农村电网营销配电调度管理模式优化的探讨

  　　摘要：随着智能电网的发展，如何在不失前瞻而又可行的前提下，最大程度上对农村电网信息进行整合，是农村电网智能化发展需要解决的问题。文中基于对农村电网信息化建设现状分析，提出了在生产控制I区进行调控一体自动化整合，通过标准信息交互总线实现跨区跨部门信息共享，并在此基础上建立农村电网综合应用的营销一配电一调度（简称营配调）管理优化模式。
　　
　　关键词：农村电网；营销一配电一调度管理模式；调控一体化；信息交互总线；综合应用；信息整合。
　　
　　0 引言。
　　
　　目前中国各农村电网（以下简称农网）经过改造，自动化、信息化水平得到了显著提高。各农网供电企业大都建立了调度自动化系统、用电信息采集系统、95598客服系统、生产管理系统（PMS），部分供电企业还建立了配电自动化系统、地理信息系统（GIS），并开展了初步的综合应用研究。但随着系统的增多，信息孤岛问题也随之出现Ll ]。农网各类信息分布在不同的系统中，缺乏统一的管理和利用，加上农网企业的技术力量比之上级电网差距较大，对各个系统的维护力量不足，使得各类系统的实用化水平大打折扣。在此背景下，2010年，国家电网公司开展了农网智能化试点项目“农网营配调管理模式优化”课题的研究，为农网企业生产及管理的信息化整合提供参考和借鉴。
　　
　　本文分析了农网信息化的现状，针对农网营销一配电一调度（以下简称营配调）信息整合的目标，提出了在生产控制工区进行自动化系统整合，建立农电企业标准化信息交互总线（IEB），并基于此建立农网综合应用系统的信息整合模式。
　　
　　1 农网信息化现状。
　　
　　目前，农网建设的系统中，就应用情况来看，调度自动化系统已经比较成熟，变电站上送的信息也比较规范，各类标准比较齐全。配电自动化系统有了较大发展，但应用范围还比较局限。由于管理的要求，目前所有用电信息都由营销口径直接进行采集，再转发到其他相关系统中。管理信息系统（MIS）等系统各地差异比较大，没有统一标准。在信息整合方面，部分地区做了一些工作，但方式各异，有的通过GIS进行了小范围的信息整合，有的建设了农网SG186系统或各省自建的系统。从信息整合的信息流上来看，信息主要是从生产工区向管理Ⅲ区进行汇总，由Ⅲ区反送工区还存在技术瓶颈。从信息整合的标准化程度上看，目前各类信息整合还是通过系统间各自建立接口来完成，缺乏标准性和统一性。整体情况如图1所示。

　　
　　目前农网信息化建设中存在的主要矛盾如下。
　　
　　1）系统小而全，接口标准不统一，维护力量薄弱。农网各类信息化系统少则7～8个，多则超过1O个。系统间大都通过定制接口实现信息交换，缺乏统一标准。而农网系统的维护环节比较薄弱，有的只有1个维护人员，根本无法满足信息化的需要。
　　
　　2）管理方式与技术手段存在矛盾。目前，农网数据采集和存储技术已较成熟 ]。但由于管理体制的限制，使得很多信息不得不分开存储[4-53。这些现实情况必然或多或少限制技术手段的应用，但同时又是选择技术手段时必须考虑的前提条件。
　　
　　3）农网改造资金有限。与城市电网相比，农网管辖范围广、用户分散、负荷轻，而农网改造需要长期的巨额资金投入。目前用于农网改造的资金远不能满足农网改造的需要。因此，如何充分利用有限的资金进行技术性升级，是当前农网改造需要细致考虑的问题。
　　
　　2 总体方案。
　　
　　农网营配调管理模式u 优化的目标是：通过技术手段，在切合实际的前提下，对各个系统的数据进行整合，减少信息孤岛，进而优化农网各类系统构成，促进农网发展。根据上述目标，在选择技术手段时，需要充分考虑技术和管理的发展趋势，同时又要兼顾农网现状，使得方案切实可行。
　　
　　信息整合可以按照电力安全分区进行。生产控制I区目前主要存在调度自动化系统、配电自动化系统、电压无功控制（VQC）系统等。这些系统间的数据耦合性强，比如调度自动化系统的变电站出线开关动作信息往往是馈线自动化功能的启动条件，而VQc系统所需的母线电压、电网无功的数据则可以来自调度自动化系统。因此，可以通过调控一体化支撑平台对各类数据进行整合[3 ]。在此平台之上根据应用分为调度自动化、配电自动化、VQC、台区自动化、集中控制等功能。这种整合方式不影响目前的生产管理方式，同时减少了系统个数，减轻了维护工作量。在其他安全区内，数据不同其归口部门也不同。就目前农网的发展情况来看，要打破管理体制的约束，由统一口径进行数据采集和存储还需要较长的一段时间。
　　
　　因此，建立快速的信息交换通道，实现各归口部门的数据共享是目前切实可行的一种手段。就目前省地级电网的发展趋势来看，通过跨安全区跨部门的信息交互总线进行信息整合是一种合适的技术手段EH 14]。在此基础上，根据农网实际需求，建立基于IEB的农网综合应用，实现信息整合。农网的营配调管理模式优化可采取图2所示的模式。
　　
　　3 自动化系统整合模式。
　　
　　在各个农网供电企业中，调度自动化、配电自动化的维护和使用一般由同一组人员来完成。通过建立基于统一平台的调控一体化系统可以实现对生产控制工区的信息化整合……‘ 。，“ ，减少维护的人力和物力。调控一体化系统的平台构成如图3所示。
　　

 
　　在硬件平台和操作系统的基础上，建立调控一体化支撑平台，提供图形、报表、权限、告警、计算、信息分层和数据接口等服务。调控一体化支撑平台采用IEC 61970标准一一公共信息模型（CIM）及其扩展的建模方式，数据接口服务遵循IEC 61968标准接口模型。在一体化支撑平台上构建各类应用功能，包括数据采集应用、数据采集和监控（SCADA）应用、集中控制应用、配电自动化应用、电网分析应用、智能台区应用、web发布、VQC应用等。
　　
　　就数据流而言，调控一体自动化系统对变电站数据和配电网的数据进行统一采集，实现调配的数据采集与监控（SCADA）功能。在此基础上，实现集中控制、配电自动化、电网分析等应用。同时，结合目前农网智能台区的发展情况ll引，将台区自动化数据在此平台上进行整合，并扩展智能台区应用。台区的电量数据由于归口不同，将其送至用电信息采集系统。整体数据流如图4所示。

 
　　
　　总体而言，调控一体化系统在对调度、配电网、台区信息统一采集的基础上，可以实现四大应用：调度自动化、配电自动化、集中控制应用、智能台区应用。调度自动化主要实现的功能包括调度SCADA、全景事故追忆、调度管理和高级应用等功能。配电自动化应用主要实现配电网SCADA、馈线自动化、配电自动化设备监测和配电网管理等功能。集中控制应用主要实现信息分层分区、面向间隔的信息处理、智能光字牌、专家告警等功能。智能台区应用主要实现台区管理、实时信息监测、电量监测、谐波监测、三相平衡分析、线损分析和窃电分析等功能。根据功能分类，整个系统的典型配置如图5N 示。

 
　　
　　典型系统可配置双数据和双应用服务器，前置服务器可根据采集对象划分为调度采集服务器和配电网采集服务器2组。工作站由调配工作站、集控工作站、台区应用工作站以及其他工作站构成，并配备Web发布子系统。根据不同农网的发展情况，系统在硬件配置和软件功能上可灵活增减。
　　
　　4 管理区信息整合模式。
　　
　　早期的农网信息集成主要采用数据集成的方式，建立农网数据中心并在此基础上开发应用。随着农网信息规模的日益庞大，这种方式逐渐受到制约E。 ]。随着计算机技术的发展，面向服务的架构（SOA）l3 正逐步推广采用，SOA也正成为电力系统信息集成的主流方法 ]。SOA 由3个参与者和3个基本操作构成。3个参与者分别是服务提供者、服务请求者和服务代理；3个基本操作分别为发布、查找和绑定。如图6所示。

 
　　
　　SOA模型的基本操作原理为：服务提供者通过在服务代理注册来配置和发布服务；服务请求者通过服务代理查找注册记录来找到服务；服务请求者绑定到服务提供者，并使用可以请求的服务。SOA技术的关键在于统一的数据规范，在农电系统中，可以采用IEC 61968作为统一的标准。
　　
　　目前，基于SOA 的信息集成主要有信息集成平台和IEB这2种模式，其模式逻辑结构如图7所示。信息集成平台模式通过建立信息集成平台将各个系统信息汇集并以此为基础建立综合应用系统。
　　
　　这种模式更加强调综合应用系统的建设，对于已有系统的升级改造考虑较少。IEB模式通过标准化信息交互总线为各个系统打通信息通道，各个系统可基于此进行各自功能的扩展和升级，同时可建立综合应用系统来实现综合性应用功能。这种模式充分考虑了现有系统功能的完善，更符合目前电力系统管理的现状和需要。

　　
　　IEB是基于SOA建立的支持配电自动化系统、调度自动化系统、GIS、PMS、用电信息采集系统等各系统之间实现各类实时数据、静态数据、图形数据交互的技术支撑平台，遵循IEC 61968标准_1 。IEB通过对大容量信息、多线程、多种数据集成模式的支持，建立了事件通知、数据同步、安全机制、数据提取等服务，实现了信息交换模型管理、实时与准实时数据传输、接入系统管理等功能。数据总线的信息交互模型如图8所示。

　　
　　在应用中，IEB是服务代理中心，各个系统既是服务提供者也是服务请求者。各个系统按照IEC61968标准在IEB中注册所能提供的服务，同时作为服务请求者从IEB中获取需要的服务。作为代理中心，IEB需要提供各个系统的注册服务，并提供查找、授权、绑定等管理服务。这样，对于各个应用系统而言，无需关心数据来源，只需要按照标准向总线注册服务和发送数据请求。总线将通过内部机制以及与其他系统的接口实现数据的获取和传输，彻底改变了系统间各自做接口的传统做法，简化了系统数据共享模型。

 
　　
　　IEB是一个跨安全区的信息系统，内部封装了正向和反向物理隔离。应用于省地级的IEB涉及设备多、配置高。根据目前农网的特点，可以采用简化的配置，其硬件配置如图9所示。

 
　　
　　5 农网营配调综合应用。
　　
　　基于标准化IEB建立农网营配调综合应用子系统，实现对农网各类数据的综合应用分析。农网营配调综合应用子系统采用浏览器／服务器（B／S）架构，按照数据处理的流程可分为数据交互层、数据分析层和数据表示层3层结构，如图1O所示。

 
　　
　　数据交互层建立与标准化IEB互连的接口，根据应用层的数据要求向总线进行数据请求。数据分析层是对请求得到的各类数据按应用进行规划、分类、整理和统计，并进行数据组织。数据表示层将农网数据以不同应用的方式进行展示。
　　
　　农网营配调综合应用系统_】伽的功能构成如下。
　　
　　1）企业门户：建立农电企业的门户网站，实现统一登录认证、信息发布和维护、资源上传下载、文档管理、广告、公用信息管理等功能。
　　
　　2）农网运行概况分析：以地理信息为背景，展现农网的整体运行情况，提供各类设备的信息查询。
　　
　　3）业务情况分析：从时间、电压等级、用电类型、业务处理类型等方面分析业务处理情况并进行考核，分析业务趋势。
　　
　　4）客户情况分析：从时间、电压等级、用电类型、业务处理类型等方面分析客户群体构成，统计各类客户的新装、增容、减容等业务情况。
　　
　　5）售电情况分析：从不同角度分析各个供电所售电构成情况、同期售电量和电量变化趋势。
　　
　　6）设备状态检修：对设备进行综合管理，从台账、运行情况等方面分析设备状态，安排合理的检修计划，并利用地理信息分析最佳检修路径等功能。
　　
　　7）线损分析：从时间、供电单位、电压等级等不同角度进行电量的汇总统计，分析线损电量、线损率等。
　　
　　8）票据分析：从时间、供电单位、工作票以及操作票不同种类等角度，统计各类票据的执行情况、统计执行率、合格率等内容。
　　
　　9）其他应用：根据农网的发展，在IEB模式下扩充其他各类应用。
　　
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