山东电力调度综合数据平台标准化建设研究

马 强，荆 铭，管 荑

（山东电力调度中心，山东 济南 250001）

0 引言

当前，统一坚强智能电网的建设工作已经从构想阶段逐步迈入具体实施阶段［1-3］，电力调度中心是智能电网安全稳定运行的核心控制环节，而且在整个电力系统中电力调度中心的信息化起步较早，也相对成熟，因此从电力调度中心信息标准化着手，研究为满足智能电网要求需要制定哪些标准、如何制定、如何实施，对智能电网的信息标准化整体工作将具有典型的参照意义。

随着电网自动化信息建设的不断深入，山东电力调度中心已经建成以能量管理系统、调度计划系统、电量采集系统、保护信息管理系统、调度办公系统等为中心的一系列应用系统，能够满足支持调度中心业务职能的需求。各应用系统是在不同的时期、为了支持各个业务职能的需要而逐步建设的，并且部署在不同的安全区内。由于各业务系统缺乏统一的信息资源规划和信息化标准体系，因此，系统间的信息与功能共享缺乏标准的规范和高效的机制，对下一步智能电网建设要求信息功能整合、数据深度挖掘和多维可视化展示等工作的开展带来了一定的难度。

为此，山东电力调度中心从2008年初起就开始研究基于完全标准化的信息模型、对象编码规范、组件接口规范的完全规范化的调度综合数据平台。其目标是以一种基于标准的统一方式整合调度中心范围内各类应用和数据，建成一个能够以统一的标准公共信息模型、接口规范和对象标识为范围内各类应用提供所需的各种数据和服务的综合数据平台。

调度综合数据平台基于一个开放的应用系统集成框架，能够为今后开发新的更高层次的应用系统提供充分的数据与接口支持。同时，调度综合数据平台的中心数据库面向范围内所有业务应用，能够有效地管理和利用范围内的信息资源，成为调度中心的数据汇聚中心，实现数据来源的唯一性与共享性，为进一步的数据挖掘和综合数据展示提供基础。

1 综合数据平台的标准化建设

1.1 系统结构

调度综合数据平台可以为智能电网各调度应用系统的信息交换、大规模电网分析等提供有力支持［4］，作为信息交换中心，更需要首先标准化。文献［5］对单一调度统一数据平台的数据管理、数据访问方式和系统互联具体实现方式做了深入的研究。山东电力调度中心在调度综合数据平台试点系统建设中则强调信息管理的整体性、多平台、多系统协同、全面实践信息标准化思路，在统一全网信息模型的基础上，制定并实施了对象编码规范，规范了信息交换标准接口，将调度综合数据平台的标准化作为建设的一个重点。

图1 调度综合数据平台系统结构

调度综合数据平台系统结构如图1所示。调度综合数据平台试点系统包括山东电力调度中心、青岛地调和烟台地调两个层次三个子系统，采用标准化的元数据（统一的信息模型、对象编码规则和接口规范），各子系统在横向上实现了与调度中心内跨安全区间各应用系统协同，在纵向上（省、地；地、地之间）有机互联，自成体系。

调度综合数据平台分别在安全II区和安全III区建设。位于安全II区的综合数据平台直接融合能量管理系统 （EMS）、广域向量测量系统（WAMS）、调度员仿真培训系统（DTS）、调度计划系统、电能量计量系统、负荷预报系统、保护及故障管理系统等的模型、实时及历史数据。位于安全III区的综合数据平台直接融合调度运行管理、电压分析和联络线考核等系统的模型、实时和历史数据。

安全II区和III区的综合数据平台通过高速数据传输、同步功能，屏蔽隔离装置速度瓶颈，形成互为备份、协同运行的数据平台。省调综合数据平台在II区和III区分别与地调综合数据平台建立纵向联系，从而可以方便地完成模型的合并、拆分。安全II区和安全III区的综合数据平台均配置Web门户，在提供标准的程序化访问接口的同时提供方便的浏览、管理界面。

1.2 信息模型

山东调度综合数据平台公共信息模型采用电网调度全景信息模型，以 IEC TC57（61970、61968）标准中的CIM模型为基础，根据IEC 61970-301（国内等同采用标准为DL/T 890.301）建议的扩展规则纳入《国家电网公司“生产管理系统数据编码规范”》、《国家电网公司“成熟套装软件信息分类与编码方案”》等规范所包含的相关内容，并结合实际应用系统的信息描述需求，对CIM进行扩展，形成能够覆盖调度中心各类业务的完整“统一公共信息模型”。各应用特定的信息模型裁剪自统一公共信息模型，两者形成一个有机整体，各应用系统在信息模型上实现无缝融合。受管理的信息模型本质上只描述公共数据——即可能用于交换的数据的模型。业务特定、无需交换的数据，相应的信息模型可以在公共模型上扩展，也可以采用与公共信息模型不同的体系管理。

1.3 对象编码规则

在确定了统一信息模型的基础上，为保证互操作时能以明确的对象标识（参照代号）确定对象身份，需要制定合理可用的对象编码规则。统一公共信息模型规范了可能参与互操作的对象，因此基于统一公共信息模型定义编码规则是一个可行的方案。山东电力调度综合数据平台对象编码规范（SED-RDS）遵循《国家电网公司“生产管理系统数据编码规范”》和 IEC 61346（国内等同采用标准为GB/T 5094）的有关规则，明确规定编码范围、编码规则，调度综合数据平台系统按照规范拟定的规则对平台管理的对象进行编码，并在平台对外提供对象信息时，使用符合规范的对象代码。

编码工作要解决的最重要的问题是同一对象不允许编出不同的参照代号。省、地调管理的对象有相互交叉的部分，对边界对象可能出现编码冲突。因此在省调系统中管理全部的框架和边界对象的编码（包括地理区域、变电站、电压等级区、线路等），这样，通过适度的人工干预，使省、地调系统做到对象有序编码，保证平台间对象标识的正确性。

1.4 组件接口规范

调度综合数据平台组件接口规范如图2所示。

图2 调度综合数据平台组件接口规范

平台组件接口规范规定了山东电力调度综合数据平台系统组件接口规范（SED-CIS）的规范框架。SED-CIS规定了一个组件（或应用）为了用标准的方式与其它组件（或应用）交换信息或访问公共可用数据所应该实现的各种接口。这些组件接口描述应用可以用于这一目的的特定的事件、方法和性质。接口规范的标准化充分考虑各种紧耦合和松耦合应用场景，采用IEC 61970系列标准定义的组件接口规范（CIS）并根据应用需求进行裁剪和扩展。紧耦合接口包括通用数据访问（GDA）、高速数据访问（HSDA）、事件与订阅（GES）、时序数据访问（TSDA）等，紧耦合的中间件系统采用公共对象请求代理结构（CORBA）。松耦合接口采用CIM/XML、电力系统数据标记语言（E语言规范）文件形式，同时为适应面向服务架构，定义与CIS紧耦合接口对应的Web服务接口。电网模型数据通过GDA/GDAWeb服务接口、XML文件方式；实时数据通过HSDA/HSDAWeb服务接口、E语言文件等方式；历史数据通过TSDA/TSDAWeb服务接口方式与外部系统交互。

2 综合数据平台的系统测试

图3 调度综合数据平台互操作测试过程

为了推动山东电网综合数据平台建设，验证各参与厂家构造的数据平台产品间的互操作性，山东电力调度中心组织了三方互操作测试，分别以省调及各地调（烟台、青岛）EMS现有模型数据为基础建立调度综合数据平台，划定编码权、确定编码范围，各平台分别管理所辖数据。

三方互操作测试的过程如图3所示，首先在各平台之间互相导入已经编码、规范过的模型数据：省调导入青岛、烟台地调部分变电站220 kV以下的数据；青岛地调导入省调指定厂站高电压等级数据；烟台地调导入省调指定厂站高电压等级数据；青岛地调导入烟台地调部分厂站；烟台地调导入青岛地调部分厂站。

在完成导入工作后，分别对220 kV及以上变电站模型建立及编码生成以及SED-CIS标准接口访问进行了互操作验证性测试，并进行可视化展示。

测试结果表明，基于信息模型描述的数据、采用符合对象编码规范的对象编码作为标识、通过标准接口实现了数据的无障碍访问，全面到达了平台设计目标。

3 结论

信息标准化管理是建设互动智能电网的必由之路。以山东调度综合数据平台的标准化为契机，促进已有系统应用标准、规范新建系统，从而渐次形成完全标准化的、具有良好互操作能力的智能电网信息应用环境。山东电力调度综合数据平台有以下创新点：

1）完全标准化：从信息模型、对象编码、接口规范到测试，平台建设的各个环节均有可以依托的国际标准和企业标准。

2）创新性的采用了基于信息模型路径的对象编码规则。

3）通过第三方参与的方式对标准化程度进行客观检验。

4）三方互测试涉及GDA、HSDA、TSDA及自定义的对象编码管理接口，全面测试通过，在国内同行业中处于领先地位。

调度综合数据平台建成后，将逐步为调度中心建立其标准的电网模型平台、实时数据平台、历史数据平台、图形文件平台。平台在不断扩大模型管理范围的同时，将对调度中心各系统使用的数据进行全面的规范。后续的应用系统建设基于平台提供的数据，也将螺旋式促进应用系统的标准化建设。经过一定的建设周期，全面统一、无障碍的信息交换将成为必然。