吳任博，彭依明，楊世兵，胡 欣

（1 廣州供電局有限公司，廣州 510000； 2云電同方科技有限公司，云南 昆明 650032）

基于統(tǒng)一模型和SOA的主配網(wǎng)信息融合技術(shù)研究與應(yīng)用

吳任博1，彭依明1，楊世兵2，胡 欣2

（1 廣州供電局有限公司，廣州 510000； 2云電同方科技有限公司，云南 昆明 650032）

電網(wǎng)企業(yè)對(duì)主配網(wǎng)調(diào)度管理，由于管理層級(jí)的需要往往是相互分離的。對(duì)此，國(guó)內(nèi)相關(guān)學(xué)者和系統(tǒng)集成廠家對(duì)主配網(wǎng)信息整合及主配網(wǎng)模型拼接進(jìn)行研究，提出了基于主配網(wǎng)協(xié)同的智能調(diào)度技術(shù)支持平臺(tái)和基于多業(yè)務(wù)系統(tǒng)信息融合可視化方法，為實(shí)現(xiàn)主配網(wǎng)信息整合及面向電力調(diào)度專業(yè)人員的信息展示奠定了基礎(chǔ)。

電力主配網(wǎng)統(tǒng)一建模及信息融合；電網(wǎng)地理接線圖；SOA；GIS；信息綜合展示

1 主配網(wǎng)信息管理及其融合現(xiàn)狀

在電網(wǎng)企業(yè)中，主網(wǎng)和配網(wǎng)的調(diào)度管理，由于管理層級(jí)的需要往往是相互分離的，由不同的調(diào)度機(jī)構(gòu)分別管理，支持主、配網(wǎng)電力調(diào)度的業(yè)務(wù)系統(tǒng)之間相互獨(dú)立。一方面，主配網(wǎng)之間的業(yè)務(wù)系統(tǒng)之間往往存在電網(wǎng)模型和數(shù)據(jù)不一致問(wèn)題；另一方面，由于面向用電用戶的主配網(wǎng)客戶服務(wù)卻是統(tǒng)一的。

當(dāng)前，國(guó)內(nèi)相關(guān)學(xué)者和系統(tǒng)集成廠家對(duì)主配網(wǎng)信息整合及主配網(wǎng)模型拼接進(jìn)行了研究，提出的基于主配網(wǎng)協(xié)同的智能調(diào)度技術(shù)支持平臺(tái)[1-2]和基于多業(yè)務(wù)系統(tǒng)信息融合的電網(wǎng)綜合可視化方法[3]，為實(shí)現(xiàn)主配網(wǎng)信息整合及面向電力調(diào)度專業(yè)人員的信息展示奠定了基礎(chǔ)，解決了主、配網(wǎng)側(cè)的業(yè)務(wù)系統(tǒng)之間信息共享與主配網(wǎng)電力調(diào)度的業(yè)務(wù)協(xié)同等問(wèn)題。但尚不能有效解決主網(wǎng)與配網(wǎng)管理系統(tǒng)之間電網(wǎng)模型和數(shù)據(jù)不一致的問(wèn)題，也未提出面向客服和用電用戶的多維可視化主配網(wǎng)融合信息的呈現(xiàn)方法，不能助推電力企業(yè)服務(wù)水平的提升。

2 主網(wǎng)信息融合總體框架

如圖1所示，基于統(tǒng)一模型和SOA的主配網(wǎng)融合技術(shù)及其應(yīng)用，包括電力數(shù)據(jù)交互總線，用于支撐與業(yè)務(wù)系統(tǒng)的信息交互；主配網(wǎng)信息融合管理，基于統(tǒng)一模型進(jìn)行模型管理，實(shí)現(xiàn)監(jiān)視信息與管理信息融合，建立起監(jiān)視與管理信息的對(duì)應(yīng)關(guān)系；主配網(wǎng)全景信息庫(kù)，用于統(tǒng)一存儲(chǔ)主配網(wǎng)融合后的數(shù)據(jù)，為面向客服的主配網(wǎng)融合信息可視化展示提供數(shù)據(jù)支持；面向客服的主配網(wǎng)融合信息可視化，應(yīng)用可視化技術(shù)為實(shí)現(xiàn)主配網(wǎng)融合信息的多維展示。

3 主配網(wǎng)信息融合的技術(shù)實(shí)現(xiàn)

3.1 統(tǒng)一模型的技術(shù)實(shí)現(xiàn)

電網(wǎng)模型是主配網(wǎng)信息融合的核心技術(shù)，主配網(wǎng)信息融合的前提就是要分別保證主網(wǎng)模型和配網(wǎng)模型具有統(tǒng)一的設(shè)備信息和完整的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)潢P(guān)系。當(dāng)前，模型拼接已經(jīng)形成了相當(dāng)多的研究成果[4-5]，但在具體實(shí)踐中，由于技術(shù)手段的限制，模型拼接技術(shù)不能有效解決模型不一致、主配網(wǎng)融合信息可用性較低等問(wèn)題。在廣州特大型城市電網(wǎng)主配網(wǎng)信息融合的研究中，本文相關(guān)研究人員通過(guò)對(duì)象編碼與注冊(cè)管理機(jī)制[6]的應(yīng)用，結(jié)合模型拼接技術(shù)提出了一種主配網(wǎng)模型統(tǒng)一的技術(shù)實(shí)現(xiàn)方案：

如圖2所示，主配網(wǎng)模型統(tǒng)一，首先需要解決模型對(duì)應(yīng)與編碼問(wèn)題。通過(guò)數(shù)據(jù)映射與對(duì)象編碼技術(shù)，將電力系統(tǒng)中各個(gè)電力設(shè)備及管理實(shí)體作為對(duì)象為其分配統(tǒng)一的編碼。通過(guò)統(tǒng)一編碼實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)對(duì)象的一一對(duì)應(yīng)，保證數(shù)據(jù)的一致。其次，基于統(tǒng)一的對(duì)象編碼采用模型拼接技術(shù)，解決現(xiàn)有主配網(wǎng)模型的邊界銜接，形成主配網(wǎng)統(tǒng)一的拓?fù)潢P(guān)系。再次，在統(tǒng)一現(xiàn)有模型和主配網(wǎng)拓?fù)潢P(guān)系基礎(chǔ)上，提供主配網(wǎng)統(tǒng)一建模的技術(shù)支持，所有新增主配網(wǎng)設(shè)備和管理實(shí)體均通過(guò)統(tǒng)一建模工具實(shí)現(xiàn)一次建模，并進(jìn)行統(tǒng)一分發(fā)。

圖1 基于統(tǒng)一模型和SOA的主配網(wǎng)信息融合技術(shù)及其應(yīng)用框架

圖2 主配網(wǎng)統(tǒng)一模型技術(shù)實(shí)現(xiàn)

3.2 面向服務(wù)的信息交互

面對(duì)服務(wù)架構(gòu)（SOA）的信息交互技術(shù)，在系統(tǒng)集成中得到了廣泛應(yīng)用，其技術(shù)架構(gòu)及功能實(shí)現(xiàn)較為成熟[7]，將其應(yīng)用到主配網(wǎng)信息融合中，有特殊的要求，其技術(shù)框架與企業(yè)通用的服務(wù)總線有所區(qū)別。本次研究提出了滿足主配網(wǎng)信息交互的電力數(shù)據(jù)交互總線，其功能除了通用總線、集成接入適配器、信息交互管控臺(tái)、業(yè)務(wù)流程管理和集成監(jiān)控等功能外，還提供跨安全區(qū)傳輸?shù)募夹g(shù)支持。

安全區(qū)傳輸管理包括生產(chǎn)控制大區(qū)與生產(chǎn)管理大區(qū)之間的跨隔離裝置傳輸機(jī)制。根據(jù)傳輸?shù)膱?bào)文類型不同提供不同的傳輸與管理機(jī)制，主要包括基本功能、跨正向隔離裝置傳輸機(jī)制、跨反向隔離裝置傳輸機(jī)制。

3.3 主配網(wǎng)信息融合實(shí)現(xiàn)方案

主配網(wǎng)信息融合的目標(biāo)是建立以主配網(wǎng)統(tǒng)一模型為核心，擴(kuò)展電網(wǎng)企業(yè)各部門、電力調(diào)度各專業(yè)的電網(wǎng)監(jiān)視信息、管理信息，形成滿足各業(yè)務(wù)需要的信息庫(kù)。主配網(wǎng)信息融合的建設(shè)，通過(guò)統(tǒng)一的編碼和規(guī)范的語(yǔ)義封裝，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)核心模型與各專業(yè)擴(kuò)展模型的掛接，實(shí)現(xiàn)主配網(wǎng)監(jiān)視信息和管理信息融合，并最終實(shí)現(xiàn)包含模型、數(shù)據(jù)和圖形的主配網(wǎng)信息模型。

主配網(wǎng)信息融合需要對(duì)主配網(wǎng)中不同業(yè)務(wù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)源進(jìn)行統(tǒng)一的數(shù)據(jù)采集，并進(jìn)行轉(zhuǎn)換、映射、整合、存儲(chǔ)，即通過(guò)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和對(duì)象ID的統(tǒng)一管理實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)與主配網(wǎng)統(tǒng)一模型的掛接，形成全景數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，提供數(shù)據(jù)語(yǔ)義和格式的統(tǒng)一定義。消除不同數(shù)據(jù)源之間數(shù)據(jù)語(yǔ)義和格式的差異，數(shù)據(jù)映射功能中包括數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換規(guī)則管理，同時(shí)可將數(shù)據(jù)映射關(guān)系作為轉(zhuǎn)換規(guī)則。

數(shù)據(jù)映射，提供多種映射規(guī)則，為主配網(wǎng)信息交互中的數(shù)據(jù)語(yǔ)義和格式的轉(zhuǎn)換提供相應(yīng)的規(guī)則。

數(shù)據(jù)整合，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換后符合主配網(wǎng)信息融合語(yǔ)義和格式要求的數(shù)據(jù)，以對(duì)象名稱和對(duì)象ID實(shí)現(xiàn)在主配網(wǎng)統(tǒng)一模型上的掛接。

在主配網(wǎng)信息融合過(guò)程中需要消息傳輸、動(dòng)態(tài)路由、任務(wù)調(diào)度（包括自動(dòng)化和手工兩種方式）等服務(wù)支持。

4 面向客服的主配網(wǎng)融合信息可視化

在電網(wǎng)信息的綜合可視化研究中，大多都從電網(wǎng)公司內(nèi)部調(diào)度專業(yè)人員的角度進(jìn)行研究，得出了許多有益于電網(wǎng)專業(yè)管理的可視化方案。對(duì)于不具備專業(yè)知識(shí)的電網(wǎng)客服人員和用電用戶，尚未有較好的可視化方法實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)運(yùn)行信息的有效呈現(xiàn)。

針對(duì)電網(wǎng)客服和用電用戶的需求，可構(gòu)建基于電網(wǎng)GIS圖形的主配網(wǎng)融合信息可視化平臺(tái)，并充分應(yīng)用Portal、Flex和SVG等技術(shù)，提高可視化界面的可用性和易用性。

在建立面向客服的主配網(wǎng)融合信息展示時(shí)，需要從電網(wǎng)客服和用電用戶需求的角度出發(fā)，搭建主配網(wǎng)信息可視化技術(shù)支持平臺(tái)，采用GIS、Portal、Flex和SVG等技術(shù)構(gòu)建可視化控件，用于支持主配網(wǎng)信息的多維展示。為保證電網(wǎng)運(yùn)行信息的安全，可提供主配網(wǎng)融合信息發(fā)布平臺(tái)，建立發(fā)布流程，只有審批后的信息才通過(guò)可視化平臺(tái)展示。

4.1 主配網(wǎng)融合信息發(fā)布平臺(tái)

信息發(fā)布平臺(tái)分為內(nèi)網(wǎng)應(yīng)用和外網(wǎng)應(yīng)用2個(gè)部分。內(nèi)網(wǎng)應(yīng)用實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、披露對(duì)象管理、信息內(nèi)容組織、審批與發(fā)布管理、對(duì)內(nèi)網(wǎng)用戶的信息展示等功能，服務(wù)于電網(wǎng)客服人員；外網(wǎng)應(yīng)用服務(wù)于用電用戶，外網(wǎng)應(yīng)用只有數(shù)據(jù)查閱的權(quán)限。

信息發(fā)布平臺(tái)包括數(shù)據(jù)采集、發(fā)布對(duì)象管理、信息內(nèi)容組織、審批與發(fā)布管理等功能。

數(shù)據(jù)采集功能主要從主配網(wǎng)全景信息庫(kù)和業(yè)務(wù)系統(tǒng)中獲取數(shù)據(jù)，支持豐富的數(shù)據(jù)接入能力，既支持從主配網(wǎng)全景信息庫(kù)獲取數(shù)據(jù)，又支持人工數(shù)據(jù)上報(bào)，以保證主配網(wǎng)信息內(nèi)容的完整性。

發(fā)布對(duì)象管理，用于對(duì)參與信息發(fā)布各類對(duì)象的統(tǒng)一管理，如電力調(diào)度基礎(chǔ)信息對(duì)象、電力調(diào)度運(yùn)行信息對(duì)象、電力調(diào)度報(bào)表對(duì)象等。

信息內(nèi)容組織功能實(shí)現(xiàn)對(duì)信息的完整組織，支持靈活定義內(nèi)容的展示形式，管理相關(guān)的審核流程和瀏覽權(quán)限。

審批與發(fā)布管理，按照信息組織的定義動(dòng)態(tài)生成發(fā)布的結(jié)果數(shù)據(jù)，可以進(jìn)行報(bào)送、審核和發(fā)布操作。

4.2 主配網(wǎng)信息可視化技術(shù)平臺(tái)

電網(wǎng)運(yùn)行信息的可視化建設(shè)就是通過(guò)表格、柱狀圖、餅狀圖、曲線、儀表盤、地理信息圖等圖形，直觀、清晰地展示電網(wǎng)運(yùn)行信息，以便電網(wǎng)運(yùn)行人員隨時(shí)、隨地掌握電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)。其可視化方法的實(shí)現(xiàn)在于根據(jù)表單、柱狀圖、餅狀圖、曲線、儀表盤、地理信息圖等圖形的特征，劃分各類圖形所能表達(dá)的電網(wǎng)運(yùn)行信息內(nèi)容，從而建立起多維電網(wǎng)運(yùn)行信息展示體系，構(gòu)建電網(wǎng)運(yùn)行信息圖形化控件庫(kù)。

4.2.1 基于GIS的展示

基于GIS進(jìn)行電網(wǎng)運(yùn)行信息的展示，就是通過(guò)電網(wǎng)GIS引擎，在地理接線圖上實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行信息和KPI的展示。在基于GIS的信息展示中，需要構(gòu)建以下的功能支持：

1）電力GIS引擎，是電網(wǎng)GIS圖形的運(yùn)行環(huán)境，實(shí)現(xiàn)對(duì)圖形的處理；

2）電網(wǎng)地理接線圖維護(hù)，通過(guò)與主配網(wǎng)綜合信息管理中對(duì)象編碼的對(duì)應(yīng)，實(shí)現(xiàn)圖模數(shù)的一體化，實(shí)現(xiàn)主配網(wǎng)信息在GIS圖形上的快速呈現(xiàn)；

3）GIS展示接口管理，可通過(guò)該接口發(fā)布和展示第三方系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)信息。

4.2.2 多維可視化實(shí)現(xiàn)思路

在圖形展示實(shí)現(xiàn)技術(shù)方面，考慮采用“數(shù)據(jù)源與展示控件剝離”的技術(shù)思路來(lái)設(shè)計(jì)電網(wǎng)信息展示方案，具體思路如下圖3所示：

圖3 數(shù)據(jù)控件展現(xiàn)邏輯圖

這種方式的重點(diǎn)在數(shù)據(jù)源和圖形模版的分離，通過(guò)配置工具，在服務(wù)端可對(duì)圖形控件庫(kù)進(jìn)行配置管理，需要展示時(shí)僅需數(shù)據(jù)源按標(biāo)準(zhǔn)注入即可。方便管理員維護(hù)管理，也可取得良好的展示效果。

[1] 吳任博.基于主配網(wǎng)協(xié)同的智能調(diào)度技術(shù)支持平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].山東大學(xué)，2010年.

[2] 杜 旭.綜合停電智能優(yōu)化在供電企業(yè)中的應(yīng)用研究[J].中國(guó)科技博覽.2013(15).-297-298.

[3] 周志輝.技術(shù)SOA的EMS主站系統(tǒng)界面設(shè)計(jì)與應(yīng)用[D].山東大學(xué)，2010年.

[4] 謝淑菁,基于CIM的電力系統(tǒng)模型拼接的研究和設(shè)計(jì)[D].山東大學(xué)，2010年.

[5] 蔡 明,CIM模型在電力主配網(wǎng)拼接中的應(yīng)用與研究[J].電子技術(shù)與軟件工程,2014年(10):246-248.

[6] 羅 洪，嚴(yán)偉峰，楊世兵.電網(wǎng)調(diào)度數(shù)據(jù)資源的主數(shù)據(jù)管理[J].云南大學(xué)報(bào),2013年,35（s2）:69-74.

[7] 李曉東,楊 揚(yáng),郭文彩.基于企業(yè)服務(wù)總線的數(shù)據(jù)共享與交換平臺(tái)[J].計(jì)算機(jī)工程,2006,32 (21):217-219.

S126

A

1004-1168（2015）01-0086-04

2014-11-17

吳任博 ，廣州供電局有限公司，山東煙臺(tái)人，工程師，從事調(diào)度自動(dòng)化運(yùn)行與管理工作。

彭依明，廣州供電局有限公司，山東菏澤人，助理工程師，從事調(diào)度自動(dòng)化運(yùn)行與維護(hù)工作。

楊世兵，云電同方科技有限公司，從事調(diào)度信息化咨詢工作。

胡 欣，云電同方科技有限公司，從事調(diào)度信息化咨詢工作。