高 鎮(zhèn) 崔 洵 李大勝 楊 熙 吳曉蕓

（國網(wǎng)湖北省電力有限公司武漢供電公司，湖北 武漢430000）

1 概述

近年來，中國電力系統(tǒng)信息化水平一直處于行業(yè)領(lǐng)先水平。信息化建設(shè)發(fā)展速度持續(xù)加快，隨著電網(wǎng)的自動化水平的不斷提高、“大運(yùn)行”體系的建設(shè)，電網(wǎng)調(diào)控運(yùn)行管理模式也作出了相應(yīng)調(diào)整，電網(wǎng)調(diào)控運(yùn)行業(yè)務(wù)范圍逐漸擴(kuò)大，自動化系統(tǒng)越來越多，對各個班組之間協(xié)同效率要求越來越高。同時由于各生產(chǎn)管理系統(tǒng)的研發(fā)、實施單位以及投運(yùn)時間不統(tǒng)一，導(dǎo)致各個系統(tǒng)之間相對獨(dú)立和封閉，形成了數(shù)據(jù)孤島，系統(tǒng)維護(hù)和使用涉及人員性質(zhì)廣泛，數(shù)量眾多，管理復(fù)雜，各系統(tǒng)中基礎(chǔ)數(shù)據(jù)存在不一致和不完整等現(xiàn)象。

尤其在OMS 和SCADA 兩個系統(tǒng)之間，業(yè)務(wù)模塊中的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)關(guān)系較大，例如OMS 日志模塊中的內(nèi)容填報，很多原始數(shù)據(jù)都直接或間隔來源于SCADA 系統(tǒng)。工作人員等于要從SCADA 系統(tǒng)中提取原始信息，經(jīng)過處理、確認(rèn)后再填入OMS 系統(tǒng)中，這樣反復(fù)在兩個系統(tǒng)中切換，時間和精力存在浪費(fèi)，而且填報內(nèi)容過于口語化，對后期的數(shù)據(jù)統(tǒng)計、分析造成“噪聲”干擾。針對諸如此類的問題，武漢調(diào)控中心提出一種基于OMS 互聯(lián)的調(diào)控基礎(chǔ)數(shù)據(jù)治理的想法，構(gòu)建一套市縣一體化數(shù)據(jù)管理工具，以SCADA 系統(tǒng)為源頭，徹底打通跟OMS 系統(tǒng)之間的通訊通道，梳理各個模塊的業(yè)務(wù)要求，以SCADA 系統(tǒng)中發(fā)出的運(yùn)行數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，經(jīng)過加工、處理以后推送至OMS 系統(tǒng)中，同時獲取OMS 系統(tǒng)中計劃檢修、方式單、操作票數(shù)據(jù)信息，跟SCADA 系統(tǒng)中的運(yùn)行數(shù)據(jù)聚合分析，借助互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對數(shù)據(jù)進(jìn)行拆分并結(jié)構(gòu)化，為各個班組的流程申報工作提供數(shù)據(jù)支撐，充分利用基礎(chǔ)數(shù)據(jù)治理成果，邊治理邊應(yīng)用邊改善，提高調(diào)控基礎(chǔ)質(zhì)量，解決基礎(chǔ)數(shù)據(jù)應(yīng)用難、利用率低的客觀問題。通過對基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)流轉(zhuǎn)的優(yōu)化、改造與升級，發(fā)揮互聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)優(yōu)勢，提升調(diào)控基礎(chǔ)數(shù)據(jù)治理工作管理水平，為電力建設(shè)的發(fā)展提供新的方法和思路，促進(jìn)電力經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展。

2 系統(tǒng)總體設(shè)計

2.1 系統(tǒng)架構(gòu)方案

2.1.1 技術(shù)架構(gòu)（圖1）

外部數(shù)據(jù):

主要從SCADA、OMS 系統(tǒng)獲取數(shù)據(jù)，從SCADA 系統(tǒng)中獲取準(zhǔn)確度較高的臺帳數(shù)據(jù)、運(yùn)行數(shù)據(jù)，從OMS 系統(tǒng)獲取調(diào)度日志數(shù)據(jù)、檢修計劃數(shù)據(jù)、方式單數(shù)據(jù)、操作票數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)接入層:

圖1

具體任務(wù)為數(shù)據(jù)抽取服務(wù)、數(shù)據(jù)清洗服務(wù)、數(shù)據(jù)質(zhì)量校檢服務(wù)和數(shù)據(jù)存儲服務(wù)，分別獲取SCADA 系統(tǒng)和OMS 系統(tǒng)數(shù)據(jù)，并按照標(biāo)準(zhǔn)的CIM模型進(jìn)行存儲。

數(shù)據(jù)層:

數(shù)據(jù)庫存儲的數(shù)據(jù)信息，主要包括抽取過來的源數(shù)據(jù)信息以及支持系統(tǒng)正常運(yùn)行的參數(shù)數(shù)據(jù)，具體為：被轉(zhuǎn)換后的一次臺帳拓?fù)?、生產(chǎn)運(yùn)行數(shù)據(jù)、方式運(yùn)行數(shù)據(jù)、檢修計劃數(shù)據(jù)、操作票數(shù)據(jù)。

服務(wù)層：

為承載業(yè)務(wù)應(yīng)用功能所需的基礎(chǔ)服務(wù)，包括基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)管理服務(wù)；數(shù)據(jù)聯(lián)動規(guī)則、數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析規(guī)則、數(shù)據(jù)統(tǒng)計模型、數(shù)據(jù)展示模型。

數(shù)據(jù)管理服務(wù)：

除了對靜態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)維管理外，還包括兩個系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)聯(lián)動后的數(shù)據(jù)分析服務(wù)，并對引入的生產(chǎn)運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)行趨勢分析服務(wù)，提取日常運(yùn)行中的異常狀況進(jìn)行統(tǒng)計，以備頻繁停電、運(yùn)行異常分析時實用。

業(yè)務(wù)應(yīng)用層：

根據(jù)數(shù)據(jù)融合和計算處理，以web 的方式跟用戶形成交互，主要包括設(shè)備臺賬管理、運(yùn)行數(shù)據(jù)管理、操作票數(shù)據(jù)、檢修計劃數(shù)據(jù)、方式運(yùn)行數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)綜合服務(wù)六大模塊。

2.1.2 物理架構(gòu)

平臺物理部署架構(gòu)如圖2 所示。

圖2

采用標(biāo)準(zhǔn)的ETL 工具對SCADA 和OMS 系統(tǒng)中必需數(shù)據(jù)信息。其中包括SCADA 中一次設(shè)備拓?fù)鋽?shù)據(jù)、生產(chǎn)運(yùn)行量測值和告警信號，以及OMS 系統(tǒng)中的運(yùn)行方式、檢修申請數(shù)據(jù)。

系統(tǒng)部署在調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)III 區(qū)，以WEB 發(fā)布的方式進(jìn)行訪問，實現(xiàn)兩個系統(tǒng)數(shù)據(jù)之間的共享、交互、統(tǒng)計分析。

2.2 系統(tǒng)功能設(shè)計

2.2.1 數(shù)據(jù)預(yù)處理

數(shù)據(jù)預(yù)處理主要包括數(shù)據(jù)抽取、數(shù)據(jù)清洗、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)存儲多個環(huán)節(jié)，具體如下：

a. 數(shù)據(jù)抽取采用ETL 工具Kettle 實現(xiàn)對SCADA 和OMS 系統(tǒng)中的關(guān)鍵數(shù)據(jù)獲取，并在Kettle 中編寫數(shù)據(jù)清洗、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的邏輯，提高數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性、一致性。

b.按照標(biāo)準(zhǔn)的國網(wǎng)CIM 模型，對抽取到的有效數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲。

2.2.2 基準(zhǔn)數(shù)據(jù)管理

從III 區(qū)SCADA 歷史數(shù)據(jù)庫中獲取一次設(shè)備拓?fù)溥M(jìn)行集中管理，主要包括廠站臺賬、間隔臺賬，采用列表的展示。支持按照區(qū)域分布對臺賬數(shù)據(jù)進(jìn)行區(qū)域劃分、手動修改臺賬信息、人工屏蔽部分冗余信息。并且自動更新設(shè)備異動信息，支持定時自動更新和手動快速更新的功能。

2.2.3 數(shù)據(jù)運(yùn)行管理

主要包括兩小塊，一個是遙測數(shù)據(jù)、一個是遙信數(shù)據(jù)。具體要求如下：

a.按照各個班組的工作需要，抽取SCADA 系統(tǒng)各個間隔設(shè)備的有功、無功、電流、電壓、油溫、檔位數(shù)據(jù)信息，實現(xiàn)多組合多條件的數(shù)據(jù)檢索功能；

b.抽取SCADA 系統(tǒng)各個間隔設(shè)備的保護(hù)信息，以實際工作需求為基礎(chǔ)，制定一系列的篩選規(guī)則，對遙信數(shù)據(jù)實現(xiàn)多維度重現(xiàn)。同時遵從事先商議好的OMS 系統(tǒng)數(shù)據(jù)寫入?yún)f(xié)議，對遙信數(shù)據(jù)進(jìn)行自動化、半自動化處理后同步至OMS 系統(tǒng)中。

2.2.4 操作票數(shù)據(jù)

收集OMS 系統(tǒng)中的操作票數(shù)據(jù)信息，包括逐項票和綜合票。并對里面的設(shè)備信息進(jìn)行摘取、拆分，針對不能自動拆分的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行標(biāo)注，采取手動劃分的方式。對其他的字段信息（操作內(nèi)容、操作項等）進(jìn)行最小化拆分，實現(xiàn)操作票數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化存儲，方便后續(xù)的多模塊數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)。

2.2.5 檢修計劃數(shù)據(jù)

收集OMS 系統(tǒng)中的檢修計劃數(shù)據(jù)信息，包括月度檢修計劃、周度檢修計劃數(shù)據(jù)。對檢修計劃中的各個字段信息進(jìn)行溯源，并嚴(yán)格遵照基準(zhǔn)設(shè)備臺賬庫的要求摘取里面的關(guān)聯(lián)設(shè)備臺賬信息，針對不能自動拆分的，支持手動進(jìn)行拆分。

2.2.6 方式單數(shù)據(jù)

收集OMS 系統(tǒng)中的方式單數(shù)據(jù)信息。對方式單數(shù)據(jù)中的各個字段信息進(jìn)行溯源，并嚴(yán)格遵照基準(zhǔn)設(shè)備臺賬庫的要求摘取里面的關(guān)聯(lián)設(shè)備臺賬信息，針對不能自動拆分的，支持手動進(jìn)行拆分。

2.2.7 調(diào)度日志數(shù)據(jù)

收集OMS 系統(tǒng)中的調(diào)度數(shù)據(jù)信息，主要包括開關(guān)跳閘、線路接地、設(shè)備缺陷、分支線跳閘、運(yùn)行監(jiān)控等多個模塊。本模塊主要有兩大功能。第一，是把從OMS系統(tǒng)獲取到的調(diào)度日志數(shù)據(jù)進(jìn)行呈現(xiàn)；第二，是可以通過本系統(tǒng)編寫調(diào)度日志數(shù)據(jù)，借助基準(zhǔn)臺賬信息及其他模塊的數(shù)據(jù)信息，實現(xiàn)日志數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化、快速化、規(guī)范化、全自動化錄入。

3 結(jié)論

市縣一體化數(shù)據(jù)管理工具以數(shù)據(jù)治理為理念進(jìn)行設(shè)計開發(fā)，以實際工作業(yè)務(wù)需求為事件驅(qū)動，借助計算機(jī)對數(shù)據(jù)處理快速而高效的優(yōu)勢，實現(xiàn)OMS 與SCADA 系統(tǒng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的自動抽取、貫通、互聯(lián)、推送。從基礎(chǔ)工作需要出發(fā)，建立起基礎(chǔ)數(shù)據(jù)治理的概念，不斷從工作中汲取基礎(chǔ)數(shù)據(jù)治理經(jīng)驗并不斷完善、推陳出新，推進(jìn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)治理管控措施，提高基礎(chǔ)數(shù)據(jù)治理管理水平。避免了以往獲取數(shù)據(jù)時繁瑣、低效、易出錯的問題，克服數(shù)據(jù)治理難、數(shù)據(jù)利用難、數(shù)據(jù)分析結(jié)果準(zhǔn)確率低的困難，在提高工作效率的同時，也為后期應(yīng)對海量數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)打下了堅實的基礎(chǔ)。