房金彥,胡 婷,姚諸香,羅 琦
(1.國(guó)網(wǎng)江西省電力有限公司,江西 南昌 330077;2.國(guó)網(wǎng)江西省電力有限公司供電服務(wù)管理中心,江西 南昌 330096)
調(diào)控云是面向電網(wǎng)調(diào)控業(yè)務(wù)的云服務(wù)平臺(tái),通過(guò)匯集調(diào)度管理系統(tǒng)、智能電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)、電能量計(jì)量等系統(tǒng)的電網(wǎng)模型數(shù)據(jù)和運(yùn)行數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)調(diào)度各類(lèi)信息資源的統(tǒng)一服務(wù)、全局共享[1-3]。江西電網(wǎng)省、地調(diào)自2018年開(kāi)始調(diào)控云模型維護(hù)工作,維護(hù)范圍涵蓋江西電網(wǎng)35 kV及以上電壓等級(jí)變電站和10 kV及以上電壓等級(jí)電源模型數(shù)據(jù),但調(diào)控云與調(diào)度各應(yīng)用系統(tǒng)的模型都是人工獨(dú)立維護(hù),電網(wǎng)模型信息變更時(shí)需要人工同時(shí)維護(hù)多套系統(tǒng),系統(tǒng)之間模型維護(hù)共享程度較低,嚴(yán)重影響模型維護(hù)效率和質(zhì)量[4]。調(diào)度模型數(shù)據(jù)維護(hù)主要存在以下問(wèn)題:
1)模型數(shù)據(jù)重復(fù)維護(hù),人工成本巨大。調(diào)度自動(dòng)化運(yùn)維人員在獲得模型、圖形變更信息時(shí),分別在調(diào)度各系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)相應(yīng)模型信息,這就存在著模型參數(shù)重復(fù)錄入、圖形重復(fù)繪制及圖模重新關(guān)聯(lián)等問(wèn)題,甚至?xí)霈F(xiàn)因工作量大維護(hù)錯(cuò)誤導(dǎo)致系統(tǒng)之間模型參數(shù)不一致現(xiàn)象;
2)圖模信息頻繁變更,人工維護(hù)影響業(yè)務(wù)系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)交互。調(diào)控云與各業(yè)務(wù)系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)交互是通過(guò)人工維護(hù)模型ID映射關(guān)系實(shí)現(xiàn),模型變更的同時(shí)需要重新維護(hù)系統(tǒng)之間的ID映射關(guān)系,若映射關(guān)系未及時(shí)維護(hù)或維護(hù)不正確,會(huì)影響調(diào)控云平臺(tái)匯集數(shù)據(jù)的完整性和準(zhǔn)確性;
3)調(diào)控云模型維護(hù)及時(shí)性影響系統(tǒng)的實(shí)用化水平。調(diào)度各專(zhuān)業(yè)重視專(zhuān)業(yè)系統(tǒng)模型數(shù)據(jù)的維護(hù)質(zhì)量,而調(diào)控云平臺(tái)是所有模型數(shù)據(jù)匯集系統(tǒng),缺少高效的維護(hù)機(jī)制保證調(diào)控云模型的同步維護(hù),因此調(diào)控云模型數(shù)據(jù)的維護(hù)往往較為滯后,導(dǎo)致因模型維護(hù)不及時(shí)而影響調(diào)控云匯集數(shù)據(jù)的實(shí)用性。
因此需要開(kāi)發(fā)調(diào)控云模型源端維護(hù)工具,實(shí)現(xiàn)調(diào)控云模型源端維護(hù)、全局共享,減輕調(diào)度運(yùn)維人員工作量,提高電網(wǎng)調(diào)度模型數(shù)據(jù)維護(hù)效率,提升調(diào)控云平臺(tái)實(shí)用性和調(diào)控中心數(shù)字化水平。
調(diào)控云平臺(tái)模型數(shù)據(jù)平臺(tái)集成全網(wǎng)省、地調(diào)35 kV以上全模型,根據(jù)調(diào)控云模型數(shù)據(jù)維護(hù)需要,江西省調(diào)于2017年11月部署調(diào)控云源數(shù)據(jù)端軟件,用于江西電網(wǎng)模型數(shù)據(jù)維護(hù)及通過(guò)縱向同步工具將維護(hù)模型數(shù)據(jù)同步至國(guó)分云端。省、地、縣調(diào)自動(dòng)化運(yùn)維人員通過(guò)B/S(瀏覽器/服務(wù)器)模式分別維護(hù)各自調(diào)管范圍內(nèi)電網(wǎng)模型,模型維護(hù)分為存量模型維護(hù)和增量模型維護(hù)兩個(gè)階段。
對(duì)于存量電網(wǎng)模型,可以通過(guò)從調(diào)度各業(yè)務(wù)系統(tǒng)全量導(dǎo)入調(diào)控云平臺(tái),但江西電網(wǎng)未建設(shè)全網(wǎng)模型數(shù)據(jù)中心,全網(wǎng)模型數(shù)據(jù)是由各單位在各自業(yè)務(wù)系統(tǒng)獨(dú)立維護(hù),同時(shí)源數(shù)據(jù)端的兩臺(tái)服務(wù)器性能不能滿(mǎn)足大量用戶(hù)短時(shí)間內(nèi)同時(shí)訪(fǎng)問(wèn)需要,因此結(jié)合當(dāng)時(shí)江西各單位模型數(shù)據(jù)維護(hù)特點(diǎn),對(duì)于公共模型、電網(wǎng)及一次設(shè)備模型等數(shù)據(jù)對(duì)象,由省調(diào)在云端將需要維護(hù)的模型導(dǎo)出維護(hù)模板,然后發(fā)至省檢、各地調(diào)、電廠(chǎng)按照各單位管轄范圍維護(hù)相應(yīng)設(shè)備,維護(hù)完成后發(fā)至省調(diào),由省調(diào)在源數(shù)據(jù)端導(dǎo)入,根據(jù)模型校驗(yàn)規(guī)則提升模型數(shù)據(jù)質(zhì)量,經(jīng)過(guò)2018年全年集中維護(hù)治理,全網(wǎng)存量電網(wǎng)模型數(shù)據(jù)全部匯集至調(diào)控云平臺(tái)。
調(diào)控云增量模型由省地調(diào)調(diào)度自動(dòng)化運(yùn)維人員根據(jù)電網(wǎng)模型變更后,在其它業(yè)務(wù)系統(tǒng)維護(hù)完成后再維護(hù)調(diào)控云平臺(tái),由于缺乏判斷模型是否及時(shí)維護(hù)的機(jī)制,增量模型往往存在漏維護(hù)或維護(hù)不完整問(wèn)題。
為解決源數(shù)據(jù)端軟件的模型維護(hù)、模型數(shù)據(jù)無(wú)應(yīng)用問(wèn)題,江西省調(diào)于2019年利用服務(wù)器部署了調(diào)控云平臺(tái)小系統(tǒng),在此基礎(chǔ)上完成模型數(shù)據(jù)平臺(tái)和運(yùn)行數(shù)據(jù)平臺(tái)的搭建,開(kāi)展江西省級(jí)云模型數(shù)據(jù)、運(yùn)行數(shù)據(jù)平臺(tái)數(shù)據(jù)的維護(hù)工作。
調(diào)控云平臺(tái)模型要與電網(wǎng)實(shí)際保持一致。通過(guò)分析對(duì)比調(diào)控中心各業(yè)務(wù)系統(tǒng),智能電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)(EMS系統(tǒng))是實(shí)時(shí)生產(chǎn)控制系統(tǒng),電力系統(tǒng)的在線(xiàn)實(shí)時(shí)分析計(jì)算都是以EMS數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)模型參數(shù),模型與電網(wǎng)實(shí)時(shí)保持一致,因此選用I區(qū)EMS系統(tǒng)作為調(diào)控云源端模型系統(tǒng)。為實(shí)現(xiàn)調(diào)控云平臺(tái)模型免維護(hù)功能,調(diào)控云平臺(tái)不應(yīng)該單獨(dú)做系統(tǒng)模型參數(shù)、圖形拓?fù)浞矫娴木S護(hù)工作,所有模型、圖形、參數(shù)都應(yīng)該與源端D5000系統(tǒng)及時(shí)同步。源端模型維護(hù)流程如圖1所示。
圖1 源端模型維護(hù)流程
調(diào)控云源端模型維護(hù)流程如下:
1)模型感知。由自動(dòng)化值班在EMS系統(tǒng)中維護(hù)電網(wǎng)模型數(shù)據(jù),維護(hù)變電站、發(fā)電廠(chǎng)(火、水、抽蓄、風(fēng)和光伏)、線(xiàn)路、線(xiàn)端、主變、主變繞組、發(fā)電機(jī)組、斷路器、刀閘、接地刀閘、并聯(lián)電抗器和并聯(lián)電容器等類(lèi)型設(shè)備后自動(dòng)在D5000.MODEL_MODIFY生成一條日志數(shù)據(jù)。
2)模型同步。根據(jù)D5000.MODEL_MODIFY日志表,定期把D5000設(shè)備模型變更信息數(shù)據(jù)同步至調(diào)控云源數(shù)據(jù)端中間環(huán)節(jié)。調(diào)控云平臺(tái)部署模型抽取程序在鏡像庫(kù)將相應(yīng)模型參數(shù)信息抽取同步至調(diào)控云平臺(tái)。在增量模型中根據(jù)D5000修改的模型數(shù)據(jù)與調(diào)控云各類(lèi)模型進(jìn)行匹對(duì),若調(diào)控云平臺(tái)已維護(hù),則對(duì)已維護(hù)模型進(jìn)行同步更新;若未維護(hù),則直接自動(dòng)生成調(diào)控云模型。
3)ID映射自動(dòng)維護(hù)。根據(jù)匹配的結(jié)果及D5000將新增、修改和刪除狀態(tài)進(jìn)行D5000模型數(shù)據(jù)同步至調(diào)控云模型中,同步實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)對(duì)象的B表、C表、量測(cè)測(cè)點(diǎn)等表的數(shù)據(jù)同步,實(shí)現(xiàn)模型及映射關(guān)系的自動(dòng)維護(hù)功能。
通過(guò)源端系統(tǒng)配置,調(diào)控云自動(dòng)獲取業(yè)務(wù)系統(tǒng)的圖模數(shù)據(jù),從而實(shí)現(xiàn)減少調(diào)控云維護(hù)工作量的目的。
I區(qū)D5000系統(tǒng)模型服務(wù)將模型增量信息記錄到“模型變更記錄表”(見(jiàn)表1),通過(guò)跨區(qū)鏡像同步,將該表信息同步至D5000III區(qū)WEB鏡像系統(tǒng)。在省調(diào)D5000系統(tǒng)III區(qū)部署模型感知程序,定時(shí)生成模型變更記錄表,調(diào)控云模型抽取程序可以根據(jù)時(shí)間、模型表、是否更新標(biāo)志等多重組合從該表中獲取模型變更的記錄信息(記錄ID,表名)和操作類(lèi)型(增刪改)信息。增量模型抽取同步完成后,調(diào)控云模型抽取工具,將對(duì)應(yīng)記錄的OMS_FLAG值改為1,表明該記錄已同步上云,后續(xù)將不再處理。
表1 模型變更記錄表
由于電網(wǎng)的模型參數(shù)、圖形拓?fù)洳皇请S時(shí)改變的,一般可以采用定時(shí)同步的方式。在電網(wǎng)有新廠(chǎng)站接入或其它變動(dòng)引起電網(wǎng)模型參數(shù)改變時(shí),可采用手動(dòng)方式進(jìn)行實(shí)時(shí)同步,模型的同步要求既可實(shí)時(shí)同步也可定時(shí)同步。
源端模型變更包括新模型變更感知、已有模型參數(shù)變更、已有模型刪除等情況,所以以D5000系統(tǒng)為源進(jìn)行模型同步主要有以下幾類(lèi)同步操作:
1)同步已有對(duì)應(yīng)關(guān)系的模型數(shù)據(jù)。該部分模型在D5000系統(tǒng)和調(diào)控云平臺(tái)均維護(hù)了,并已實(shí)現(xiàn)ID對(duì)應(yīng)映射,在模型感知操作類(lèi)型為“修改”時(shí),同步實(shí)現(xiàn)模型參數(shù)同步;若操作類(lèi)型為“刪除”時(shí),同步實(shí)現(xiàn)調(diào)控云模型投運(yùn)狀態(tài)修改為退役,同時(shí)自動(dòng)生成當(dāng)時(shí)的退運(yùn)日期。
2)同步無(wú)對(duì)應(yīng)關(guān)系的模型數(shù)據(jù)。該部分模型有兩種情況:D5000系統(tǒng)和調(diào)控云平臺(tái)均維護(hù)了模型,但未實(shí)現(xiàn)模型對(duì)應(yīng),需根據(jù)選擇變電站,實(shí)現(xiàn)D5000系統(tǒng)和調(diào)控云平臺(tái)對(duì)應(yīng),進(jìn)行數(shù)據(jù)同步;調(diào)控云未維護(hù)模型,則直接同步新增調(diào)控云模型數(shù)據(jù),且自動(dòng)實(shí)現(xiàn)D5000和調(diào)控云ID對(duì)應(yīng)功能。
基于統(tǒng)一流程服務(wù)、統(tǒng)一權(quán)限服務(wù),實(shí)現(xiàn)調(diào)控云模型參數(shù)維護(hù)分責(zé)管理。通過(guò)統(tǒng)一流程服務(wù)、統(tǒng)一權(quán)限服務(wù),規(guī)范調(diào)控云模型參數(shù)維護(hù)管控工作,按照“優(yōu)先誰(shuí)用誰(shuí)管控、其次誰(shuí)管理誰(shuí)管控、再次誰(shuí)掌握來(lái)源誰(shuí)管控”的原則,將模型參數(shù)填報(bào)工作落實(shí)到相關(guān)責(zé)任專(zhuān)業(yè),由責(zé)任專(zhuān)業(yè)對(duì)數(shù)據(jù)的一致性、完整性、準(zhǔn)確性負(fù)責(zé)。
調(diào)控云模型數(shù)據(jù)有可能存在數(shù)據(jù)冗余,數(shù)據(jù)關(guān)鍵屬性填寫(xiě)不完整,數(shù)據(jù)屬性不合理、不規(guī)范,以及統(tǒng)計(jì)值缺失或錯(cuò)誤等數(shù)據(jù)質(zhì)量問(wèn)題[5]。針對(duì)模型問(wèn)題,通過(guò)部署模型校驗(yàn)程序解決,模型校驗(yàn)包含合規(guī)性、冗余性、統(tǒng)計(jì)值、合理性、規(guī)范性、完整性等六類(lèi)校驗(yàn)功能,校驗(yàn)生成數(shù)據(jù)質(zhì)量問(wèn)題報(bào)告,確保數(shù)據(jù)質(zhì)量,為其它應(yīng)用奠定數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。調(diào)控云模型校驗(yàn)界面如圖2所示。
圖2 調(diào)控云模型校驗(yàn)界面
江西已在省調(diào)開(kāi)發(fā)部署了調(diào)控云模型源端維護(hù)程序,源端維護(hù)界面如圖3所示。在近兩年時(shí)間內(nèi),省地調(diào)不斷分析在模型自動(dòng)感知、模型自動(dòng)讀取入庫(kù)、ID自動(dòng)映射、量測(cè)模型自動(dòng)匹配生成過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題,通過(guò)完善程序功能和優(yōu)化參數(shù)維護(hù)流程方法,提高了調(diào)控云模型源端維護(hù)的可用性,解決了省調(diào)模型維護(hù)壓力。在盡量少的人工維護(hù)下,保證了電網(wǎng)模型維護(hù)的及時(shí)性、準(zhǔn)確性、完整性,降低了系統(tǒng)運(yùn)行和人工維護(hù)成本。
圖3 源端模型維護(hù)界面
1)提高模型數(shù)據(jù)維護(hù)效率。模型自動(dòng)維護(hù)使江西電網(wǎng)調(diào)控云模型人工維護(hù)工作量下降70%以上,降低了系統(tǒng)運(yùn)行和人工維護(hù)成本,大大促進(jìn)了公司人員精簡(jiǎn)、績(jī)效水平和工作質(zhì)量的提高。同時(shí)模型自動(dòng)維護(hù)使調(diào)控人工將模型維護(hù)重心轉(zhuǎn)向提升模型數(shù)據(jù)質(zhì)量上,提高基礎(chǔ)模型數(shù)據(jù)質(zhì)量,為基于調(diào)控云的分析計(jì)算提供更加精確的電網(wǎng)模型,為電網(wǎng)的運(yùn)行決策提供更加準(zhǔn)確的計(jì)算結(jié)果,優(yōu)化電網(wǎng)電源側(cè)、電網(wǎng)側(cè)、負(fù)荷側(cè)投資,有利于提高江西電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平。
2)提高模型數(shù)據(jù)維護(hù)實(shí)時(shí)性。源端模型維護(hù)采用模型自動(dòng)感知同步的技術(shù),省調(diào)D5000系統(tǒng)模型維護(hù)完成后,能夠定時(shí)或?qū)崟r(shí)同步到調(diào)控云平臺(tái),無(wú)需再通過(guò)人工重復(fù)維護(hù)。解決了模型維護(hù)的滯后性和漏維護(hù)的問(wèn)題,提高了模型數(shù)據(jù)可信度。
3)提高模型數(shù)據(jù)應(yīng)用廣度。電網(wǎng)模型數(shù)據(jù)是電力系統(tǒng)分析計(jì)算的基礎(chǔ),完整、準(zhǔn)確的電網(wǎng)模型數(shù)據(jù)可以為大數(shù)據(jù)分析提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù),模型源端維護(hù)提高了電網(wǎng)模型數(shù)據(jù)的完整、準(zhǔn)確性,從而能夠帶來(lái)巨大的社會(huì)效益。通過(guò)大數(shù)據(jù)、人工智能等新技術(shù)結(jié)合電力調(diào)控領(lǐng)域相關(guān)知識(shí),運(yùn)用調(diào)控云提供的基礎(chǔ)模型數(shù)據(jù),挖掘數(shù)據(jù)價(jià)值,探索數(shù)據(jù)潛在規(guī)律,并應(yīng)用人工智能技術(shù)對(duì)電力系統(tǒng)常用模型進(jìn)行訓(xùn)練,提升數(shù)據(jù)效率與業(yè)務(wù)決策能力,從而面向公司各業(yè)務(wù)部門(mén)提供電網(wǎng)運(yùn)行、在線(xiàn)分析、現(xiàn)貨交易、調(diào)度管理、調(diào)度計(jì)劃、新能源等多業(yè)務(wù)信息,面向政府、監(jiān)管部門(mén)、電力市場(chǎng)主體提供不同類(lèi)型的信息服務(wù)。
調(diào)控云模型源端維護(hù)能夠?qū)崿F(xiàn)與調(diào)控中心D5000系統(tǒng)接口功能,提高不同專(zhuān)業(yè)系統(tǒng)模型數(shù)據(jù)的交互,未來(lái)可以與其它部門(mén)系統(tǒng)接口,獲取其它系統(tǒng)模型數(shù)據(jù),完善調(diào)控云基礎(chǔ)模型數(shù)據(jù)庫(kù),為電力系統(tǒng)分析計(jì)算及大數(shù)據(jù)、人工智能提供完整、準(zhǔn)確的電網(wǎng)基礎(chǔ)模型數(shù)據(jù)。
1)促進(jìn)調(diào)控中心內(nèi)部各專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)模型數(shù)據(jù)的統(tǒng)一。通過(guò)確定調(diào)控機(jī)構(gòu)內(nèi)部各專(zhuān)業(yè)模型參數(shù)維護(hù)職責(zé),制定統(tǒng)一的數(shù)據(jù)管理規(guī)范,優(yōu)化模型自動(dòng)維護(hù)程序,梳理各源端系統(tǒng)模型數(shù)據(jù)維護(hù)范圍,實(shí)現(xiàn)源端系統(tǒng)與調(diào)控云之間模型數(shù)據(jù)的交互,既能夠向調(diào)控云提供數(shù)據(jù)又可以從調(diào)控云獲取數(shù)據(jù),統(tǒng)一調(diào)控機(jī)構(gòu)內(nèi)部基礎(chǔ)模型數(shù)據(jù)。
2)加強(qiáng)調(diào)控中心與其它部門(mén)之間數(shù)據(jù)交互深度。未來(lái)增加調(diào)控云模型屬性字段,擴(kuò)展調(diào)控中心模型數(shù)據(jù)范圍,獲取其它部門(mén)如桿塔經(jīng)緯度等地理位置數(shù)據(jù)、氣象等外部環(huán)境數(shù)據(jù),為電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行控制提供充分的數(shù)據(jù)支撐。
通過(guò)調(diào)控云源端模型維護(hù)程序,解決電網(wǎng)模型數(shù)據(jù)多套系統(tǒng)數(shù)據(jù)重復(fù)錄入增加調(diào)度專(zhuān)業(yè)人員工作量的問(wèn)題,消除業(yè)務(wù)系統(tǒng)間的信息壁壘,確保數(shù)據(jù)來(lái)源唯一性,保證業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的及時(shí)性、完整性和準(zhǔn)確性,滿(mǎn)足不同管理層面的業(yè)務(wù)需求。后續(xù)不斷完善源端維護(hù)程序,在地調(diào)推廣應(yīng)用,減輕基層模型維護(hù)負(fù)擔(dān)。