电力调度自动化系统运行数据中台建设方法研究

电力调度自动化系统运行数据中台建设方法研究

邓向阳 李明 吴和雷 江波 谷雨琪

国网昌吉供电公司 ,新疆 昌吉 831100

摘要：电力调度自动化系统经过多年的运行，积累了丰富的运行数据，包括各种量测数据、告警数据、故障与运行事件数据、电量数据及计划预测类数据，但业务系统数据都是独立存在于OCS、OMS、EMS等系统中，形成了信息孤岛。随着互联网大数据分析的发展，“数据中台”的概念被提出，即采用数据的分层与水平解耦，将数据运营和产品能力从前台进行剥离，成立独立的数据中台，解决烟囱式数据架构体系的问题^[1]。本文针对电力调度自动化系统，基于“数据中台”的理念，提出了一种电力调度自动化系统运行数据中台建设方法。

关键词：电力调度；调度自动化系统；数据中台

引言

电力企业承担着为人们稳定供应电力资源的重要任务，电力调度自动化系统的应用可以为调度人员提供电力系统实时信息，为解决电力系统运行过程中存在的问题提供可靠依据。本文主要对电力调度自动化系统内涵及其相关功能进行简单介绍，然后分析了电力调度自动化系统应用现状，最后对电力调度自动化系统应用趋势进行展望，期望可以为电力调度自动化系统的深度应用提供参考^[2]。

1 中国电网调度现状

目前，中国规模最大的两家电网公司为国电电网和南方电网公司，两公司均遵循“统一调度、分级管理、分层控制”的调度管理原则，独立收集不同等级的调度信息，并根据级别的高低和相应顺序进行传输，下达调度指令，因为级别不同，不同调度系统也存在明显差异。根据实际情况，可将中国的调度管理系统划分为几个等级，分别为国调、网调、省调、市调、县调等，其调度中心均具备变电站和发电厂，共同组成电网系统。电力调度工作的主要内容是有效预测电网潜在风险，加强对风险的控制，消除风险。现如今中国电网规模越来越大，对电网安全性、稳定性的要求也在不断提高，这也导致电力调度工作难度系数增加，电力调度实现自动化、智能化和信息化刻不容缓，同时也对相关工作人员的综合素质提出了更高的要求。如果电网出现故障，工作人员需要及时采取措施，下达相应的指令，以防事故扩大。

2 影响电力调度自动化网络安全的关键因素

2.1 系统漏洞

随着互联网技术的不断发展，网络越来越受到人们的欢迎，然而，在当前任何网络都会存在或多或少的漏洞，这样就给一些不法分子造成了机会，他们通过这些漏洞进行入侵，从而窃取一些重要的机密以及数据信息。他们还会利用这些数据信息获取钱财，从而造成企业资金的损失，所以说要想更好地解决漏洞，就需要安装一些防护墙等，能够对系统进行全面的升级，这样可以在一定程度上制约不法分子对计算机网络的入侵。电力调度自动化系统中的漏洞却无法利用一些软件弥补，从而造成黑客入侵网络更加便利。在当前的发展过程中，我们可以发现许多黑客就是利用网络的漏洞，从而进行入侵，然后窃取一些重要的信息，或者是控制整个网络的运行，从而给人们带来巨大的不便，以及人们的安全。在当前的发展过程中，我们可以发现许多黑客就是利用网络的漏洞，从而进行入侵，然后窃取一些重要的信息，或者是控制整个网络的运行，从而给人们带来巨大的不便，同时使得电力系统的安全性得不到保障。

2.2 木马病毒

每个计算机网络都会有木马病毒，一旦被植入，计算机里面的所有数据以及程序都会面临瘫痪状态，从而对网络安全造成严重性的伤害。比如前段时间有一个地区，他们就发生了一起电网攻击的事件，主要原因就是有木马程序所造成的不法分子他们通过木马程序植入到了电力系统的网络中，从而使得电网全部遭到了瘫痪，该企业造成了严重的经济损失，并且它还控制整个电力的系统的发展和运行，从而造成了上千万的居民的供电受到了影响，并且不法分子持续控制电力系统达到了数小时。许多企业面对木马病毒的植入，大部分都束手无策，只能等待木马病毒入侵的结束，然而，在这个过程中，无论是对于企业来讲，还是对于居民来讲，都受到了严重的影响。电力系统一旦遭到木马的植入，那么就会造成整个系统的全部瘫痪。因此，要想更好的，防止木马的植入，就需要进一步的提高电力系统的技术性以及安全性和防范性，能够抵抗住木马病毒的植入，进一步的保护电力系统内部的数据。

3 电力调度自动化系统运行数据中台架构

3.1 电力调度自动化系统数据汇聚层

数据汇聚将各类异构网络、异构数据源的数据非常便捷地采集到数据中台中进行集中存储，是数据中台的核心工具。通过标准化、在线化的数据采集接入工具，基于业务驱动逐步将数据时效由T+1提升到准实时，有效构建面向电力调度生态的调度运营服务的数据基础。

3.2 数据源梳理

数据源梳理任务通过配置驱动本地或者远程执行，电网数据分为结构化数据和非结构化数据。结构化数据主要有：（1）模型数据：源系统建模；（2）实时数据：源系统实时变化数据；（3）事件数据：源系统产生的遥信变位、SOE等告警数据；（4）历史数据：源系统存在关系库中的数据。非结构化数据主要有：（1）图形：源系统的接线图、图片、视频主站的异常截图；（2）文档：主要是OMS中各种格式的办公文档。

3.3 数据同步接入

（1）IEC61970的CIM/XML方式双方基于IEC61970标准实现，互联采用XML文件的方式，不仅能传输遥测、遥信的信息，而且能交换电网模型的描述信息。（2）文件方式适用于传输非实时数据，用户可以选择导入内容和数据库域对应关系，方便远动点表等数据导入。（3）JMS方式适合传输实时性较高的数据，可以支持两种消息模型：点对点消息和发布订阅消息，既可用于不定时的数据交换，又可用于实时数据传送。（4）Web服务方式可用于传输数据，还可以传送模型文件、画面文件、计划报表文件等，例如：气象系统的数据接入。

3.4 存量和增量数据的同步协同

跨集群数据同步：基于插件的设计方法，可支持不同集群间的数据同步。全量同步：分为表全量同步和库全量同步，表全量同步每次读取表中全量数据并写入，库全量同步策略是把库中所有表进行数据同步。增量同步：分为新增、覆盖和更新3种策略，新增策略主要通过在目的端新建分区或者追写数据实现，覆盖和更新策略在同步配置时选择唯一键，根据唯一键对比同步中的数据和目的端数据，结合增量策略来判断数据是覆盖还是更新。

3.5 调度经济运行数据智能管家

调度经济运行数据智能管家系统主要实现对发电运行数据的存储、分析和应用，包含数据输入、数据管理、数据应用三方面功能。（1）数据输入：具备从节调系统或OMS系统、OCS系统导入负荷数据、机组检修数据等功能；可人工导入机组电量、装机容量等原始数据表单。（2）数据管理：具备基于给定规则，从输入数据中提取信息并形成电厂电量数据的功能，并可实现对电厂参数、电量数据、装机容量数据、负荷数据、检修数据等数据的存储，形成基础数据库。（3）数据应用：对基础数据进行智能化统计及分析，具体包括电量与利用小时数、统调电量与负荷信息的汇总统计，节能效益测算，购电成本分析等功能^[3]。

3.6 电力调度自动化系统数据服务层

以统一、规范的方式高效输出易用的数据服务，支撑前台灵活多变的应用需求。电力调度自动化系统数据服务功能要求：

（1）实现对OCS系统历史数据中遥测和遥信的信息查询，并完成统计分析。结果通过文件、Web Service、数据库的方式对外提供服务。（2）达到大规模数据查询快速响应的要求，如分库分表存储，对厂站ID、记录名和时间建立索引，查询和统计并行执行。（3）多数场景中用户是定期执行特定的查询，需为用户提供向导定制查询服务，存储为模板，模板可发布，由其他用户订阅使用。（4）权限与痕迹管理功能，可设定各用户对哪些测点、哪段时间的数据具有获取权限;能够记录用户的查询和调用操作，统计用户查询数据的数量与频次。（5）功能自检，如检查历史数据库是否正确新增当日数据。（6）集成Web版办公软件，可将数据结果融合到用户提供的docx、xlsx和pptx文件中，如集成libreoffice online或onlyoffice。

4 结语

随着现代科学技术的不断发展，电力系统也逐渐趋于自动化发展。电力系统运行的质量与水平与人们的生活息息相关。积极实现电力系统的自动化调度对于提升电力系统运行质量以及水平十分重要。电力系统自动化作为电力系统的重要部分，它影响着人们的生活，要更好地提高它的运行安全性，需要提高网络的安全性^[4]。在日常发展过程中一定要采取一些措施去提高网络安全技术，能够真正防止不法分子利用病毒入侵。同时可以不断创新网络技术，从而能够阻挡电力调度自动化网络的漏洞，推动我国整个电力系统的正常有序性发展。

参考文献:

[1]焦伟.电力调度自动化网络安全防护系统的研究与实现[D].河北：华北电力大学,2018.

[2]侯红梅.浅谈电力调度自动化运行中的网络安全问题及解决对策[J].中国高新技术企业,2017(01):141-142.

[3]王桂兰.电力调度自动化系统的应用现状与发展趋势[J].科技信息,2021(28):330.

[4]程龙，李园园.调度自动化系统通信网络在线分析及故障诊断定位.电子世界,2021（6）.

[5]邓玉姣彭婧姗.电力调度自动化系统中数据挖掘技术的应用探究.电力系统及自动化,2018(04).