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标题 电网调度多数据源接入适配研究
范文 杨立波　周胜利　许国成


摘要：基于一种具有不同语法与语义特性的多源元数据解析成为应用所需要的格式和语义的元数据的适配研究，进而实现适合于电网业务信息应用的更加强大和灵活的数据网格。在构建河北“电网运行安全可视化监控和信息直播系统”的过程中，所提出的多源元数据适配策略和电网业务信息网格的相关技术在实用性和有效性等方面得到了验证，证明了多源元数据适配器策略在整合多源元数据和构建面向电网业务信息应用的数据网格的可行性和高效率。
关键词：元数据 适配技术 多数据源
国家电网公司以智能电网和“三集五大”信息化建设为重心，规范管理、深化应用、创新研究、全面推进，且各项工作取得已经了新进展。
近些年来，随着科学技术的不断进步，国家电网系统的功能也日趋完善，需要信息量也变得十分庞大，为满足当下信息处理的要求，国家电网公司必须以多数据源接入适配策略作为支持，这样一来，处理后的信息就变得更加精确、可靠，还可以实现数据信息的共享。多数据源接入适配效果是电力系统和自动化系统的重要组成部分也是衡量系统性能的重要指标之一。因此开展电力系统通用多数据源接入适配研究来完善系统功能建设是非常有意义的。
1.电网调度数据的构成
电网调度数据中心的逻辑结构如图所示：
由上图可知，其逻辑结构主要分为三个部分，即数据获取、数据管理和数据使用。数据获取方式有两种，一种是直接采集抽取数据，还有一种则是通过数据交换平台收集数据。二者最终都要进行数据的分类、筛选、转换等相关的一系列操作之后，将处理的数据加载到数据管理层的主题数据库和数据仓库中，最后使数据信息发挥有效作用。在数据管理中，主要实现的是数据储存和数据管理功能，利用数据资源管理平台进行元数据管理和信息编码管理操作。而在数据的使用部分则是将数据进行展示，对用户和系统进行必要的管理，以便科学合理的对数据资源进行展现，并且在此部分还具有很强的安全保护作用，是电网调度数据中心必不可缺的一个部分。
电网调度数据处理的数据类型可分为三类：业务数据、综合服务信息和决策信息。这三类数据都发挥着各自的作用，同时也在电网调度中扮演着重要角色。其功能简要概括为以下几点：
第一，数据的手机抽取和数据管理，包括生产管理、调度运行、安全、环保等一系列数据。实时相连，实时更新；
第二，采集和管理覆盖电网调度流程办公数据。实时生成各类信息并进行存储；
第三，综合服务信息主要是为调度电网生产、管理、决策各环节服务信息数据；
第四，抽取和管理为电网调度生产、管理、决策服务的“决策信息”，实现数据仓库中业务数据和辅助分析的汇总、展现、分析和挖掘；
第五，基于统一数据模型的全局数据字典、业务数据编码规范等标准，解决各专业系统间相同业务指标的一致性问题。
2.多数据源接入适配研究的策略和原则
在多数据源接入适配研究时，一定要遵从两个保障的策略和原则。一要保障数据的可靠性、一致性，并且有效的实现数据共享；二要保障数据的精确性和实时有效性。
2.1数据的可靠性
数据在获取时主要是利用自行开发的实时库和大型商用数据库开发的离线库，这二者都能够有效保证数据的可靠性。
2.2数据的一致性
数据的一致性数据修改后或转换后系统中的各部分仍保持一致。
2.3实现数据共享
数据共享是指数据可以在整个系统内和各个子系统内共用，而且数据与程序之间有明显界线，假如数据被删减或修改后，而程序可以保持不变。如下图所示：
2.4适配策略
根据上述适配原则我们知道，必须要遵循两个保障，那么怎样的适配策略才符合两个保障呢？笔者认为有两种方式，第一要独立于各个子系统，建立起包含所有信息的通用的适配模型；第二是要结合各自子系统开发一种分布式通用数据适配模型。
3.适配模型的建立
3.1模型建立的必要性
适配模型的建立有助于对系统进行全面的管理和设计，对电网调度具有较大的积极作用。其优势可概括为以下几点：
第一，适配模型包括了对象数据的完整描述，使数据信息更加具体，与传统的其他数据描述类型相比则是更胜一筹；
第二，适配模型可以建立统一的数据视图、数据描述方法，从而更有利于电网调度；
通过数据适配模型，便于各应用系统之间数据集的交换和共享，方便业务分析和决策随时获取共享数据；
第三，适配模型可以提供更大的灵活性，方便未来应用的扩展；
第四，适配模型有效解决了多个应用系统之间的多个接口问题；
第五，通过多数据源的元数据的统一描述，确保数据的描述的唯一性，达到一致性；
第六，适配模型可以提高数据的及时性、准确性，保障了业务系统可以持续应用。
3.2模型功能分析
目前适配模型已经得到广泛应用，它的功能是显而易见的。主要可以进行数据收集、系统监视和控制、系统性能分析（高级应用）和能量管理、生产管理和办公自动化及信息管理等。
3.3数据信息的分类
众所周知，系统的性能主要决定了数据信息的种类。现今，信息主要可分为系统基础信息、历史数据信息、图表资料信息高级应用软件信息等。
从数据的应用角度而言，系统中的各个子系统的功能各不相同，然而却仍有大量数据是公共资源，已成为共用信息。要保证所有数据一致性和共享性，一是各子系统数据要具备基本统一数据结构，二是要考虑共用和交叉数据的共享性。
3.4适配模型设计
电力系统的数据结构具有层次关系型的结构，从全局到厂站具有层次关系，而厂站基本信息到各具体数据是一对多的关系。
3.4.1基本信息库（数据结构或数据字典）。描述层次关系及基本信息，包括全局汇总、区域汇总和厂站汇总信息等。
3.4.2实时数据库。包括遥测、遥信、脉冲量、遥控、遥调和报警信息等。
3.4.3设备及其参数信息库。包括发电机、变压器、线路、母线、电容器、电抗器、负荷、断路器和继电保护信息等。
3.4.4历史数据库。主要存放分钟、整点等累计信息及日、月、年等统计信息，为历史曲线及统计报表等提供数据。
3.4.5图形信息库。包括图元、图形静态、图形动态、图形定位和图形基本信息（即图形的汇总信息等）。
3.4.6高级应用数据库。包括网络拓扑库、状态估计库、实时潮流库、负荷控制库和网络分析库等。
3.4.7信息管理库。如生产管理、输电、配电和用电管理等。
4.电网运行安全可视化监控和信息直播系统的应用
应用上述电力系统多数据源适配的策略和原则，以及适配技术对数据分类及结构设计方法，结合河北电网运行安全可视化监控和信息直播系统。该适配策略可以形成实时数据和离线数据。该系统基本达到了数据一致性、共享性、实时性、及与程序严格分离的设计目标，通用性好，实际运行情况良好。
参考文献：
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更新时间：2025/3/17 7:04:13