溫濤

【摘 ?要】數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計是基于統(tǒng)一的數(shù)據(jù)關(guān)系標(biāo)準(zhǔn)，優(yōu)化和改造一個初始的、不合理的關(guān)系模型，這是一個高層次的、合理的關(guān)系模型?；舅枷胧峭ㄟ^合理的分解關(guān)系模型消除不規(guī)則數(shù)數(shù)據(jù)，它依賴于減少不必要的冗余數(shù)據(jù)并提供有效的數(shù)據(jù)檢索方法，避免不合理的插入、刪除、修改數(shù)據(jù)等，保持?jǐn)?shù)據(jù)的一致性。

【關(guān)鍵詞】調(diào)控云;電力調(diào)度數(shù)據(jù);結(jié)構(gòu)化設(shè)計

在電力系統(tǒng)中，為確保電力調(diào)度的安全性，硬件投資占比例越來越高，這種趨勢使系統(tǒng)運行成本增加，而系統(tǒng)有效利用資源情況卻不樂觀。因此，在智能化電網(wǎng)不斷發(fā)展的前提下，電氣企業(yè)需構(gòu)建調(diào)度自動化系統(tǒng)，來優(yōu)化硬景設(shè)備，來實現(xiàn)協(xié)同調(diào)度，進(jìn)一步保障電力調(diào)度工作的準(zhǔn)確性及安全性。

1 電力系統(tǒng)“調(diào)度云”關(guān)鍵技術(shù)的作用

電力系統(tǒng)在長期運行過程中，受限于分級管理體制影響，產(chǎn)生了技術(shù)路線無法統(tǒng)一、操作規(guī)則落實效果差等問題。使用云計算關(guān)鍵技術(shù)能夠有效解決這些問題。基于云計算關(guān)鍵技術(shù)的新型電力調(diào)度系統(tǒng)能夠改造系統(tǒng)原有結(jié)構(gòu)，規(guī)避不同級別系統(tǒng)異構(gòu)導(dǎo)致的輸電路線無法統(tǒng)一問題，同時，該項技術(shù)還提供了資源整合能力，從根本上提高了結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，進(jìn)而降低運行費用，簡化操作流程，提升了硬件和軟件的契合度。

2 調(diào)控云架構(gòu)

調(diào)控云是面向電力系統(tǒng)調(diào)度業(yè)務(wù)的云平臺系統(tǒng)，其整體運行模式既要考慮調(diào)控實時性的業(yè)務(wù)需求，同時還要利用云計算的優(yōu)點，充分發(fā)揮云計算技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)硬件存儲計算資源虛擬化、模型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化以及電網(wǎng)應(yīng)用微服務(wù)化的特點。調(diào)控云系統(tǒng)基于潮流分布趨勢、區(qū)域調(diào)管范圍、電力調(diào)控業(yè)務(wù)特點，形成國（分）、省（地）兩級部署的架構(gòu)方式。國分云即主導(dǎo)節(jié)點1個，是調(diào)控云的統(tǒng)領(lǐng)核心，主導(dǎo)進(jìn)行全電網(wǎng)調(diào)控數(shù)據(jù)的分析計算業(yè)務(wù)，主要負(fù)責(zé)維護二百二十千伏及以上的模型數(shù)據(jù)。省地云即協(xié)同節(jié)點或者源數(shù)據(jù)端N個，按照主導(dǎo)節(jié)點建立的的數(shù)據(jù)模型結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)，負(fù)責(zé)維護十千伏及以上省級調(diào)控中心的模型數(shù)據(jù)。一個主導(dǎo)節(jié)點與多個協(xié)同節(jié)點/源數(shù)據(jù)端作用在一起，形成目前的調(diào)控云。對于模型數(shù)據(jù)而言，主導(dǎo)節(jié)點負(fù)責(zé)維護元數(shù)據(jù)信息與字典信息，從而為調(diào)控云協(xié)同節(jié)點建立標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)模型，國分層的數(shù)據(jù)匯集于此，是調(diào)控云數(shù)據(jù)匯集中心。協(xié)同節(jié)點需維護本省調(diào)度機構(gòu)的圖模數(shù)據(jù)，以及向國分云上傳。調(diào)控云系統(tǒng)在硬件部署方面，主導(dǎo)節(jié)點、協(xié)同節(jié)點/源數(shù)據(jù)端都按照雙站點建設(shè)。

3面向調(diào)控云的電力調(diào)度通用數(shù)據(jù)對象結(jié)構(gòu)化設(shè)計

3.1 通用數(shù)據(jù)對象定義

對象（Object）是人們要進(jìn)行研究的任何事物，從最簡單的整數(shù)到復(fù)雜的飛機等均可看作對象，它不僅能表示具體的事物，還能表示抽象的規(guī)則、計劃或事件。數(shù)據(jù)對象是性質(zhì)相同的數(shù)據(jù)元素的集合。通用數(shù)據(jù)對象是指在一個行業(yè)內(nèi)，依據(jù)數(shù)據(jù)實體，抽象出各業(yè)務(wù)應(yīng)用的公共信息需求，形成可重用的數(shù)據(jù)單元，其具體特征包括：基礎(chǔ)性、通用性、一致性、共享性。本文將電力調(diào)度涉及的電力一次設(shè)備、二次設(shè)備、電力設(shè)備容器以及與電力調(diào)度緊密相關(guān)的組織機構(gòu)、周邊環(huán)境等對象進(jìn)行抽象，提取出公共信息并建模，以一張或多張數(shù)據(jù)庫表的方式進(jìn)行描述。

3.2 通用數(shù)據(jù)對象建模

3.2.1 數(shù)據(jù)對象關(guān)系建模

調(diào)控云的上層業(yè)務(wù)及數(shù)據(jù)分析應(yīng)用需要依賴以數(shù)據(jù)對象為中心的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)整合作為支撐基礎(chǔ)，從而實現(xiàn)以對象壽命為主線的業(yè)務(wù)應(yīng)用關(guān)聯(lián)，及以數(shù)據(jù)對象為中心的統(tǒng)計分析。而這些數(shù)據(jù)關(guān)系在調(diào)度控制方面主要包括對象間管理關(guān)系、從屬關(guān)系和拓?fù)潢P(guān)系3種情況。對象的管理關(guān)系指組織機構(gòu)間的上下級管理關(guān)系、調(diào)度機構(gòu)與設(shè)備間的調(diào)度管理關(guān)系、運維機構(gòu)與設(shè)備間的運維管理關(guān)系、公司與設(shè)備間的資產(chǎn)管理關(guān)系等對象的從屬關(guān)系包括：設(shè)備容器與設(shè)備之間的從屬關(guān)系;設(shè)備整體與設(shè)備元件之間的從屬關(guān)系;輔件及二次設(shè)備與主設(shè)備之間的從屬關(guān)系;業(yè)務(wù)及屬性與設(shè)備之間的從屬關(guān)系等。對象的拓?fù)潢P(guān)系指設(shè)備的物理電氣連接關(guān)系。拓?fù)潢P(guān)系在本次設(shè)計中通過“電網(wǎng)拓?fù)涔?jié)點”和“電網(wǎng)拓?fù)溥B接關(guān)系”兩個數(shù)據(jù)表描述。

3.2.2 數(shù)據(jù)對象ID編碼

為保證調(diào)控云平臺電網(wǎng)調(diào)度數(shù)據(jù)對象在調(diào)度系統(tǒng)中（縱向）和跨專業(yè)（橫向）的全局唯一，在不影響現(xiàn)有各應(yīng)用的前提下，設(shè)計一套用于數(shù)據(jù)交互共享的編碼規(guī)則（即ID編碼規(guī)則），作為電力通用數(shù)據(jù)對象的唯一標(biāo)識。大類碼用于區(qū)分?jǐn)?shù)據(jù)對象大類型;小類碼細(xì)化區(qū)分?jǐn)?shù)據(jù)對象具體類型，根據(jù)不同設(shè)備大類獨立進(jìn)行小類編碼;數(shù)據(jù)管理機構(gòu)代碼參考《中華人民共和國行政區(qū)劃代碼標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T2260）中的六位行政區(qū)劃代碼，當(dāng)多個數(shù)據(jù)管理機構(gòu)的行政區(qū)劃相同，或出現(xiàn)機構(gòu)不能與行政區(qū)劃對應(yīng)情況時，則進(jìn)行編碼擴展，從而消除分布維護可能引發(fā)的ID沖突，實現(xiàn)數(shù)據(jù)對象的分布維護、全局唯一;序列號采用順序編碼方式，由小到大遞增，代表該對象實例在本機構(gòu)同類對象中的順序號，具體長度可根據(jù)實際情況變化。

3.2.3 數(shù)據(jù)對象的元數(shù)據(jù)定義

為實現(xiàn)調(diào)控云中通用數(shù)據(jù)對象建模的靈活維護及自動生成，本文采用元數(shù)據(jù)管理的基本方法，建立數(shù)據(jù)對象、數(shù)據(jù)對象表、數(shù)據(jù)對象表屬性和數(shù)據(jù)字典。其基本關(guān)系為：首先建立數(shù)據(jù)對象，每類數(shù)據(jù)對象包含多張數(shù)據(jù)對象表，每張數(shù)據(jù)對象表又包含多個數(shù)據(jù)對象表屬性，部分相同的數(shù)據(jù)對象表屬性又抽象出數(shù)據(jù)字典。通過元數(shù)據(jù)管理功能實現(xiàn)對數(shù)據(jù)對象的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計和可擴展需求。

3.2.4 數(shù)據(jù)字典

電力調(diào)度通用數(shù)據(jù)對象屬性信息中包括多項專業(yè)名稱，為實現(xiàn)數(shù)據(jù)對象表屬性的手動選擇或自動生成等方式，本文設(shè)計建立數(shù)據(jù)字典對象，實現(xiàn)數(shù)據(jù)對象屬性值的標(biāo)準(zhǔn)化，包括通用類、容器類、發(fā)電設(shè)備類、輸變電設(shè)備類、量測類、事件類等，其屬性包括編碼（CODE）、名稱（NAME）、生效標(biāo)志（EFFECTIVE_FLAG）等信息，其中編碼是某一字典據(jù)對象（SG_META_OBJECT）表之間的一對多關(guān)系，采用多段式表示法（數(shù)據(jù)對象應(yīng)用范圍_對象分類_對象名稱_對象屬性集分類_對象的其他未盡信息），實現(xiàn)對象表名的快速識別;數(shù)據(jù)對象表屬性（SG_META_PROPERTY）用于描述某數(shù)據(jù)表中具體屬性（列），采用英文表名（TABLE_NAME_ENG）外鍵建立與數(shù)據(jù)對象表（SG_META_TABLE）之間的一對多關(guān)系，為達(dá)到各類關(guān)系型數(shù)據(jù)庫建模的通用性，參照“SQL92”標(biāo)準(zhǔn)對數(shù)據(jù)類型進(jìn)行通用定義，利用產(chǎn)生形式（MAINTENANCE_MODE）用于定義限制自動生成、手動錄入、手動選擇、自動計算等輸入方式。調(diào)控云模型數(shù)據(jù)管理軟件通過對3個元數(shù)據(jù)定義表中存儲信息的掃描，實現(xiàn)模型數(shù)據(jù)中心結(jié)構(gòu)化表格的自動構(gòu)建和更新，將對象間3種關(guān)聯(lián)關(guān)系在元數(shù)據(jù)中進(jìn)行定義，方便后期信息的全景關(guān)聯(lián)分析。

結(jié)語

采用本文提出的電力調(diào)度通用數(shù)據(jù)對象結(jié)構(gòu)化設(shè)計方法，實現(xiàn)電網(wǎng)模型數(shù)據(jù)的集中管理、分級維護、全局共享，確保各類應(yīng)用設(shè)備命名統(tǒng)一、參數(shù)一致，提升電網(wǎng)調(diào)控一體化協(xié)同運作能力。

參考文獻(xiàn)：

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[2]辛耀中，石俊杰，周京陽等.智能電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)現(xiàn)狀與技術(shù)展望[J].電力系統(tǒng)自動化，2015，39（1）：2-8

（作者單位：國網(wǎng)太原供電公司）