电网规划综合信息平台架构设计与应用

姜忠福，李雪亮，吴 健，牛新生，吴奎华

（1.国网山东省电力公司，济南 250001；2.国网山东省电力公司经济技术研究院，济南 250021）

电网规划综合信息平台架构设计与应用

姜忠福1，李雪亮2，吴 健2，牛新生2，吴奎华2

（1.国网山东省电力公司，济南 250001；2.国网山东省电力公司经济技术研究院，济南 250021）

通过建立电网规划综合信息平台，实现全省电网规划基础数据和规划成果的集中管理，以及规划业务的信息化管控。结合电网规划实际业务工作需要，平台充分吸收当前已应用的电网GIS、生产PMS、调度EMS及智能配网运行监控平台等系统的开发经验，并整合现有电网仿真计算分析工具，开发完成综合信息管理、电网诊断分析、电网图形管理、负荷分析预测、规划可研评审、经济技术评估等实用功能，实现对全省电网规划的“现状诊断—规划编制—规划可研管理—电网规划后评估”的全过程闭环管理，提升山东电网发展水平。

电网规划综合信息平台；信息化手段；数据集成融合；全过程闭环管理

0 引言

近年来，全球经济高速发展，对能源的需求日益增加，导致资源紧张、环境污染等诸多全球性难题。特别是近几年，我国境内大范围雾霾天气对群众正常生活和经济发展带来了严重影响，采用电能等清洁能源逐步替代传统的化石能源已经是大势所趋。在此背景下，如何更加高效地加强电网规划建设，提升电网管理水平，将直接关系到电网发展质量，也关系到经济高效、清洁环保的现代能源供应体系的建设。

规划是电网发展的龙头，电网规划水平的高低直接影响到电网整体发展水平。高水平的电网规划需要以大量的基础数据和科学合理的规划方法作为基础，然而当前电网规划业务却存在诸多发展瓶颈：一是电网规划支撑体系范围越来越广，业务需求不断增加，但目前信息化建设基础相对薄弱，缺乏必要的应用支撑手段，缺少全过程监控与管理手段，难以满足工作需要。二是现有规划支撑资源缺乏有效整合与统一规划。目前电网规划业务的信息化应用大多处于业务处理层面，尚未接入电网各专业数据，信息口径多、重复录入、共享程度低、利用率低，中间信息交换困难，孤岛现象严重。数据整合、协同办公、智能分析、辅助决策类等深层次分析挖掘和综合利用不够，精益化管理水平仍需进一步提高。

因此，为提升经研院所“大规划”支撑能力，提升山东电网规划发展水平，电网规划综合信息平台的建设工作是十分必要的。借助于信息化平台，可以实现以信息化手段支撑山东电网科学发展，有效提升电网规划精益化管理水平，更为“三集五大”体系高效运转提供有力的技术支撑。

1 电网规划综合信息平台建设思路

1.1 总体思路

电网规划综合信息平台将公司系统内已有的PMS、GIS、EMS、智能配网监控等业务系统数据进行横向集成融合，全面归集电网规划数据，集中共享规划设计成果，实时诊断电网发展指标，精确仿真电网运行态势，强化对公司电网规划、项目前期、项目计划、规划后评估等电网规划全过程环节的支撑能力，充分发挥系统信息化作用，实现规划成果集中管理和共享应用、规划可研评审业务流程在线管控［1-2］。

1.2 建设思路

信息数据集成融合。集成和融合 PMS、GIS、EMS、用电信息采集等多个信息系统，有机融合分散在运检、营销、调控等专业中相关的信息资源，实现省、市、县各电压等级电网现状信息数据、指标纵向分层查询、统计［3］。

规划数据与图形融合。构建“全省一张规划表”、“全省一张规划图”，实现规划数据与图形集成融合，根据诊断分析结论有针对性地制定电网规划方案，通过计算分析对规划方案进行技术经济比选，有力提升电网规划的精准度。

电网全过程闭环管理。以现状诊断结果指导电网规划，并对规划成效进行后评估，实现“电网现状诊断分析—电网规划编制—规划可研评审管理—电网规划后评估”全过程闭环管理，提升实用化水平。

业务工作在线管控。结合电网规划日常工作，开发电网负荷实测分析、新能源月报等常规业务工作的在线提报及管控，借助信息化工具减轻基层人员工作量，提高工作效率。

2 电网规划综合信息平台总体框架

2.1 总体框架

平台模块设置如图1所示。

图1 电网规划综合信息平台模块设置

电网规划综合信息平台主要包括综合信息管理、电网诊断分析、电网图形管理、负荷分析预测、规划可研评审、经济技术评估等六大管理模块。

2.2 模块逻辑架构

平台六大管理模块之间业务关联，数据共享，共同支撑电网规划、电网可研、规划可研评审等电网核心业务。

综合信息管理模块全面收集归纳电网诊断分析、电网图形管理、负荷分析预测等模块的研究成果，同时为规划可研评审相关模块提供数据支撑；电网诊断分析模块从PMS、EMS等信息系统中获取相关基础数据，对现状电网进行全面诊断，剖析薄弱环节，并将本模块的成果推送至综合信息管理模块中归档；电网图形管理模块从综合信息管理、电网仿真计算等模块，以及PMS、GIS、EMS等信息系统中获取所需图形数据，并将本模块的成果提供给规划评审管理、经济技术评估等模块，为之提供数据支撑；负荷分析预测模块从EMS、智能配网运行监控平台等信息系统获取基础数据，进行现状负荷分析以及负荷预测，并将本模块的研究成果推送至综合信息管理模块中归档；规划评审管理模块从综合信息管理模块获取基础信息，借助电网图形管理模块的相关成果，开展规划评审、可研评审等业务，并将相关成果作为经济技术评估的基础数据；经济技术评估模块获取电网图形管理和规划可研评审等模块的相关成果，开展电网规划、项目可研的经济技术评估分析。

平台模块之间的逻辑关联如图2所示。

3 电网规划综合信息平台功能

3.1 综合信息管理

标准制度管理。整理归纳规划相关标准，实现电网规划通用标准、输电网规划标准、配电网规划标准、通信网规划标准、智能化规划标准及其他相关标准制度的检索、查询、管理等功能。

图2 电网规划综合信息平台模块逻辑关联

基础数据管理。对输电网规划数据、配电网规划数据、行政村供用电现状调研数据、专项规划数据等数据进行维护管理，建立平台基础数据库，实现输电网、配电网、通信网等规划成果、规划数据、规划项目库在线统一管理，构建全省规划一套表。

规划可研成果管理。固化历年电网规划报告、规划图集、项目清册、专项规划报告、项目可研报告、可研批复等规划可研成果，实现省、市、县三级各类电网规划成果、可研成果的电子化统一集中管理。

专业系统单点登录。开发系统数据接口，实现系统内电网GIS平台、智能配网运行监控平台、PMS生产管理系统、EMS调度系统等多个信息系统的单点登录，方便查询相关电网信息。

3.2 电网诊断分析

输电网诊断分析。实现对全网国民经济、电源情况、负荷情况、电网规模、电网结构、装备水平、供电能力等指标数据分层统计、查询、显示、分析，自动诊断分析省、市两级500～220 kV电压等级电网，科学诊断输电网目前存在的薄弱环节，为制定针对性的输电网规划项目提供参考。

配电网诊断分析。通过对电网规模、供电质量、电网结构、装备水平、供电能力、智能化水平等指标数据的分层统计、查询、显示、分析，实现省、市、县三级110～0.4 kV配电网现状诊断分析，科学诊断配电网目前存在的薄弱环节，为制定针对性的配电网规划项目提供参考。

3.3 电网图形管理

电网图形集成融合。平台中集成融合电网地理接线图、规划GIS图、电气接线图3种图形，实现全省电网规划一张图，省、市、县各级规划图纸同步联动，促进各级规划的有效衔接统一，在3种图形中集成融合地区经济社会和电网发展信息、设备台账类信息、运行负荷类信息，可以实时查看设备运行状况，评估规划成效［4］。

基于GIS图的电网分析。开发计算分析工具，结合电网规划GIS图，分别实现基于现状电网和结合规划项目的规划电网的电网供电半径、供电范围、线路分段和联络等指标分析，在线校核判断现状电网网架是否合理、规划项目是否有针对性，为规划可研后评估提供数据和分析依据［5］。

供电分区专题图。将供电区属性、边界、行政面积、供电面积、人口、供电区类型整合到供电分区图中，实现配电网供电分区综合信息与统计分析功能，以及专题图与电网现状、规划信息的叠加分析。

3.4 负荷分析预测

电网负荷分析。集成调度EMS、配网智能监控平台等系统，获取变电站、配变、线路等实时和历史负荷信息，实现电网设备负荷数据的自动采集分析、指标数据图形化展示、自动生成负荷分析报告，准确把握全省电网设备的负荷运行情况，从而及时准确研判当前电网存在的薄弱环节，以指导科学制定电网规划项目。

电力需求预测。建立回归预测、时间序列、弹性系数、趋势外推等负荷预测模型，最大负荷利用小时数、产值单耗预测模型等电量预测模型，并在实际业务中进行应用。同时开展电力需求预测高级功能开发，实现自然增长加大用户预测模型、空间负荷预测模型、灰色预测模型、神经网络预测等负荷计算模型的开发应用。

3.5 规划评审管理

规划评审在线管控。结合规划评审业务流程，研究分析输电网规划评审和配电网规划评审的业务特点，分别开发输电网和配电网规划评审管理模块，实现规划评审业务的在线管理。结合工作实际情况，优化评审流程，把控关键节点，提升平台的实用化水平，提高电网规划的精准性。

可研评审在线管控。结合当前高压项目可研评审、中低压项目可研评审业务流程，开发电网项目可研评审管理模块，实现可研评审业务的在线管理，并优化评审流程，把控关键节点，提升实用化水平。

3.6 经济技术评估

电网规划评估。开展电网规划在线评估，包括规划目标完成情况评估、规划执行情况评估、规划项目库准确率、规划投资效益分析、电网发展协调性评估、电网利用率评估、电网安全质量评估、电网发展效益评估等经济技术评估功能，为科学评价电网规划成效提供信息化手段。

电网可研评估。开展电网可研在线评估，包括项目执行情况评估、项目经济效益评估、项目建设成效评估、项目节能情况评估等功能，为科学评价电网项目建设成效提供信息化手段。

4 关键技术

电网规划综合信息平台的建设，依赖于海量的电网基础数据，需要采用各种先进的模型与软件工具，同时还要与实际业务工作相结合，提高平台的实用性能。因此在开发过程中，需要采用各种先进理念与技术，在提高平台功能的先进性的同时，不失其实用性。

4.1 电网大数据处理和分析技术

传统的现状电网诊断分析、电网规划设计一般是基于理论模型、仿真分析和试验测试等手段建立现状诊断的因果关系模型。平台建设过程中，采用从数据内在规律的角度研究电网现状的关联关系和发展趋势，利用先进的大数据挖掘分析技术对设备信息、运行信息和环境信息、经济社会信息等多源数据进行分析的方法，建立基于大数据分析的电网现状诊断模型，从大量数据中发现对电网诊断有价值的规律，为电网规划提供全新的技术手段。

电网数据来源范围广，既包含传统的设备台账等静态信息数据，还包含相关的电网运行信息等动态数据。依托海量数据平台，梳理与电网相关的海量数据类型与层次，分析配网数据的采集模式与容错机制，研究正常数据的合理概率分布及准确率区间，制定不良数据的剔除机制及缺失数据的恢复模式，达到多源信息平台数据优化利用的目的。

4.2 电网多源信息融合分析技术

充分、合理、有效地利用已建成的各类信息系统中的电网规划相关数据，将大量分散的社会经济类数据、历史电力需求类数据、电源类数据和电网设备类数据、和地理环境等多源信息有机融合成，结合实时和历史数据深入分析数据的内在关联、变化规律和发展趋势，实现个性化、多样化、复杂化的全方位分析，准确捕捉电网现状薄弱点信息，追溯薄弱环节发展过程，预测电网现状发展趋势，提升电网现状诊断的准确性，从而提高电网规划的针对性，提升电网规划工作效率和管理水平。

4.3 电网大数据多维度展示技术

对获取到的电网规划类数据，通过预处理、大数据挖掘分析、数据展现，并通过可视化手段展示大数据的关联关系、发展趋势，故障溯源，并从安全、经济、风险等不同角度全方位展现设备的多维度评价结果。

引入可视化技术实现设备状态大数据挖掘分析结果全方位展示。对分析结果，采用可视化的方式形象的向用户进行展示，而且图形化的方式比文字更易理解和接受。同时，可以根据具体的应用需求选择合适的可视化技术，从不同维度展现电网状态数据和分析结果。

5 结语

通过建设电网规划综合信息平台，充分集成融合现有业务系统，整合现有业务资源，构建了基于多源数据融合与深度挖掘的电网规划综合数据库，以及基于智能感知的大规模省域电网诊断分析体系，实现了全省电网规划基础数据的集中管理、现状电网的透明化分析、规划业务的在线管控、以及规划成果的全景化展示。平台的建设为山东电网规划发展提供了全新的信息化管理手段，有效提升了电网规划精益化管理水平，更为“三集五大”体系的高效运转、“五位一体”的深化应用提供强有力的技术支撑。

［1］李晖，黄平，张琳，等.公司一体化电网规划设计信息应用建设总体思路［J］.电力建设，2011，32（11）:72-76.

［2］苗培青，李越，黄伟，等.电网规划与设计一体化平台［J］.电力建设，2014，35（8）:49-53.

［3］杜旭，申刚，刘中胜，等.电网规划管理信息系统数据库的研究与实现［J］.电力系统及其自动化学报，2013，25（2）:163-166.

［4］陈健，万国成，孙冠男，等.GIS平台电网规划辅助决策系统开发与应用［J］.电力系统及其自动化学报，2010，22（6）:99-103.

［5］陈根永，陈永华，贾俊洁，等.基于GIS平台的配电网故障诊断算法［J］.电力自动化设备，2011，31（3）:71-75.

Design and Application of Power Grid Planning Integrated Information Platform Architecture

JIANG Zhongfu1，LI Xueliang2，WU Jian2，NIU Xinsheng2，WU Kuihua2
（1.State Grid Shandong Electric Power Company，Jinan 250021，China；2.Economic&Technology Research Institute，State Grid Shandong Electric Power Company，Jinan 250021，China）

Through the construction of power grid planning integrated information platform，we can realize the centralized management of provincial basic data and informatization control of planning business.Platform fully absorbs the system development experience which has been applied，such as grid GIS，production PMS，dispatch EMS and intelligent distribution network operation monitoring platform，and integrates the existing grid simulation analysis tools，and completes the development of practical functions combined with actual work required，including integrated information management，analysis of power grid diagnosis，power grid graph management，analysis of load forecast，planning and feasibility evaluation，economic and technical evaluation，etc.Then it can achieve closed loop management of the whole process，that is，status diagnostic-planning-planning feasibility management-grid planning assessment，to enhance the development level of the power grid in Shandong.

power grid planning integrated information platform； informatization means； data integration； closed loop management of the whole process

TM715

A

1007－9904（2017）03－0014－05

2017-02-20

姜忠福（1963），男，高级工程师，主要从事电网规划方面的研究工作；

李雪亮（1965），男，高级工程师，主要从事电网规划方面的研究工作；

吴 健（1973），男，高级工程师，主要从事电网规划方面的研究工作；

牛新生（1962），男，高级工程师，主要从事电网规划方面的研究工作；

吴奎华（1983），男，高级工程师，主要从事电网规划方面的研究工作。