技术︱安徽电网省地一体自动化设备与信息管理系统
中国电工技术学会定于2016年9月26~27日在安徽省合肥市举办“2016第五届新能源发电系统技术创新大会”（原“分布式发电与微电网技术大会”），主题为“能源互联网关键技术、储能电站与微电网建设”。
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国网安徽省电力公司电力调度控制中心的研究人员王松、李端超、汪伟、程栩，在2016年第7期《电气技术》杂志上撰文，分析省地一体化自动化设备与信息管理系统功能架构和实施方案，阐述电网设备参数和信息表的源端维护、全网共享，统一规范调度生产管理基础数据的交换格式，满足对调度运行设备的精细化管理要求。
1 概述
近年来智能电网[1]不断发展，在确保电网自动化数据安全稳定运行的前提下，积极稳妥地推进对现有电网调度和设备运行集控功能实施集约融合、统一管理，促进各级自动化设备与信息省地一体化管理工作是调度自动化系统发展的必然要求。
通过研究与实施省地一体化自动化设备与信息管理系统，可实现调度自动化及相关专业运行人员对全省电网设备和信息表的一体化、电子化管理，减轻信息表运行维护人员的维护工作量，实现电网设备参数的源端集中维护、全网共享，确保电网设备参数信息的规范性、完整性、准确性、可靠性和及时性，从而为电网生产系统的安全稳定运行提供基础数据支撑，满足“大运行”和智能电网调度技术支持系统对调度生产数据的精细化管理要求。
2 系统总体方案研究
省地一体化自动化设备与信息管理系统主要由设备参数管理、信息表管理、转发管理、维护度监视、用户权限管理等模块构成，通过业务规则管理、参数计算和数据完整性校验等功能，提高调度自动化维护人员的工作效率和录入数据的准确性；同时以图形化的方式展示维护度信息，便于运维人员及时掌握自动化信息维护情况。
通过对数据域的权限配置，从而使对复杂设备数据的管理更加精细化。本系统的复杂数据是指调度自动化系统所采集的厂站端一次设备的设备参数信息和信息表数据，并且制定标准、统一、高效的信息采集与信息展现规则，适应“大运行”和智能电网的发展需求。
2.1系统总体架构图
省地一体化自动化设备与信息管理系统总体架构分成数据层，逻辑层，业务层与展示层四个核心模块。数据层主要是用于存储业务数据和规则数据等；逻辑层主要用来进行参数计算、数据校验和数据分析；业务层是实现功能模块中的各个功能点；展示层主要用于说明访问系统的方式。系统总体架构部署满足电力监控系统安全防护规定[2]，其系统架构图如图1所示。
图1 省地一体化自动化设备与信息管理系统架构图
2.2系统数据流图
省地一体化自动化设备与信息管理系统数据流图如图2所示。各地调、电厂、水电站专责通过系统浏览、增加、修改设备信息，填写信息表数据，然后通过数据交换服务器上报到省调进行审核；省调专责通过系统可以进行浏览、增加、修改、审核、退回、上报网调设备信息等操作，同时也能够以文件的形式与省调一区EMS系统进行数据交互。
省调三区通过数据交换服务器与地调三区进行数据交互，地调专责根据需要，能够将地调三区中的信息表数据以文件形式传送到地调一区EMS系统中。
图2 系统数据流图
2.3系统网络架构
系统访问模式采用B/S 架构，数据库采用关系数据库Oracle10g[3]，系统对外接口采用标准的Web Service提供数据服务技术支持。
系统部署方面，为达到数据的省地一体化管理要求，系统采用分布式部署的方式。应用程序分别部署在省调和地调的数据交换服务器上。省调端采用两台应用服务器做双机群集，利用现有的综合数据服务平台数据库。备份策略通过数据库自身备份机制完成。
省调和地调各自的EMS三区和EMS一区之间有隔离装置，需要在一区安装文件解析程序，达到数据横向共享。省调EMS三区和地调EMS三区采用数据交换服务器，实现数据的纵向互联。系统网络架构图如图3所示。
图3 系统网络架构图
3 系统功能分析
省地一体化自动化设备与信息管理系统通过建立共享数据池，实现一次设备遥测、遥信、遥控、通道和参数信息的源端集中维护、全网共享。通过对设备信息数据的格式规范，最大程度的让生产管理人员只需手动选择，无需手动录入，可确保数据的规范性和避免手动录入时产生的错误。
制定遥测、遥信、遥控和通道数据规范的典型模板，并且可以根据角色依据典型模板自动生成每条信息数据对应的点号和其它规范数据。
通过建立一次设备信息数据和参数信息的维护度监视和考核平台，及时提醒调度生产管理人员对设备信息数据进行消缺和完善，从而提高系统数据的准确性、可靠性和一致性。
3.1 数据管理
3.1.1设备参数和信息表数据集中管理
制定符合EMS系统设备数据规范的设备表，其中包含了调度所有关心的设备参数信息，对设备数据进行综合集中管理。通过对PI2000和EMS系统设备参数的同步，完成设备信息的初始化过程。通过建立共享数据池[4]，由地调和电厂管理人员统一录入设备信息，包括信息数据和参数信息。
各级管理人员可以从数据池中选择需要的数据进行管理，确保了设备信息的统一性、完整性、可靠性、准确性和及时性。通过建立设备参数管理模块和信息表管理模块，提供统一便捷的管理手段，实现设备参数和信息表数据的源端集中维护、全网共享。
3.1.2信息表管理
系统实现对遥测、遥信、遥控和通道信息数据格式规范的制定。通过对设备信息数据格式的规范，最大程度的让管理维护人员只需手动选择，无需手动录入，确保了数据的规范性和避免手动录入时产生错误。
制定数据填报典型模板，提供点号生成规则，实现新建厂站信息表点号自动生成。系统同时具备信息表数据点号的批量修改和批量导入、导出功能。
3.1.3转发管理
转发信息表的管理主要是各个地调所需要的一些必须经过省调审核后下发的遥测、遥信等信息。各个地调在填写遥测、遥信信息时通过选择需要省调转发选项，然后通过系统自动上报至省调，经省调审核确认后进行统一转发。转发信息表中包括：遥测转发表和遥信转发表。
3.2数据维护度监视与参数校验
3.2.1维护度监视和填报考核
日常维护工作中，省调管理人员需要监视地调和电厂维护人员填报数据的完整性和及时性，并提醒维护人员及时的对设备信息数据进行补缺、补漏，每月给每个地调和电厂数据填报的准确性和完整性进行综合评价和打分，并纳入年度考核。
本系统的自动化设备表和信息表数据的监管模块，可以对一条数据、整个变电站或电厂、某个地调进行维护度的可视化展示[5]，并对监视的结果进行评分，评分结果用三种颜色来区分维护度的状态，红色表示一般，黄色表示良好，绿色表示优异。
通过对维护度的监视，可以更好的提醒专责，进行数据的消缺和完善，让数据更加完整。填报考核功能每月自动生成考核月报，统计一次设备总体情况，实现对每个地市公司的设备表和信息表填报情况进行月度总体评价。图4为淮南八公山变信息表维护度监视图。
图4 八公山变信息表维护度监视
3.2.2参数计算与校验
通过对PI2000和EMS设备参数的同步，完成设备信息的初始化过程，初始化后的设备参数，管理人员可以进行维护，并能够进行设备参数的自动计算。通过参数的自动计算可以提高数据的准确度和工作效率，通过对数据的校验可以降低填报失误率。参数计算包括：线路的电阻，电抗，变压器三侧的正序阻抗和零序阻抗等参数。
另一方面由于这些参数的计算依赖与该设备关联的其它相关参数，如果关联的参数不全，将会导致计算出错或无值，因而可实现对必填项数据的自动校验，提醒用户漏填的但需用以计算的数据，最终保证设备参数的准确性。
3.3 权限管理与消息提醒
3.3.1权限管理
系统具备向不同的管理角色赋予不同的页面访问权限和页面级的按钮功能权限（包括：审核、退回、增加、删除、修改点号等），并且可以设置每个设备表和信息表的数据域的访问权限（包括：可见、不可见、可编辑、不可编辑以及数据域的显示顺序），通过对不同管理角色权限的严格限定，做到了对数据流程管理的精细化。
3.3.2消息提醒
系统根据不同的用户角色，实现对不同数据状态的消息提醒。系统向省调管理人员提醒数据的待审核状态信息，向地调管理人员提醒数据的退回状态信息。
消息提醒的方式有两种：一种是登录系统后，弹出消息提醒框；另一种是通过发送短信进行提醒。通过消息提醒，可以提高管理人员对设备信息数据状态的获取速度和工作效率。
3.4 信息数据横向共享
电网自动化设备信息数据由地调和电厂分散管理，省调需要的数据需通过地调和电厂报送，这种多源管理的方式不利于数据的共享和管理，同时由于各级管理人员必须手动向一区的EMS系统中填写自动化设备信息数据，维护工作量大，工作效率低。
本系统具备将三区新增的自动化设备信息数据手动发送到一区，并对数据进行解析和比较，最终自动录入到一区的EMS系统中；同时一区的数据也可以同步到三区，实现了一区和三区数据的双向交互，达到数据的横向共享，从而保证了一区和三区间数据的一致性。
4 系统特点与应用情况
在本系统建成投运之前，安徽电网自动化设备参数和信息数据需由各地市公司通过邮件方式发送到省调，然后再由省调相关人员将具体数据手动录入到EMS系统中，信息维护工作量大，工作效率低。
通过建设省地一体化自动化设备与信息管理系统实现了自动化设备参数和信息数据的源端集中维护和全网共享，制定了信息表典型模板和点号生成规则，大幅提高了自动化人员数据填报的规范性和准确性，同时通过设备信息数据的维护度监视和考核平台，提高了数据维护人员的工作积极性和工作效率。
省地一体化自动化设备与信息管理系统目前已在安徽省调和全省16个地调以及电厂投入运行。系统业务功能的实用性、数据的准确性、系统操作的简便性、相关功能的扩展性、用户界面的友好性等方面得到了充分的体现，目前该系统运行情况良好，各项功能能够满足用户需求，有效提高了电网自动化运行管理水平。
5 结束语
本文通过对省地一体化自动化设备与信息管理系统功能架构和实施方案的研究，实现全省自动化设备和信息表数据的电子化、集中式管理。今后将在确保调度自动化数据安全的前提下深入研究如何在调度一区和三区间实现数据的双向交互与自动同步，全面实现信息数据的横向共享，为智能调度技术支持系统建设提供强有力的基础数据支撑。