电网规划基础数据管理分析

仇卫东，冯建雷，黄平

(国网北京经济技术研究院，北京市，100052)

0 引言

我国电力系统信息化起步于20世纪60年代，最初主要用于电力系统的计算及发电厂和变电站的自动监测、监控等方面。20世纪80年代中期至20世纪末，信息技术开始进入电力系统的各个应用领域，并进一步由控制层、操作层、管理层向决策层延伸，各级电力企业纷纷建立各种各样的信息系统［1］。2005年开始，5大发电集团和2大电网公司陆续规划推进本集团范围内的信息化整合工作，我国的电力行业信息化也因此迅速发展起来。

目前，在电网生产运行领域已经有成熟的应用系统，如能量管理系统(energy management system，EMS)、配电网管理系统(distribution management system，DMS)等，均可实现本领域内数据管理功能，满足日常工作需要。电网规划和电网运行管理的不同之处在于电网规划的目标是对未来电网状态的预测，而非现实已经发生的状态［2-10］。这个从无到有的过程意味着数据结构并不能只设计唯一的标准形式，而应在系统应用过程中随着条件的变化进行灵活调整。

1 国网公司规划数据管理现状

1.1 总部规划数据管理现状

目前，国家电网公司总部正在建设规划设计管理信息平台。信息平台贯穿电网项目从规划产生、完成前期申报、进入储备队列、下达投资计划至下达开工计划后进入统计系统的全过程。

根据大规划体系建设方案的要求，在国网经研院建设一体化电网规划设计信息平台，横向连接电力供需研究实验室和风电信息统计分析平台(国网能源院)、国家电网仿真中心(中国电科院)，汇总能源、供需及运行信息。

此外，在总部和直属单位还建有多个相关实验室，如电网工程技术经济研究实验室和公司工程设计评审平台等。

1.2 网省公司规划数据管理现状

国网公司下属有15家网省公司已建或正在建设规划设计信息化系统。其中完全实现运行占20%;处于试运行阶段占13.3%;处于开发阶段占16.7%。公司系统中有15家网省公司尚未建立任何规划设计信息平台，占总数的一半。表1为网省公司信息平台建设情况。

1.3 存在问题

电网规划数据规模随电网规模逐年扩大，电网规划数据的管理、维护与扩充也越来越困难。主要存在以下问题:

(1)数据一致性问题突出。数据信息分散，数据维护工作量大;网架数据的合并，目前是人为手工进行，易产生误差。

(2)数据管理流程尚未明确建立。相应机构职能缺失，数据有效性难以保障。

(3)数据的标准、模型不统一。统计版本不一，且相关的数据模型标准和应用接口标准尚未建立，难以满足“大规划”体系建设的要求。

(4)规划设计领域的相关系统繁多，结构功能各异，亟需统一集成，形成一体化平台。

(5)配网规划业务还存在规划人员匮乏、规划水平低、规划信息化和智能化程度低等问题。

表1 网省公司电网规划信息平台建设情况Tab.1 Situation of power grid planning platforms

2 电网规划工作数据需求分析

电网规划工作涉及能源资源、电源装机、负荷需求、网架结构等方面的大量数据，以及长期以来积累的规划成果，是公司发展的核心数据，安全性和保密性要求高。目前大量电网现状及规划数据由系统外单位掌握，系统内设计单位也缺乏统一的数据管理，公司发展存在安全隐患。

2.1 电网规划基础数据

电网规划工作中所需基础数据可分为空间数据、电网运行数据、规划方案数据等。

(1)空间数据包括构成地理、地貌必须的要素，以及各类站点及设备地理坐标等。空间数据是系统的基础，其余各类数据必须直接或间接与空间数据关联。

(2)电网数据中包含了电网设备、电网拓扑关系和计算数据。

(3)运行数据主要是指负荷和电量数据，最大负荷、年负荷曲线、日负荷曲线、全社会用电量都具备空间属性。

(4)工程数据包括规划项目储备数据库，从电网规划到投资计划的全过程数据。工程数据通过运维单位与空间数据相关联。

(5)财务数据指投资分析、输电价计算、上网电价计算等经济性分析所涉及的基础参数数据。其中的各种工程造价、上网电价等电价信息需要与空间数据关联。

(6)基础主题数据包含规划设计中需要参考的各种数据，包括:资源数据;国民经济数据、气象数据;各种专题图数据，如污区、冰区、鸟害区、土地规划等。

(7)统计主题数据主要是指根据业务需要，统计电网网架数据、电网运行数据、根据工程数据和财务数据统计处经济性分析的数据。

(8)规划方案数据包含2类:规划方案属性，规划边界条件和规划成果数据。规划边界条件和规划成果则包含电网网架、电气计算、工程等各项数据。规划方案数据通过边界条件定义空间属性。

各数据间调用关系如图1所示。

图1 数据调用关系Fig.1 Data logic

2.2 电网规划数据来源及采用规则

在实际工作中，电网规划基础数据的采用规则(优先级顺序)为国家权威部门发布的数据=国网公司发布的数据＞国家相关部门发布的数据＞国网公司直属单位数据＞网省公司数据。同时，因为电网规划工作涉及历史数据和预测数据，所以具体各类数据采用规则时，应综合考虑。例如基础主体数据中的国民经济、气象等数据，其历史数据的采用规则(优先级顺序)为国家统计局数据＞中电联数据＞电力供需研究实验室数据＞网省数据;而预测数的采用规则(优先级顺序)为国家或地方政府、专业机构数据＞网省公司数据＞电力供需研究实验室数据。

3 改进措施

针对电网规划数据管理现状及存在问题，可以从技术层面和管理层面着手改进。技术层面上主要是针对规划数据特点，优化数据结构;管理层面上主要制定标准、流程等，明确数据责任，规范电网规划数据管理。

以全社会用电量数据为例，可分为现状数据和预测数据，其中预测数据中包括高方案、中方案以及低方案3种，同时针对不同的规划任务存在不同预测数据版本。考虑数据特点，设计数据格式如表2所示。

表2 全社会用电量数据Tab.2 Table of electricity consumption

表2中，区域类型(AREA_TYPE)分为全国、国网公司经营区域、区域公司、省公司等;数据来源(DFROM)可选国网公司、中电联、电力供需研究实验室等;数据时态(DATA_TYPE)可分为实际值和预测值，其中预测值又分为高方案、中方案、低方案;相关任务(RPT_ID)为依据该数据所制定的规划任务。

以上数据结构可实现对多数据源、不同统计口径和不同规划任务所需全社会用电量数据的统一管理。提高电网规划工作效率，确保信息安全。

4 结语

公司一体化电网规划设计信息平台目前已开始建设，其中基础数据库部分涵盖了电网规划工作所需的大部分数据，在此基础上可进一步研究实现规划基础信息资源共享和交换，规范数据信息渠道，建立数据交换与更新机制。建议可从以下几个方面继续开展研究:

(1)进一步加强电网规划数据研究。结合规划文件，全面梳理规划工作流程中涉及数据，明确各环节所需数据明细。

(2)全面推进数据标准制定。在已有数据库系统的基础上，深入挖掘基础数据内部逻辑，制定数据标准。

(3)进一步建立并完善数据接口规范。梳理电网规划工作与其他工程时态的衔接过程，建立数据交换与更新机制。

(4)制定数据管理规范。实现数据的集中控制、处理及更新。

(5)全面推进系统内各规划业务平台整合。

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