国内电网实时数据集成应用

国内电网实时数据集成应用综述

1.目的

随着电力系统不断发展，国内电网建立了多个实时或者非实时的监视、控制和管理系统。这些实时或者非实时系统对电网安全生产、经营和管理起到了不可替代的作用。但已建成的相关应用系统多为不同时期分别进行建设或由不同专业负责建设的，由于缺少总体设计和统一规范，造成系统间数据流向不合理、通信接口复杂；各应用系统数据、网络模型参数得不到共享，增加了系统参数和数据维护的难度，制约了信息化水平的进一步提高。各系统之间相对孤立，信息的可见性和数据的可用性较弱，信息传递的容量、效率无法得到保证，存在“信息断层”。随着系统间数据共享需求的不断增加，有必要建立一个统一的实时数据应用集成平台，充分发挥企业实时数据资源的作用。

2. 数据中心的形成以及集成应用的范围

(1)数据中心建立

国家电网公司在电力二次系统安全防护框架的基础上，研究分析调度机构现有各应用系统的特点，并在考虑数据整合工作实施和今后系统应用发展的基础上，提出了省级以上调度系统数据整合的总体方案，逐步建设适用于安全区I、安全区Ⅱ各应用系统的生产控制数据平台以及适用于管理信息大区应用的调度生产数据平台。

山东电力2007年从弥补生产自动化监控系统和管理信息系统之间的“信息断层”以及满足“企业级”数据分析和应用的需要，设计了“企业级”的生产实时数据平台，以实现生产实时信息安全交换和共享。生产实时数据平台在满足安全生产和稳定运行的同时，更好地服务于电网经济运行和企业经营。

上海电力公司从面向电网整体的生产管理角度出发，为解决设备与电网网架脱节、设备运维信息与电网运行信息脱节的状况，在实时监控、输配电管理、电力营销等业

务系统之上，以IEC61970和IEC61968的公共信息模型(CIM)为基础，建立了全电压等级一体化电网模型。实现了电网设备参数、电网网络拓扑、地理信息、用户信息、实时信息等一体化支撑平台。上海企业级数据中心立足于公司整体。成为整个电网不同系统间的“桥梁”和“纽带”，各类信息在企业范围内达到共享。

公司级数据中心，立足于公司整体，数据不仅来源于调度系统，还来源于其他部门、其他专业的相关系统；而且数据中心服务于企业整体，各类信息在企业范围内共享。

(2)集成应用的范围

上海电力从面向电网整体的生产管理角度，集成调度运行管理、设备运行管理和营销管理，形成了包括网络拓扑、设备参数、实时数据、地理信息、资产信息等内容的数据中心。

中国电科院从提高电网计算分析的角度，提出了在线与离线数据的整合。 南方电网为了满足全局协调控制和在线安全稳定分析的需要，实现了各省调和总调的电网模型和图形的整合。

3集成应用的规范化、标准化

(1) 调度综合数据平台普遍遵循IEC61970的相关标准

浙江金华地调实现了基于IEC61970．CIM／CIS的电网数据异构平台。该平台的数据源自EMS系统，实现了C1M数据库、接121服务程序、GDA服务、基于XML的CIM导入／导出工具和基于CORBA的企业集成总线，为地理信息系统、管理信息系统、电量计费系统和配电管理系统等应用功能提供了标准的电网模型、参数、实时数据和状态估计结果等访问服务。

华东电网建立了基于IEC61970的电网计算、设备模型的调度实时信息管理系统，采用CIM／XML模型文件交换和模型合并等技术。实现了上、下级调度自动化系统间信息资源的共享和分责分级维护。

南方电网为了满足全局协调控制和在线安全稳定分析的需要，基于IEC61970标准，各省调与总调间通过定期传送实时数据断面以及在电网模型或图形发生变化时传输CIM以及与CIM相配套的SVG图形文件，形成全网CIM和SVG图形，为南网新EMS、网省协调AVC、在线预决策、安全预警等其他应用系统提供完整的在线模型。

(2)公司级综合应用中也已有IEC61970的应用案例

上海电力一体化电网平台以IEC61970和IEC61968的CIM为基础结合管理实践进行扩充。建立了全电压等级一体化电网模型，实现了电网设备数据、电网网络拓扑、地理信息、用户信息、实时信息等的一体化支撑,为各种电压等级设备管理和业务流程的沟通打下了模型基础。

（3）CIM／CIS的不同应用深度 仅在数据交换时遵循CIM／CIS

杭州电力局在信息集成的初始阶段，基于CORBA与XML技术，应用CIM对DF8002 SCADA系统进行包装，使之成为遵循IEC61970Part 4 CIS的GDA和HSDA服务器，所提供的数据采用CIM数据模式。通过此方式为其他系统提供了CIM／XML电网模型、CIM／SVG图形、GDA／HSDA服务，解决了数据一致性问题．使企业各部门、各业务使用的数据保持了统一性、完整性、可靠性。

按CIM存储数据

河南电力公司借鉴了CIM，对电力综合数据平台的数据流进行了规划。首先，把握CIM中各类之间的关系，了解重要类的各个属性，列出现有系统中与CIM实体的属性相对应的参数，对CIM中没有而项目中所需要的实体或者属性，根据实际需要，在CIM中进行建模或扩展。

西北电网的调度数据平台系统从EMS系统将电网模型、参数数据按照CIM格式导出。电网模型和部分运行信息按IEC61970 CIM方式存储。

南京地调基于CIM和IEC61970系列标准设计出输电网模型，并扩充IEC61970 CIM使之能够表达配电网模型，定义电网运行数据XML交换格式。

4集成应用的关键技术

(1)架构 (2)组件技术 (3)数据模型 (4)全电网模型 a. 模型的拆分与拼接 b.电网模型的导出 c.案例

南方电网基于CIM实现电网全局模型。一旦省调EMS电网模型发生变化，CIM／XML导出模块导出CIM，包括电网结构、参数和量测映射关系，一旦省调EMS图形文件发生变化，SVG图形导出模块导出与CIM相配套的SVG图形文件，全面实现基于CIM的电网模型的拼接。

(5) 图形导入、导出 (6)数据对外接口技术

5结论

a．“全电网”总结于集成应用的横向、纵向的数据来源和使用范围。电力信息集成应用由面向调度员、操作员的调度数据中心，发展为面向整个公司。服务于调度、营销、生产、发策、基建等不同部门的需求的公司级数据中心。全电网数据中心的数据不仅仅包含生产实时数据，还包含电网模型、图形、地理信息以及各类管理信息，同时在全电网数据中心建立起生产自动化监控系统和管理信息系统之间的桥梁。我国电网的运行和管理具有典型的分层分区的特点，上下级调度运行数据的整合已成为必需。

b．调度级数据中心与公司级数据中心分别处在2个不同的安全区域，面向不同用户，公司级数据中心中的调度系统的数据应该由调度级数据中心传递的，保证了相同数据的一致性，2个数据中心之间不可替代。

c．标准化是衡量一个系统水平的重要标志。而IEC61970标准对系统支撑平台和应用软件都至关重要。遵循IEC61970标准是建立数据中心的总体趋势和主要任务。随着IEC61970标准的发展，数据中心将更加标准化、规范化，今后的扩展也更加方便。IEC61970的第402-449部分定义了一个构件能用来与另一个构件交换信息或以标准方式访问公共数据的服务，这些通用服务允许使用公共的API访问CIM信息，其目的为方便使用构件技术和EAI相关技术，并充分发挥CIM的作用。用户只需要依据标准规范来了解接口的功能、服务名、入／出口参数、返回状态等，而无需知道本方案实现这些服务的细节，实现系统的接口开放。