，如大故障時(shí)顯示少量關(guān)鍵信息，普通事故顯示詳細(xì)信息；

    （7）在短時(shí)間內(nèi)能夠分析和處理海量實(shí)時(shí)告警，滿足實(shí)時(shí)性要求。

4.5  自定義查詢

    提供基于WEB的綜合查詢分析系統(tǒng)，系統(tǒng)支持?jǐn)?shù)據(jù)源包括：主配調(diào)、模型庫(kù)實(shí)時(shí)庫(kù)、歷史庫(kù)。包括公共數(shù)據(jù)查詢服務(wù)、專業(yè)查詢服務(wù)、自定義查詢數(shù)據(jù)點(diǎn)、斷面導(dǎo)出功能、告警查詢功能。數(shù)據(jù)點(diǎn)查詢和告警查詢均支持模糊匹配功能。

4.6  數(shù)據(jù)版本管理

    模型中心具備模型多版本管理功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)歷史、實(shí)時(shí)和未來模型的統(tǒng)一維護(hù)和管理。其功能包含：

    版本生成：按照應(yīng)用需求從模型中心獲取定制的模型信息，形成版本，并將版本文件名、創(chuàng)建者、生成時(shí)間、注釋信息記錄到版本管理信息表。

    版本查詢：從應(yīng)用、時(shí)間、區(qū)域、創(chuàng)建者、注釋信息等維度查詢模型文件版本。

    版本導(dǎo)出：將查詢到的版本文件導(dǎo)出到本地。

    版本提交：應(yīng)用根據(jù)需要對(duì)導(dǎo)出的版本進(jìn)行修改維護(hù)后，提交形成新的版本。

    版本差異比較：比較同類應(yīng)用不同版本間的模型差異。

5  結(jié)論

    目前，廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司東莞供電局已完成反映10 kV線路開關(guān)或者線路的實(shí)際運(yùn)行情況的終端采集數(shù)據(jù)、反映變電站實(shí)際運(yùn)行情況的主網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)、反映配變實(shí)際運(yùn)行情況的配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的配變數(shù)據(jù)等業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的接入，配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)包含8萬臺(tái)配變采集數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)中，已經(jīng)大量占用系統(tǒng)資源，嚴(yán)重影響系統(tǒng)效率。

    結(jié)合東莞供電局實(shí)際需求，模型中心需實(shí)現(xiàn)與調(diào)度自動(dòng)化、計(jì)量自動(dòng)化、GIS系統(tǒng)等跨部門跨系統(tǒng)數(shù)據(jù)交互，抽取并存儲(chǔ)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)、非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。并構(gòu)建面向多業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)處理、挖掘分析引擎，能夠快速將數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)和業(yè)務(wù)系統(tǒng)緊密鏈接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)價(jià)值的挖掘。

    本文論述的配用電模型將應(yīng)用于東莞供電局調(diào)度。平臺(tái)接入?yún)R集的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、模型數(shù)據(jù)和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)等，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)分布式存儲(chǔ)，支持實(shí)時(shí)/流計(jì)算、批量計(jì)算等功能，并且可以通過節(jié)點(diǎn)動(dòng)態(tài)擴(kuò)展的方式來滿足數(shù)據(jù)日益增長(zhǎng)的需求。模型中心建成后首先滿足電力公司一體化模型管理需求，實(shí)現(xiàn)一體化模型拼接、一體化編碼、一體化網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治龅裙δ軕?yīng)用，達(dá)到支撐調(diào)度數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)挖掘、數(shù)據(jù)分析的目的，為電網(wǎng)運(yùn)行管理提供綜合可視化與智能輔助決策。

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作者信息:

吳鐘飛1，陳鳳超1，崔  亮2,3，李  鵬2,3

（1. 廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司東莞供電局，廣東 東莞 532000；

2. 南京南瑞集團(tuán)公司，江蘇 南京 211000;

3. 國(guó)電南瑞科技股份有限公司，江蘇 南京 211000）