基于调控云的电网调控数据信息共享的研究李莉

基于调控云的电网调控数据信息共享的研究李莉

李莉方萌

(国网河北省电力公司石家庄供电分公司河北石家庄050000)

摘要：随着电力系统的迅速发展，电力系统的结构和运行方式日趋复杂。电网状态估计作为高级应用软件各种功能模块的重要平台，其指标成为了同业对标的一项关键指标。特别是信息化时代的到来，对大数据的依赖越来越高，电网调控系统作为电网数据的汇集中心也越来越重要，而目前远程终端单元采集、通道状况、设备参数设置、电网系统运行方式、硬件平台、软件本身等多种原因均会影响电网调控数据质量，而有的数据问题并没有告警信息，从而不能及时被发现。

关键词：电网；状态估计；调控数据

引言

随着智能电网建设工作的深入开展，中国电网已经发展成为世界上电压等级最高、技术水平最先进、资源配置能力最强的智能电网，电网的形态成为高度统一的有机整体。近年来，电网规模越来越大，稳定特性日益复杂，复杂程度越来越高，电网运行特性发生重大变化，送受端、交直流紧耦合，这对电网调度驾驭大电网、进行大范围资源优化配置的能力提出了新的、更高的要求。云计算作为国家战略新兴产业，极大地推动了信息化的发展，国家电网有限公司“十三五”信息化规划明确了云计算的建设方向、路线和总体规划，云计算建设正在稳步推进中。调度业务的现实需求与云计算的解决方案，存在很大程度的契合度，亟需开展面向调度业务的企业级云的研究与建设工作。目前调控信息数据来源于智能电网调度技术支持系统（简称D5000）、生产管理系统（简称PMS）、调度管理系统（简称OMS）3大系统。现有的各个系统缺乏运行信息的统一规范标准，数据分散、相关关联程度不高，系统间信息交互能力有限，自动化程度不高，数据共享困难。国分、分省纵向互联是通过小邮件方式实现信息共享，但存在丢失文件，数据传输不稳定，易被覆盖等问题。为了满足国、分、省调控信息共享的新要求，解决上述调控领域目前存在的问题，秉承“数据共享、业务协同、责任分区、界面统一”的原则，提出了基于调控云的电网调控数据信息共享的方案。首先介绍调控云的建设情况，基于调控云对调控数据信息在设备命名、记录规范、结构存储上进行规范，对调控数据进行结构化管理；然后阐述了基于调控云平台采用Kafka消息中心实现信息共享与业务协同的原理；最后介绍实际的应用案例。

1调控数据结构化管理

调控云软件架构按照云计算典型分层设计自下而上进行层次划分，包括IaaS层、PaaS层和SaaS层，并配置云安全防护功能。调控云平台服务层（PaaS）集成了调控云的核心组件，支撑应用运行所需的软件运行环境，相关工具与服务。数据云平台是调控云各类应用的基础，为调控云高级应用提供基础数据和电网模型，图3为平台服务层总体结构。模型数据能够在数据的采集与汇聚、存储及使用与展示等多个方面对数据进行管理。模型数据支持关系数据库、列式数据库、实时数据库和MPP数据库，对结构化、半结构化、非结构化实时数据和非实时数据提供分布式存储与统一访问功能，支持多种类型的存储及访问方式进行数据存储中的业务数据操作，并提供统一数据服务，实现数据访问请求的处理。（1）关系数据库：按照行进行存储，关系数据库擅长随机读操作，不适合用于大数据，主要用于数据访问实时性不高的场合，例如电网模型数据和统计信息等。（2）列式数据库：数据表中同一列或相关列的数据会被组织存储在一起，这样既减少了查询操作时的I/O，也便于压缩，从而节省存储空间。列式存储适合于较低延迟的读写访问、高并发的访问请求。基于列存储的数据存储与管理装载速度快、易于压缩、易于做聚合分析，适宜于大数据规模下的统计、分析等应用功能。（3）分布式实时数据库：基于内存进行存储，支持对实时数据的快速存储和访问，具备数据表的分片与多副本机制，提供高速的本地访问接口、远方服务访问接口，支持数据关系描述和检索，主要用于存储电网运行的实时信息。（4）MPP数据库：采用sharednothing架构（MPP），数据根据数据库模型和应用特点划分到各个节点上，每台数据节点通过专用网络或者商业通用网络互相连接，彼此协同计算，作为整体提供数据库服务。通过将数据分布到多个节点上来实现规模数据的存储，通过并行查询处理来提高查询性能。MPP数据库具有完全的可伸缩性、高可用、高性能、资源共享等优势。（5）调控云模型数据层作为数据处理的中间层，提供统一的数据访问和分析接口，能让上层应用以统一的接口连接关系数据库、列式数据库、MPP数据库和实时数据库等不同的数据源。

2基于调控云的电网调控数据信息共享的措施

2.1完善电网运行的模式，降低运行调控风险

在城市和农村电网调控运行时，会存在一定的风险，只有熟练掌握电网运行的模式，根据电网运行中各种信息的反馈，及时对风险进行处理。既要对已经发生的风险进行处理，也包括对未发生的隐形风险进行有效防范。我们可以尝试设置计算机技术对未发生的风险进行可发生性概率预测，提前制定处理方案。技术人员通过电网调控管理系统对电力输电设备中变压器、电缆、开关等运行状态进行监测。在城市与农村电网风险调控中，主变电路超载运行、备用电不足、电压超限等风险是常出现的风险，可以着重进行风险评估预测。

2.2强化组织保障，完善设备管理制度

为保障电网调控数据采集准确率完整率工作持续有效开展，进一步健全了设备管理制度。一方面完善供应商管理制度，项目组根据变电站设备的实际运行情况及供应商给出的设备理论寿命进行统计分析，并预测故障情况，以确保设备始终在正确的寿命范围内工作；另一方面，与运维检修人员加强沟通联系，及时反馈数据异常情况给相关人员，方便排查故障装备和故障类型，高效的完成设备检修工作，及时更正数据，给调控数据准确率的提升提供保障和基础。在各部门有效沟通的基础前提下，针对图形修改或运行方式更改流程开展多部门联合会签模式，确保信息流转的顺畅，保证相关部门对信息的掌握和了解更充分。

2.3提升各专业部门人员技能，有效支撑工作开展

为确保工作开展质量，采用集中授课、现场指导等多种形式开展培训工作。要实现数据质量的提升，调度和监控部门人员需全面掌握主站系统的基本使用和操作步骤；自动化运维人员也同时需要具备主站系统全面维护的相关知识。公司通过编制教程，对相关操作流程进行说明，并采取逐一过关的方式，要求参加培训人员每人在现场进行两三次PAS状态估计调试，消除数据缺陷，确保培训质量。同时积极组织人员参加省公司培训，加强与兄弟单位交流，提高公司参与调控数据及状态估计数据工作的思想认识水平和业务技能水平，充分调动和发挥公司各级人员的工作责任心和主动性，为提升系统深化应用水平做好支撑。

3结语

总之，良好的安全风险管控机制和降低电力安全的最直接有效的手段，这要求我们电力行业技术人员要足够重视电网调控风险管控工作，对安全风险要实时保持警惕，不断加强自己业务知识和能力，实现对电网调控运行中安全风险的有效把控，保证电力行业造福于人。

参考文献：

[1]杨笑宇，庞郑宁，樊启俊，等.基于电力调度工作流构建运行管理的互联互通框架［J］.电力系统自动化，2015，39（01）：177-182.

[2]张炳峰.电力调度自动化系统高级应用软件（PAS）的应用维护讨论[J].电工技术，2016（24）：123~124.