郭仁超，舒 彧

(貴州電網(wǎng)有限責(zé)任公司，貴州 貴陽 550000)

“十三五”期間，電力行業(yè)部門隨著我國工業(yè)化進(jìn)程的發(fā)展獲得了飛速的發(fā)展，但是離綠色、節(jié)能、環(huán)保的要求還有不小的差距[1]。隨著電力行業(yè)信息化的快速發(fā)展，國家電網(wǎng)對電力行業(yè)提出了新的標(biāo)準(zhǔn)和要求[2]，通過軟件實(shí)現(xiàn)電力行業(yè)數(shù)據(jù)的“電子化移交”帶來了新的運(yùn)作機(jī)制，也更符合電力信息產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的要求[3]。

1 電力企業(yè)電子化移交現(xiàn)狀及問題

電子化移交是電力行業(yè)部門實(shí)現(xiàn)營配信息化、數(shù)字化、規(guī)范化以及系統(tǒng)化管理的重要手段，同時也是全面落實(shí)信息化建設(shè)發(fā)展的重要表現(xiàn)[4]。在電力企業(yè)跨系統(tǒng)協(xié)同數(shù)據(jù)傳遞流程中，數(shù)據(jù)電子化移交在提升企業(yè)信息資源共享水平，提高企業(yè)營配管理質(zhì)量上發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，可以說電子化移交已成為電力企業(yè)信息集成系統(tǒng)建設(shè)工程與應(yīng)用方面最為基礎(chǔ)，同時也是最重要的工作，它基本上貫穿了電網(wǎng)建設(shè)的全生命周期過程[5]。

自電力行業(yè)營配一體化數(shù)據(jù)工程建立之后，數(shù)據(jù)電子化移交已經(jīng)發(fā)展了很長一段時間，這期間隨著行業(yè)需求的發(fā)展，電子化移交也進(jìn)行了相應(yīng)的更新和完善，電子化移交隨時間沉淀下來的主要流程有起單、繪圖、審核以及發(fā)布等4個環(huán)節(jié)。在日常生產(chǎn)和工作中，電子化移交往往因?yàn)橄到y(tǒng)數(shù)據(jù)與現(xiàn)場不符合、無法操作等原因，使得電力生產(chǎn)無法正常開展[6]，目前電力行業(yè)電子化移交問題在生產(chǎn)和流程操作上主要存在以下幾個方面的問題。

(1)無法保證提供的資料符合規(guī)范。以設(shè)備資料為例，一般是在項目發(fā)起工單時作為附件提交給施工單位，但由于施工單位對項目設(shè)備資料無法做到完全熟悉，或者由于工期等原因?qū)υO(shè)備資料并沒有完全了解，導(dǎo)致工單到施工單位時造成多次退單修改。這對發(fā)起工單的影響是造成繪圖環(huán)節(jié)的重復(fù)修改，多次修改則增加了中間文件傳遞過程出現(xiàn)差錯的可能性，使得人力無力耗費(fèi)大幅增加，影響了電子化移交的進(jìn)程。

(2)電子化移交流程不明確。目前電子化移交已在電力行業(yè)建立了相應(yīng)的流程及規(guī)范，但是并不是每一個電力從業(yè)者對電子化移交流程都很明確，有些施工人員只是對施工流程較為熟悉，對電子化移交知之甚少，這種不了解電子化移交流程的情況往往造成工單退單、重走流程，耽誤了整個工單的閉環(huán)時間。電子化移交流程如圖1所示。

圖1 電子化移交流程

(3)電子化移交的流程不完善。目前電子化移交雖然已有相應(yīng)的管理制度進(jìn)行規(guī)范和制約，但是相對來講仍然不是很完善。項目工單發(fā)起和施工方往往因?yàn)轫椖抗て?、減少退單等原因，有時并不嚴(yán)格按照電子化移交流程執(zhí)行，而監(jiān)管方也會出現(xiàn)不能嚴(yán)格審核和把關(guān)的情況。

2 跨系統(tǒng)協(xié)同流程電子化移交

電子化移交的數(shù)據(jù)傳遞主要包括電網(wǎng)工程項目中的營配、資產(chǎn)、GIS、主數(shù)據(jù)以及財務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)等，現(xiàn)就電力企業(yè)跨系統(tǒng)協(xié)同流程中電子化移交一致性的治理進(jìn)行分析。

2.1 加強(qiáng)電子移交過程中的細(xì)節(jié)管理

基于協(xié)同數(shù)據(jù)統(tǒng)一規(guī)范處理原則，創(chuàng)建統(tǒng)一的數(shù)據(jù)命名、數(shù)據(jù)定義、數(shù)據(jù)類型、賦值規(guī)則等，并以此作為數(shù)據(jù)一致性檢驗(yàn)規(guī)則；統(tǒng)一的規(guī)則建立后，后續(xù)電子化移交過程中的全流程就可以對各個環(huán)節(jié)進(jìn)行跟蹤，不論是起單還是退單，均可以通過初始的命名進(jìn)行定位，每一項更改也有其完善的定義規(guī)則。在此基礎(chǔ)上，完全可建立電子化流程追蹤表格制度，在全生命周期內(nèi)對各個流程進(jìn)行識別和定位，很明晰地知道當(dāng)前文件、項目所處的位置和進(jìn)度，對每一項的更改都在系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行記錄方便歷史查詢，知道曾經(jīng)對其進(jìn)行了哪些修訂。

2.2 制定完善的數(shù)據(jù)監(jiān)控和抽檢制度

通過常態(tài)化的自動化監(jiān)控工具，將電子化移交和賬卡物協(xié)同流程涉及的營銷、資產(chǎn)、GIS、主數(shù)據(jù)、財務(wù)等系統(tǒng)的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)以及SOA服務(wù)報文數(shù)據(jù)進(jìn)行抽取、清洗、轉(zhuǎn)換、檢查，也為數(shù)據(jù)整改提供指導(dǎo)監(jiān)督，從而達(dá)到數(shù)據(jù)有效處理、快速解決的作用[7]。將生產(chǎn)數(shù)據(jù)與營銷客戶數(shù)據(jù)全面對應(yīng)與共享，可以利用應(yīng)用集成及圖形化展現(xiàn)的方式，達(dá)到營配數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)的貫通，實(shí)現(xiàn)故障定位、停電范圍分析、線損統(tǒng)計、業(yè)擴(kuò)報裝等業(yè)務(wù)。同時提高整個電子化移交過程中的數(shù)據(jù)完整性、真實(shí)性和準(zhǔn)確性，從而提高電子化轉(zhuǎn)移效率。

數(shù)字移交自動監(jiān)控系統(tǒng)的圖元組態(tài)和單元組態(tài)構(gòu)成了主控模塊，而主控模塊同時又與數(shù)據(jù)狀態(tài)檢測、實(shí)時圖片、綜合信息控制、事件記錄查看器以及報表系統(tǒng)相通。自動監(jiān)控系統(tǒng)除了主控模塊以外，系統(tǒng)所儲存的數(shù)據(jù)庫與主控模塊之間通過數(shù)據(jù)庫接口進(jìn)行通信，終端電力系統(tǒng)智能化設(shè)備與主控模塊間通過通信接口進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。數(shù)字移交自動監(jiān)控系統(tǒng)如圖2所示。

圖2 數(shù)字移交自動監(jiān)控系統(tǒng)

針對自動化監(jiān)控系統(tǒng)中主控模塊從數(shù)據(jù)庫中提取相應(yīng)數(shù)據(jù)這一過程，可由主控模塊中的特定數(shù)據(jù)挖掘程序進(jìn)行特征分析、數(shù)據(jù)遍歷和數(shù)據(jù)獲取[8]。

2.3 做好電子化移交的全局監(jiān)控

依托先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，制定跨系統(tǒng)協(xié)同流程數(shù)據(jù)傳遞的全局監(jiān)控制度，電力企業(yè)組織專業(yè)人員進(jìn)行移交過程中的全局監(jiān)控，通過定期或者不定期的檢查制度，了解數(shù)據(jù)傳遞過程的工作進(jìn)程，確保電子化移交過程的全面性和及時性，從而不僅可以發(fā)現(xiàn)工單逾期、電子資料錯誤、資料缺陷等問題，也可以通過檢查制度明確責(zé)任制，通過發(fā)現(xiàn)問題、解決問題機(jī)制，建立獎懲制度，提高從業(yè)人員的責(zé)任意識，調(diào)動從業(yè)人員的積極性。

電子化移交流程全局監(jiān)控工具將數(shù)據(jù)傳遞過程中涉及的各子系統(tǒng)進(jìn)行串聯(lián)，通過收集站內(nèi)各子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，采用數(shù)據(jù)采集轉(zhuǎn)換模塊形成系統(tǒng)內(nèi)可識別的數(shù)據(jù)形式，通過數(shù)據(jù)傳遞模塊傳遞至終端并顯示。從流程全局監(jiān)控系統(tǒng)功能可知，該系統(tǒng)主要分為界面顯示、報警處理、在線監(jiān)測、實(shí)時監(jiān)控、數(shù)據(jù)分析、協(xié)議轉(zhuǎn)換6大模塊。數(shù)字移交全局監(jiān)控系統(tǒng)如圖3所示。

圖3 數(shù)字移交全局監(jiān)控系統(tǒng)

3 跨系統(tǒng)協(xié)同數(shù)據(jù)傳遞準(zhǔn)確性研究

跨系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳遞過程中，電力系統(tǒng)需要傳輸海量的數(shù)據(jù)，需要對數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮后再進(jìn)行傳遞。近年來較為流行的是在電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸過程中采用多核小波并行的算法進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮[9]。采用小波變換數(shù)據(jù)壓縮算法的優(yōu)點(diǎn)是：在程序的時域和頻域都具有良好的局部化的性質(zhì)，在對高頻信號進(jìn)行處理時能夠提供更為精確的分解，從而得到大量的高頻信息。因此，小波包變換算法在跨系統(tǒng)協(xié)同數(shù)據(jù)傳遞(多小波)過程中具有無可比擬的優(yōu)勢[10-12]。

多小波的尺度函數(shù)和多小波函數(shù)需要滿足2個尺度矩陣方程組：

(1)

(2)

式中，Hk和Gk為r×r維系數(shù)矩陣；r∈N為多小波的維數(shù)。多小波快速分解和重構(gòu)公式為：

(3)

(4)

(5)

式中，n，k∈Z，cj，k=(c1，j，k，…，cr，j，k)，dj，k=(d1，j，k，…，dr，j，k)。

多小波的數(shù)據(jù)壓縮原理為，設(shè)置某一尺度j下的閾值為：

ηj=λ×max{|dj(n)|}，n=1，2，…，N/2j

(6)

信號經(jīng)過J級壓縮后重構(gòu)信號的小波細(xì)節(jié)為

(7)

其中，j=1，2，…J。

為了便于對數(shù)據(jù)壓縮前后進(jìn)行比較，定義數(shù)據(jù)信號壓縮比為：

(8)

式中，Nc為數(shù)據(jù)信號壓縮后保留的個數(shù)；N為原始數(shù)據(jù)庫中采集樣本數(shù)。

定義信號重構(gòu)后的平均誤差e；定義信號重構(gòu)后的均方誤差u；定義信號重構(gòu)后的賦范均方誤差enorm。

(9)

以數(shù)據(jù)庫中的低頻數(shù)據(jù)信號220個8字節(jié)雙精度，高頻數(shù)據(jù)信號19個8字節(jié)雙精度數(shù)據(jù)為例，經(jīng)過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊后變?yōu)?56個雙字節(jié)整數(shù)類型和19個雙字節(jié)整型位置數(shù)據(jù)，存儲空間減少了1 362個字節(jié)存儲空間。再次將數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼后，低溫信號分量需要保存的數(shù)據(jù)為413個字節(jié)，高頻分量需要保存數(shù)據(jù)量為20個字節(jié)。經(jīng)過上述數(shù)據(jù)處理后壓縮比為11.3%，數(shù)據(jù)處理后的賦范均方誤差1.94。

賦范均方誤差enorm越小，說明壓縮比越小，即數(shù)據(jù)失真度越小，數(shù)據(jù)處理后與原始數(shù)據(jù)一致性越高，數(shù)據(jù)壓縮效果越好。

4 數(shù)據(jù)傳遞一致型模型驗(yàn)證

采用多小波的尺度函數(shù)和多小波函數(shù)模型完成對跨系統(tǒng)協(xié)同流程中的傳輸數(shù)據(jù)后，需要進(jìn)行模型驗(yàn)證。在對10萬組電力數(shù)據(jù)進(jìn)行跨系統(tǒng)傳輸后，對傳輸結(jié)果進(jìn)行整理分析，得到傳輸數(shù)據(jù)效率對比如圖4所示。

圖4 傳輸數(shù)據(jù)效率對比

首先在跨系統(tǒng)協(xié)同流程的數(shù)據(jù)傳輸效率上，采用多小波的尺度函數(shù)和多小波函數(shù)模型的傳輸時間要優(yōu)于傳統(tǒng)數(shù)據(jù)的傳輸方式。從圖4中可以看出，隨著數(shù)據(jù)量的增加，采用優(yōu)化的多小波函數(shù)傳輸模型的優(yōu)勢愈加明顯，在傳輸8萬數(shù)據(jù)組時相對于傳統(tǒng)傳輸時間要提高33%，全部傳輸過程整體上要提高22%左右。傳輸數(shù)據(jù)準(zhǔn)確率對比如圖5所示。

圖5 傳輸數(shù)據(jù)準(zhǔn)確率對比

從圖5可以看出，在傳輸準(zhǔn)確性方面，采用多小波的尺度函數(shù)和多小波函數(shù)模型的準(zhǔn)確率(一致性)一直在99%以上，并不會隨著數(shù)據(jù)傳輸量的增大而有所差異，反而會略有提高；而對于傳統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸方式，數(shù)據(jù)傳輸一致性隨著數(shù)據(jù)量的增大而下降，優(yōu)化后的傳輸模型數(shù)據(jù)傳輸一致性總體上提高15%以上。

5 數(shù)據(jù)傳遞一致性在電力環(huán)保方面的影響

電力營配在各大供電公司中都是一項重要工作，電力營配對于客戶的用電大數(shù)據(jù)有強(qiáng)烈的需求，此外精確的電力營配對于加強(qiáng)能源資源節(jié)約利用、增強(qiáng)社會可持續(xù)發(fā)展能力，建設(shè)科學(xué)合理的能源利用體系發(fā)揮關(guān)鍵效能。近些年來隨著大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，數(shù)據(jù)傳遞在電力營配方面發(fā)揮著越來越重要的作用。一般地，電力公司用“電能有效利用率”來評價客戶的用電節(jié)能情況。電能有效利用率計算公式如下：電能有效利用率=一定時期所使用的電量÷一定時間的產(chǎn)值?？砂l(fā)現(xiàn)，電能有效利用率可以在一定程度上反映某企業(yè)的電能使用效率。供電公司在電力生產(chǎn)、電力傳輸、客戶電力使用情況方面的數(shù)據(jù)傳遞一致性的獲取上占據(jù)優(yōu)勢，則表示能夠在電力數(shù)據(jù)傳遞鏈條上占據(jù)了主動地位，從而能夠更合理、有優(yōu)化地配置和使用電力資源，實(shí)現(xiàn)能源利用的最優(yōu)化，間接達(dá)到環(huán)保的效果。

不同類型的用電企業(yè)在電力方面對環(huán)境污染、對電能的依賴程度矩陣如圖6所示。每一個同心圓的外圓為對環(huán)境的污染程度，內(nèi)圓表示對電能的依賴程度；外圓面積越大對環(huán)境污染程度越大，內(nèi)圓越大表示對電能的依賴程度也越大?？梢钥闯鲇疑辖穷愋偷钠髽I(yè)對電能需求比例最大，同時對環(huán)境的污染程度也越大；而相反的是，左下角類型的企業(yè)為低依賴、低污染類型企業(yè)。

圖6 電力客戶電能依賴性/環(huán)境污染程度矩陣

供電公司通過數(shù)據(jù)傳遞獲得的大數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，很容易獲得不同類型的客戶在上述矩陣圖中對應(yīng)的類型，然后對客戶的“電能依賴程度”和“對環(huán)境的污染程度”進(jìn)行評估，建立指標(biāo)評價體系，對社會環(huán)境評價提供很高的參考價值。

某電力分公司針對某石油化工企業(yè)現(xiàn)場調(diào)研及數(shù)據(jù)分析情況，提出并應(yīng)用了一種非甲烷總烴氣體在線監(jiān)測系統(tǒng)，它屬于高溫抽取式的一種，系統(tǒng)中的色譜分析儀表采用色譜FID原理進(jìn)行苯系化合物、非甲烷類總烴等氣體進(jìn)行在線監(jiān)測和數(shù)據(jù)分析[13-15]。系統(tǒng)由采樣模塊、預(yù)處理模塊、數(shù)據(jù)分析單元等組成，數(shù)據(jù)分析總成模塊完成數(shù)據(jù)處理后統(tǒng)一發(fā)送至數(shù)據(jù)協(xié)同處理中心，經(jīng)過大數(shù)據(jù)分析后形成局部地區(qū)的環(huán)保數(shù)據(jù)樣本，經(jīng)過長時間的數(shù)據(jù)連貫性和一致性累積，可以為該地區(qū)的生產(chǎn)環(huán)保效能提供參考。此外，某SO2及NOx在線實(shí)時監(jiān)測裝置主要針對系統(tǒng)中的環(huán)保數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測，這種在線監(jiān)測設(shè)備在脫硫系統(tǒng)中猶如系統(tǒng)的“眼睛”，主要針對不同區(qū)域采用不同的環(huán)境監(jiān)測策略，能夠低能耗、高效率地對環(huán)境進(jìn)行監(jiān)控，及時發(fā)現(xiàn)污染狀況。

此外，數(shù)據(jù)傳遞在綠色能源分配方面，曾有面向邊緣計算的數(shù)據(jù)回傳的綠色能源分配方法，具體數(shù)據(jù)傳遞方法是首先需要建立無線網(wǎng)絡(luò)傳輸模型[16]，通過引入數(shù)據(jù)收集器以及租賃頻譜用于傳遞數(shù)據(jù)，這些采集的數(shù)據(jù)從每個中繼節(jié)點(diǎn)向邊緣節(jié)點(diǎn)進(jìn)行傳輸時，中繼節(jié)點(diǎn)從數(shù)個綠色能源供應(yīng)者中選擇其中一個作為唯一的能量提供者并作為其唯一的節(jié)點(diǎn)，對于綠色能量供應(yīng)者來說，其通過無線網(wǎng)絡(luò)價格方案作為依據(jù)作為確定能量儲存價格的依據(jù)。采用兩階算法實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳遞商和綠色能源供應(yīng)者之間的動態(tài)平衡，在這個過程中，數(shù)據(jù)傳遞扮演著實(shí)現(xiàn)在運(yùn)營商數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳遞價格確定的情況下綠色能源最佳分配的角色。

通過以上分析可知，不論是在環(huán)保在線監(jiān)測領(lǐng)域，數(shù)據(jù)監(jiān)測在線獲取環(huán)保數(shù)據(jù)通過一致性傳遞的過程，還是在綠色能源分配領(lǐng)域，數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商和綠色能源供應(yīng)商之間的傳遞過程，都能夠體現(xiàn)數(shù)據(jù)傳遞的一致性在這個過程中發(fā)揮的重要作用，以及對環(huán)境保護(hù)所起到的不可替代的效果。

6 結(jié)論

為適應(yīng)新形勢下國家對電力行業(yè)高標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展、高質(zhì)量的要求，電力企業(yè)內(nèi)基于跨系統(tǒng)協(xié)同流程中數(shù)據(jù)傳遞一致性，也即電子化移交的準(zhǔn)確性是提升企業(yè)信息資源共享水平，提高企業(yè)營配管理質(zhì)量上發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。電力行業(yè)電子化移交應(yīng)做好工作流程的管控，制定完善的流程監(jiān)控制度，運(yùn)用科學(xué)數(shù)據(jù)處理技術(shù)，并加強(qiáng)電子移交過程中的細(xì)節(jié)管理，為電力企業(yè)轉(zhuǎn)型升級奠定良好的信息化管理基礎(chǔ)。對數(shù)據(jù)傳輸過程中的壓縮，數(shù)據(jù)傳輸效率以及一致性進(jìn)行了深入的研究，分析表明采用多小波的尺度函數(shù)和多小波函數(shù)模型在跨系統(tǒng)的協(xié)同數(shù)據(jù)傳遞過程中不僅在傳輸效率上有優(yōu)勢，而且在數(shù)據(jù)傳輸準(zhǔn)確性方面有很大的提高。

數(shù)據(jù)傳遞的治理同時為電力大數(shù)據(jù)庫提供了重要支撐，為電力更加節(jié)能環(huán)保、綠色發(fā)展創(chuàng)造了更加有利的條件。不論是在石油、煤炭傳統(tǒng)能源行業(yè)，還是在風(fēng)能、核電、水電等清潔再生能源領(lǐng)域，數(shù)據(jù)傳遞一致性都起著非常重要的作用，能夠保障數(shù)據(jù)傳遞的可靠與準(zhǔn)確，以及對制定相應(yīng)的政策和制度起著關(guān)鍵參考作用。