一体化电网规划信息系统应用与实践

赵武清，林跃晓，刘玮，田艳华

（1.广东电网公司信息中心，广州 510000；2.天津天大求实电力新技术股份有限公司，天津 300384）

一体化电网规划信息系统应用与实践

赵武清1，林跃晓1，刘玮2，田艳华2

（1.广东电网公司信息中心，广州 510000；2.天津天大求实电力新技术股份有限公司，天津 300384）

为提高规划工作的科学性、有效性、实用性和及时性，利用信息化技术建设统一、实用的规划信息系统，覆盖规划项目储备库、规划任务、规划专题研究项目、前期项目、规划基础数据和规划成果等管理业务环节，实现规划业务各项工作的一体化和精益化管理，规范化规划工作管理制度和业务流程，实现跨业务、跨层级信息的有效集成，为电网公司规划相关工作提供强有力的信息支撑。本系统的建设使用，为基本的日常规划工作提供便利，帮助规划人员理清思路，提高工作效率，获得社会和经济效益的最大化。

电网规划系统；信息化技术；系统功能；一体化管理

近年来，我国国民经济平稳快速发展，电力需求增长强劲，经济社会发展对电力的依赖程度不断提高，电网发展和建设任务十分艰巨。随着国家相关部门对电网企业监管力度的加强，政府和社会对电网发展效率和发展考核等方面提出了更为严格的要求，从而对电网规划提出了更高的要求。

通过信息化手段可以提高规划工作的科学性和有效性。近几年来，随着信息化建设的深入，一些主要的生产信息系统已逐步投入运行，但是这些系统中与规划相关的数据存储分散，需大量人工处理方可提取，一方面导致规划人员与公司领导不能及时掌握电网真实的技术指标，无法定量了解电网存在问题的严重程度与所在位置。另一方面，各系统中的大量数据也得不到充分利用，造成了很大的资源浪费。

如何解决上述电网规划数据共享和管理流程上的突出问题，加强电网规划管理、提高电网建设决策水平、充分利用现有数据和整合现有资源，成为提高电网规划工作科学性和高效性的主要问题。为此，需要建立高效的、多部门协作的电网规划工作平台，以提高规划工作的科学性、有效性、实用性和及时性，为建设坚强合理的电网和优化巨量电网建设资金的使用提供科学依据与技术手段。

电网规划管理信息系统的建设，可以实现电网规划基础数据和资料的共享，并根据历史数据的变化趋势建立合理的数学模型，预测未来的用电需求和供电容量需求，为制定科学的电网规划提供依据；同时进一步规范电网规划工作流程，实现电网规划方案和建设项目在全省范围内的全面协调管理，为电网规划方案的决策、实施跟踪及后评价提供足够的技术支持。

1 技术架构

为深入理解电网规划信息系统，本文从宏观上展现系统结构。具体从3个维度即应用功能架构、技术体系架构以及系统软硬件架构，不同侧面分别介绍系统技术架构。

应用功能架构体现了系统中各项功能的组织关系系统功能，包括规划基础数据管理、规划业务管理、项目前期管理、电源项目并网管理、大用户并网管理、规划指标管理和系统管理7大模块。各模块彼此之间以及各模块与外部系统的相互关系如图1所示。

图1 应用功能架构Fig.1 Structure ofapplication function

技术体系架构支持两级数据之间的数据同步以及与公司决策系统的数据交换。网省级电网规划系统之间的数据同步与电网规划系统和公司决策支持系统（数据中心）的数据交互都是通过企业服务总线进行，保证系统的扩展性、灵活性与安全性。部署在网公司级的电网规划系统负责维护网级的业务数据与业务支撑数据，部署在分子公司级的电网规划系统负责维护分子公司、地市供电局、区县供电局的业务数据。技术体系架构如图2所示。

图2 技术体系架构Fig.2 Structureof technology system

系统软件架构分为4个层次，即操作系统层、业务支持层、应用支持层和应用系统层。此外还包含了一个通用配置工具单元。硬件架构如图3所示。软件开发主要采用跨平台、跨应用服务器、跨数据库的J2EE架构，技术重点在于业务支持层、应用支持层和配置工具。软件架构如图4所示。

图3 硬件部署以及网络拓扑架构Fig.3 Hardware and network topology structure

图4 软件架构Fig.4 Structureof software

2 系统功能

2.1 规划业务

规划业务管理主要实现电力工业规划管理、电网规划管理、调峰调频电源规划、专项规划和专题研究等管理，涉及各级规划部门的电力规划业务流程管理工作等。通过系统将规划各阶段的数据进行分类存储和管理，并基于规划业务工作流，实现规划相关的各类数据和成果的流转，提供基于权限的成果浏览、查询、上传、下载等操作功能。

2.2 项目前期

项目前期管理功能覆盖主网、配网部分，包括前期计划管理、可研管理和核准管理，电源及境外项目前期管理等功能模块以实现网公司、分子公司、地市供电局和区县供电局计划部门对电网项目核准批复前所开展的前期相关工作的管理，包括项目选址选线、前期招标、可行性研究、核准支持性文件办理以及申请核准等内容。

2.3 并网管理

并网管理包括两部分内容，电源项目并网管理和大用户项目并网管理。电源项目并网管理是对新建电厂的并网意向协议书、输电规划、接入系统方案设计、并网协议书、购售电合同和并网调度协议等阶段的流程进行管理，目的是引导电源项目按照电力发展规划有序建设，促进电网和电源的协调发展，保障电网安全经济运行和电力供应，提高系统供电可靠性；大用户并网管理主要是对35 kV及以上用户项目并网工作、用户并网意向性协议签订、用户供电方案审批工作的管理。目的是规范35 kV及以上用户并网管理，保障电网安全和电力供应，提高系统供电可靠性。

2.4 基础资料

基础资料管理工作是电网规划中的一项基础性工作，主要功能是基础类数据和资料的管理，形成统一的规划资料库，分层分类维护管理，形成规划相关数据的权威数据发布平台。基础资料管理模块二级功能包括基础数据管理和规划指标管理。

3.5 系统管理

系统管理是电网规划系统的管理基础，是用户使用本系统的前提，对系统的安全高效运行起到了重要支撑作用。系统管理功能的服务对象是南方电网公司、分子公司和地市供电局各级单位的系统管理员。系统管理的主要功能包括系统初始数据的维护和系统各方面信息的跟踪记录管理。

3 应用实践

3.1 业务范围

本系统业务范围主要涵盖了电网规划、输电网项目前期、配电网项目前期等业务领域。电压等级范围包括直流±800 kV～±500 kV和交流500 kV～0.4 kV的全部电压等级。

3.2 外部接口

系统从外部系统取得相关各类电网设备类数据、电网运行类数据以及社会经济、资源状况等外围数据，为电网规划提供基础数据支持。

系统通过企业服务总线实现与公司决策支持系统（数据中心）的数据交互，实现数据同步共享，同时保证系统的灵活性、扩展性与安全性。公司决策支持系统（数据中心）作为电网规划系统与其他业务系统的数据交互平台，负责各个业务系统间数据的传递，保证数据的一致性。电网规划系统外部接口关系如图5所示。

图5 外部接口Fig.5 External interface

3.2.1各类接口实现和交换的数据内容

1）公司决策支持系统（数据中心）

系统接口可从数据中心获取投资计划管理系统、综合计划和统计节能管理系统、营销管理系统、能量管理系统EMS（energymanagementsystem）和调度生产管理信息系统DMIS（dispatchingmanagement information system）和生产管理系统等系统数据，同时向数据中心开放数据交互接口，实现双向数据交换。

2）统一账号与身份认证系统

系统接口与统一账号与身份认证系统集成，实现单点登录和统一用户管理。

3）企业门户系统

系统接口与门户系统进行集成，实现统一待办工作集中展现。

4）投资计划管理系统

系统接口通过公司决策支持系统（数据中心），实现与投资计划管理系统的双向数据交换，主要实现规划业务管理和项目前期管理中规划项目库、前期项目库、投资情况、关键节点文件等信息的交互，将规划、前期项目论证等过程中不断反复的过程、文件等都在电网规划系统中进行管理，每个节点形成最终结果后，传递给投资计划管理系统。

5）综合计划和统计节能管理系统

系统接口通过公司决策支持系统（数据中心）从综合计划和统计节能管理系统中获取历年国民经济发展情况，各地的全社会用电量、供电量、售电量、购电量、分行业用电量等相关数据，为电网规划提供数据来源。同时为综合计划和统计节能系统提供电网规划和项目前期必要的成果和指标。

6）生产管理系统

系统接口通过公司决策支持系统（数据中心）从生产管理系统中获取设备台帐的相关数据，包括但不限于以下数据：①输电线路信息：线路的起止点、所属地市、投产时间、变化时间及原因和线型。②变电站基本信息：各变电站的所属省地市、县（区），变电站名称，主变编号；变电站最终规模，含主变、各电压等级出线、无功补偿容量、主接线；变化情况，含变化时间及原因；变电站当前规模，含主变容量、型号、制造厂家、容量比、变比、阻抗参数、调压方式，各电压等级出线、无功补偿容量、主接线、投产时间等。

7）EMS系统与调度DMIS系统

系统接口通过公司决策支持系统（数据中心）从EMS系统获取历史最高负荷数据，各变电站内每台主变的最高历史负荷数据，线路及变压器的实测数据等。其中最高负荷数据应该是剔除了非正常运行方式下的历史最高负荷。实现从EMS系统和调度DMIS系统中获取系统现状、系统错峰、电网存在问题等信息。

8）营销管理系统

系统接口通过公司决策支持系统（数据中心）从营销管理系统（或相关系统）获取强制错峰电量、大用户报装情况、业扩、运营负荷切割、负荷分类情况等信息。

3.2.2 系统接口实现方案

结合对目前南方电网各信息系统的现状分析，在满足专业应用系统接口规范的基础上提出的系统接口实现解决方案，满足接口实现的可配置性和数据提取的高效性，如图6所示。

图6 接口方案Fig.6 Interface scheme

接口实现方案中各核心部件的功能如下。

（1）模板配置工具：在系统接口实现解决方案中，开发人员或系统配置人员通过接口模板配置工具完成接口的发布和修改工作，以支持不同系统的数据接口。

（2）接口模板：接口模板是以XML数据文件为基础的一种自定义数据协议，用户通过模板配置工具发布和修改接口模板，接口模板定义了接口数据形式、数据校验规则、访问规则（如选择数据缓冲池）等信息。系统通过接口模板动态的生成数据接口。

（3）数据缓冲池：保证数据的实时性和高效性，将其分为通用数据缓冲池和业务数据缓冲池。

通用数据缓冲池用来存放根据南方电网公司的相关标准要求的工程项目、物资、设备、地区、公司（各局）、电压等级等信息的通用资料库。资料库与数据库保持完全同步的关系，以保障数据的完整性和可靠性。

业务数据缓冲池用来存放本系统业务相关的并且经常被提取的数据，通过数据加载策略保证这部分数据与数据库同步。但如果缓冲池中没有加载某一部分业务的数据，其从数据库中直接提取。

（4）接口适配层：接口适配层包括3大功能：①解析和加载接口配置模板，交给应用系统接口层进行接口发布。②读取数据缓冲池中数据，并按照接口模板进行数据转换后传送给应用系统接口层。③接收应用系统接口层的外部数据，并按照接口模板对数据进行转换写入数据缓冲。

（5）应用系统接口层：①通过Web客户端读取外部应用系统数据，并进行数据格式的基本校验后转交给接口适配层。②通过Web Service发布本机应用接口，并通过访问接口适配层为外部应用系统提供必要的数据。

3.3 应用效果

本系统的投入运行，在电网规划和建设领域推进了一体化管理工作，实现了企业范围内的组织架构、业务流程、管理制度、技术标准、作业标准、指标体系和信息系统等7个方面的规范及统一，很好地实现了规划基础资料、规划方案、和规划建设项目的统筹管理，为电网规划和建设带来巨大的经济和社会效益。

3.3.1 技术特点和创新

综合高效的规划管理平台，大大提高了规划人员的工作效率。

（1）将电网规划的业务流程抽象成为计算机层面的工作流模型，并进行了适当的优化，将现有工作的办理过程有效地整合到一个平台上。实现了各级部门协同办公的效果，更便于进行信息交流。

（2）利用数据接口直接从现有的生产信息系统中获取数据，充分利用现有资源，并可对现有系统中的数据进行规划层面的校验。

（3）以工作任务为类别，针对各项任务中产生的规划过程数据、规划结果数据实现了多版本管理。

（4）采用可视化流程式的界面，直观明了，便于规划人员快速了解、掌握相应模块的信息及功能。

（5）实现对数据、项目信息的分地区、分权限管理和维护，操作便利，提供较高的安全保障。

（6）以红绿灯效果显示项目进度，便于对项目进度的查看和监控。

3.3.2 应用效果

通过系统的推广实施，完成了基础资料的收集、录入、校核与导入，统一了数据资料的管理，为今后基础数据的收集使用打下了良好的基础，也避免了后续规划工作中的人工收集资料工作，减少数据错漏现象，提高规划效率。

通过系统的推广实施，提高了规划人员电网规划管理信息系统的操作水平，使规划人员对电网规划管理信息系统有了深刻的了解，并且通过实战操作使规划人员基本上能独自使用辅助决策系统完成规划报告的编制工作。

3.3.3 经济与社会效益

本系统能充分利用现有资源，与公司日常事务紧密结合，能够科学合理高效地完成各级规划部门的电网规划、优化运行和规划业务流程管理的任务。将电网规划信息与规划业务管理信息在系统上相结合，使电网规划工作能够统一快速协调，使规划更具可实施性与经济性，一方面，减少与其它城市规划的冲突，减少协调时间，使前期工作大大加快，避免因前期工作推迟建设而导致的损失；另一方面，随着系统的推广应用，将方便、直观地帮助规划人员及时地掌握电网建设进度和电网运行基础信息，实现规划基础数据的统一汇总、综合查询，为电网规划提供科学的手段，为决策提供及时、可靠的依据，并保证全省基础数据和规划数据在电网规划信息系统中的唯一性和准确性，避免相同设备在不同系统间由于属性管理上的差异带来工作管理上的不便。

系统具有先进实时性，在实际的运行和规划工作中可指导安排科学合理的电网建设改造项目，保证巨额资金的合理投入，节约投资，同时合理化网架结构，降低系统运行费用，提高系统可靠性，为向用户安全可靠地提供高质量电能奠定基础，使得各行业的生产运营由于停电而造成的经济损失降到较低水平，从而获得间接经济和社会效益。

4 结论

（1）实现了对高压电网规划项目的统一管理。可清晰、全面掌握电网发展基本情况、电网建设规模情况、电力需求预测情况、电力平衡情况和电网发展绩效指标情况等内容，为电网规划决策提供技术支撑。

（2）实现了对规划中相关信息及标准规范的统一管理。提供查看、查询规划报告文档和各种相关数据指标等功能。

（3）提供了查看现状及规划电网的地理接线图功能。同时还可以通过电网地理接线图显示电网发电厂、变电站及各类输变电设备的信息。

（4）支持查看项目投资、规模情况及计划等信息，便于进行经济评价及考核。可从规划各阶段获得项目执行相关信息，实现规划管理主线的横向融合。

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Practiceand Application of Integrative Power Grid Planning Information System

ZHAOWu-qing1，LIN Yue-xiao1，LIUWei2，TIAN Yan-hua2
（1.Guangdong PowerGrid Corporation Information Center，Guangzhou 510000，China；2.Tianjin TiandaQiushiElectric PowerHigh Technology Company Limited，Tianjin 300384，China）

In order to improve the scientific nature，effectiveness，practicality and timeliness of the planning，the information technology is used to build a unified，practical planning information system，which covers planning project repository management，planning and task management，planning special study projectmanagement，pre project management，planning basic datamanagement and planning resultsmanagement.Thus it can realize all of planning business integration and leanmanagement，cure planningmanagementsystem and business processes to achieve effective integration of cross-business，cross-level information.The system can provide the powerful information support for grid planningwork.Through construction and poolication of the system，it can facilitate basic day-to-day planning，help planners clarify ideas，improveefficiency，andmaximizesocialand economic benefits.

powergrid planning system；information technology；system function；integratedmanagement

TM715

A

1003-8930（2013）05-0127-06

赵武清（1986—），男，博士，工程师，研究方向为计算机体系结构。Email：whuzhwq@163.com

2013-04-28；

2013-05-18

林跃晓（1983——），男，硕士，工程师，研究方向为计算机软件工程。Email：linyuexiao@foxmail.com

刘玮（1977—），女，助理工程师，研究方向为新能源发电技术。Email：tdqslw@sina.com