馬 強(qiáng)，荊 銘，管 荑

（山東電力調(diào)度中心，山東 濟(jì)南 250001）

0 引言

當(dāng)前，統(tǒng)一堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的建設(shè)工作已經(jīng)從構(gòu)想階段逐步邁入具體實(shí)施階段［1-3］，電力調(diào)度中心是智能電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的核心控制環(huán)節(jié)，而且在整個(gè)電力系統(tǒng)中電力調(diào)度中心的信息化起步較早，也相對成熟，因此從電力調(diào)度中心信息標(biāo)準(zhǔn)化著手，研究為滿足智能電網(wǎng)要求需要制定哪些標(biāo)準(zhǔn)、如何制定、如何實(shí)施，對智能電網(wǎng)的信息標(biāo)準(zhǔn)化整體工作將具有典型的參照意義。

隨著電網(wǎng)自動化信息建設(shè)的不斷深入，山東電力調(diào)度中心已經(jīng)建成以能量管理系統(tǒng)、調(diào)度計(jì)劃系統(tǒng)、電量采集系統(tǒng)、保護(hù)信息管理系統(tǒng)、調(diào)度辦公系統(tǒng)等為中心的一系列應(yīng)用系統(tǒng)，能夠滿足支持調(diào)度中心業(yè)務(wù)職能的需求。各應(yīng)用系統(tǒng)是在不同的時(shí)期、為了支持各個(gè)業(yè)務(wù)職能的需要而逐步建設(shè)的，并且部署在不同的安全區(qū)內(nèi)。由于各業(yè)務(wù)系統(tǒng)缺乏統(tǒng)一的信息資源規(guī)劃和信息化標(biāo)準(zhǔn)體系，因此，系統(tǒng)間的信息與功能共享缺乏標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范和高效的機(jī)制，對下一步智能電網(wǎng)建設(shè)要求信息功能整合、數(shù)據(jù)深度挖掘和多維可視化展示等工作的開展帶來了一定的難度。

為此，山東電力調(diào)度中心從2008年初起就開始研究基于完全標(biāo)準(zhǔn)化的信息模型、對象編碼規(guī)范、組件接口規(guī)范的完全規(guī)范化的調(diào)度綜合數(shù)據(jù)平臺。其目標(biāo)是以一種基于標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一方式整合調(diào)度中心范圍內(nèi)各類應(yīng)用和數(shù)據(jù)，建成一個(gè)能夠以統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)公共信息模型、接口規(guī)范和對象標(biāo)識為范圍內(nèi)各類應(yīng)用提供所需的各種數(shù)據(jù)和服務(wù)的綜合數(shù)據(jù)平臺。

調(diào)度綜合數(shù)據(jù)平臺基于一個(gè)開放的應(yīng)用系統(tǒng)集成框架，能夠?yàn)榻窈箝_發(fā)新的更高層次的應(yīng)用系統(tǒng)提供充分的數(shù)據(jù)與接口支持。同時(shí)，調(diào)度綜合數(shù)據(jù)平臺的中心數(shù)據(jù)庫面向范圍內(nèi)所有業(yè)務(wù)應(yīng)用，能夠有效地管理和利用范圍內(nèi)的信息資源，成為調(diào)度中心的數(shù)據(jù)匯聚中心，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)來源的唯一性與共享性，為進(jìn)一步的數(shù)據(jù)挖掘和綜合數(shù)據(jù)展示提供基礎(chǔ)。

1 綜合數(shù)據(jù)平臺的標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)

1.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

調(diào)度綜合數(shù)據(jù)平臺可以為智能電網(wǎng)各調(diào)度應(yīng)用系統(tǒng)的信息交換、大規(guī)模電網(wǎng)分析等提供有力支持［4］，作為信息交換中心，更需要首先標(biāo)準(zhǔn)化。文獻(xiàn)［5］對單一調(diào)度統(tǒng)一數(shù)據(jù)平臺的數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)訪問方式和系統(tǒng)互聯(lián)具體實(shí)現(xiàn)方式做了深入的研究。山東電力調(diào)度中心在調(diào)度綜合數(shù)據(jù)平臺試點(diǎn)系統(tǒng)建設(shè)中則強(qiáng)調(diào)信息管理的整體性、多平臺、多系統(tǒng)協(xié)同、全面實(shí)踐信息標(biāo)準(zhǔn)化思路，在統(tǒng)一全網(wǎng)信息模型的基礎(chǔ)上，制定并實(shí)施了對象編碼規(guī)范，規(guī)范了信息交換標(biāo)準(zhǔn)接口，將調(diào)度綜合數(shù)據(jù)平臺的標(biāo)準(zhǔn)化作為建設(shè)的一個(gè)重點(diǎn)。

圖1 調(diào)度綜合數(shù)據(jù)平臺系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

調(diào)度綜合數(shù)據(jù)平臺系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。調(diào)度綜合數(shù)據(jù)平臺試點(diǎn)系統(tǒng)包括山東電力調(diào)度中心、青島地調(diào)和煙臺地調(diào)兩個(gè)層次三個(gè)子系統(tǒng)，采用標(biāo)準(zhǔn)化的元數(shù)據(jù)（統(tǒng)一的信息模型、對象編碼規(guī)則和接口規(guī)范），各子系統(tǒng)在橫向上實(shí)現(xiàn)了與調(diào)度中心內(nèi)跨安全區(qū)間各應(yīng)用系統(tǒng)協(xié)同，在縱向上（省、地；地、地之間）有機(jī)互聯(lián)，自成體系。

調(diào)度綜合數(shù)據(jù)平臺分別在安全I(xiàn)I區(qū)和安全I(xiàn)II區(qū)建設(shè)。位于安全I(xiàn)I區(qū)的綜合數(shù)據(jù)平臺直接融合能量管理系統(tǒng) （EMS）、廣域向量測量系統(tǒng)（WAMS）、調(diào)度員仿真培訓(xùn)系統(tǒng)（DTS）、調(diào)度計(jì)劃系統(tǒng)、電能量計(jì)量系統(tǒng)、負(fù)荷預(yù)報(bào)系統(tǒng)、保護(hù)及故障管理系統(tǒng)等的模型、實(shí)時(shí)及歷史數(shù)據(jù)。位于安全I(xiàn)II區(qū)的綜合數(shù)據(jù)平臺直接融合調(diào)度運(yùn)行管理、電壓分析和聯(lián)絡(luò)線考核等系統(tǒng)的模型、實(shí)時(shí)和歷史數(shù)據(jù)。

安全I(xiàn)I區(qū)和III區(qū)的綜合數(shù)據(jù)平臺通過高速數(shù)據(jù)傳輸、同步功能，屏蔽隔離裝置速度瓶頸，形成互為備份、協(xié)同運(yùn)行的數(shù)據(jù)平臺。省調(diào)綜合數(shù)據(jù)平臺在II區(qū)和III區(qū)分別與地調(diào)綜合數(shù)據(jù)平臺建立縱向聯(lián)系，從而可以方便地完成模型的合并、拆分。安全I(xiàn)I區(qū)和安全I(xiàn)II區(qū)的綜合數(shù)據(jù)平臺均配置Web門戶，在提供標(biāo)準(zhǔn)的程序化訪問接口的同時(shí)提供方便的瀏覽、管理界面。

1.2 信息模型

山東調(diào)度綜合數(shù)據(jù)平臺公共信息模型采用電網(wǎng)調(diào)度全景信息模型，以 IEC TC57（61970、61968）標(biāo)準(zhǔn)中的CIM模型為基礎(chǔ)，根據(jù)IEC 61970-301（國內(nèi)等同采用標(biāo)準(zhǔn)為DL/T 890.301）建議的擴(kuò)展規(guī)則納入《國家電網(wǎng)公司“生產(chǎn)管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)編碼規(guī)范”》、《國家電網(wǎng)公司“成熟套裝軟件信息分類與編碼方案”》等規(guī)范所包含的相關(guān)內(nèi)容，并結(jié)合實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng)的信息描述需求，對CIM進(jìn)行擴(kuò)展，形成能夠覆蓋調(diào)度中心各類業(yè)務(wù)的完整“統(tǒng)一公共信息模型”。各應(yīng)用特定的信息模型裁剪自統(tǒng)一公共信息模型，兩者形成一個(gè)有機(jī)整體，各應(yīng)用系統(tǒng)在信息模型上實(shí)現(xiàn)無縫融合。受管理的信息模型本質(zhì)上只描述公共數(shù)據(jù)——即可能用于交換的數(shù)據(jù)的模型。業(yè)務(wù)特定、無需交換的數(shù)據(jù)，相應(yīng)的信息模型可以在公共模型上擴(kuò)展，也可以采用與公共信息模型不同的體系管理。

1.3 對象編碼規(guī)則

在確定了統(tǒng)一信息模型的基礎(chǔ)上，為保證互操作時(shí)能以明確的對象標(biāo)識（參照代號）確定對象身份，需要制定合理可用的對象編碼規(guī)則。統(tǒng)一公共信息模型規(guī)范了可能參與互操作的對象，因此基于統(tǒng)一公共信息模型定義編碼規(guī)則是一個(gè)可行的方案。山東電力調(diào)度綜合數(shù)據(jù)平臺對象編碼規(guī)范（SED-RDS）遵循《國家電網(wǎng)公司“生產(chǎn)管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)編碼規(guī)范”》和 IEC 61346（國內(nèi)等同采用標(biāo)準(zhǔn)為GB/T 5094）的有關(guān)規(guī)則，明確規(guī)定編碼范圍、編碼規(guī)則，調(diào)度綜合數(shù)據(jù)平臺系統(tǒng)按照規(guī)范擬定的規(guī)則對平臺管理的對象進(jìn)行編碼，并在平臺對外提供對象信息時(shí)，使用符合規(guī)范的對象代碼。

編碼工作要解決的最重要的問題是同一對象不允許編出不同的參照代號。省、地調(diào)管理的對象有相互交叉的部分，對邊界對象可能出現(xiàn)編碼沖突。因此在省調(diào)系統(tǒng)中管理全部的框架和邊界對象的編碼（包括地理區(qū)域、變電站、電壓等級區(qū)、線路等），這樣，通過適度的人工干預(yù)，使省、地調(diào)系統(tǒng)做到對象有序編碼，保證平臺間對象標(biāo)識的正確性。

1.4 組件接口規(guī)范

調(diào)度綜合數(shù)據(jù)平臺組件接口規(guī)范如圖2所示。

圖2 調(diào)度綜合數(shù)據(jù)平臺組件接口規(guī)范

平臺組件接口規(guī)范規(guī)定了山東電力調(diào)度綜合數(shù)據(jù)平臺系統(tǒng)組件接口規(guī)范（SED-CIS）的規(guī)范框架。SED-CIS規(guī)定了一個(gè)組件（或應(yīng)用）為了用標(biāo)準(zhǔn)的方式與其它組件（或應(yīng)用）交換信息或訪問公共可用數(shù)據(jù)所應(yīng)該實(shí)現(xiàn)的各種接口。這些組件接口描述應(yīng)用可以用于這一目的的特定的事件、方法和性質(zhì)。接口規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)化充分考慮各種緊耦合和松耦合應(yīng)用場景，采用IEC 61970系列標(biāo)準(zhǔn)定義的組件接口規(guī)范（CIS）并根據(jù)應(yīng)用需求進(jìn)行裁剪和擴(kuò)展。緊耦合接口包括通用數(shù)據(jù)訪問（GDA）、高速數(shù)據(jù)訪問（HSDA）、事件與訂閱（GES）、時(shí)序數(shù)據(jù)訪問（TSDA）等，緊耦合的中間件系統(tǒng)采用公共對象請求代理結(jié)構(gòu)（CORBA）。松耦合接口采用CIM/XML、電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)標(biāo)記語言（E語言規(guī)范）文件形式，同時(shí)為適應(yīng)面向服務(wù)架構(gòu)，定義與CIS緊耦合接口對應(yīng)的Web服務(wù)接口。電網(wǎng)模型數(shù)據(jù)通過GDA/GDAWeb服務(wù)接口、XML文件方式；實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通過HSDA/HSDAWeb服務(wù)接口、E語言文件等方式；歷史數(shù)據(jù)通過TSDA/TSDAWeb服務(wù)接口方式與外部系統(tǒng)交互。

2 綜合數(shù)據(jù)平臺的系統(tǒng)測試

圖3 調(diào)度綜合數(shù)據(jù)平臺互操作測試過程

為了推動山東電網(wǎng)綜合數(shù)據(jù)平臺建設(shè)，驗(yàn)證各參與廠家構(gòu)造的數(shù)據(jù)平臺產(chǎn)品間的互操作性，山東電力調(diào)度中心組織了三方互操作測試，分別以省調(diào)及各地調(diào)（煙臺、青島）EMS現(xiàn)有模型數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)建立調(diào)度綜合數(shù)據(jù)平臺，劃定編碼權(quán)、確定編碼范圍，各平臺分別管理所轄數(shù)據(jù)。

三方互操作測試的過程如圖3所示，首先在各平臺之間互相導(dǎo)入已經(jīng)編碼、規(guī)范過的模型數(shù)據(jù)：省調(diào)導(dǎo)入青島、煙臺地調(diào)部分變電站220 kV以下的數(shù)據(jù)；青島地調(diào)導(dǎo)入省調(diào)指定廠站高電壓等級數(shù)據(jù)；煙臺地調(diào)導(dǎo)入省調(diào)指定廠站高電壓等級數(shù)據(jù)；青島地調(diào)導(dǎo)入煙臺地調(diào)部分廠站；煙臺地調(diào)導(dǎo)入青島地調(diào)部分廠站。

在完成導(dǎo)入工作后，分別對220 kV及以上變電站模型建立及編碼生成以及SED-CIS標(biāo)準(zhǔn)接口訪問進(jìn)行了互操作驗(yàn)證性測試，并進(jìn)行可視化展示。

測試結(jié)果表明，基于信息模型描述的數(shù)據(jù)、采用符合對象編碼規(guī)范的對象編碼作為標(biāo)識、通過標(biāo)準(zhǔn)接口實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的無障礙訪問，全面到達(dá)了平臺設(shè)計(jì)目標(biāo)。

3 結(jié)論

信息標(biāo)準(zhǔn)化管理是建設(shè)互動智能電網(wǎng)的必由之路。以山東調(diào)度綜合數(shù)據(jù)平臺的標(biāo)準(zhǔn)化為契機(jī)，促進(jìn)已有系統(tǒng)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范新建系統(tǒng)，從而漸次形成完全標(biāo)準(zhǔn)化的、具有良好互操作能力的智能電網(wǎng)信息應(yīng)用環(huán)境。山東電力調(diào)度綜合數(shù)據(jù)平臺有以下創(chuàng)新點(diǎn)：

1）完全標(biāo)準(zhǔn)化：從信息模型、對象編碼、接口規(guī)范到測試，平臺建設(shè)的各個(gè)環(huán)節(jié)均有可以依托的國際標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

2）創(chuàng)新性的采用了基于信息模型路徑的對象編碼規(guī)則。

3）通過第三方參與的方式對標(biāo)準(zhǔn)化程度進(jìn)行客觀檢驗(yàn)。

4）三方互測試涉及GDA、HSDA、TSDA及自定義的對象編碼管理接口，全面測試通過，在國內(nèi)同行業(yè)中處于領(lǐng)先地位。

調(diào)度綜合數(shù)據(jù)平臺建成后，將逐步為調(diào)度中心建立其標(biāo)準(zhǔn)的電網(wǎng)模型平臺、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)平臺、歷史數(shù)據(jù)平臺、圖形文件平臺。平臺在不斷擴(kuò)大模型管理范圍的同時(shí)，將對調(diào)度中心各系統(tǒng)使用的數(shù)據(jù)進(jìn)行全面的規(guī)范。后續(xù)的應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)基于平臺提供的數(shù)據(jù)，也將螺旋式促進(jìn)應(yīng)用系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)。經(jīng)過一定的建設(shè)周期，全面統(tǒng)一、無障礙的信息交換將成為必然。