省地县一体化电网调度运行管理系统研究

1、省地县一体化电网调度运行管理系统研究陆 莹南京南瑞集团公司信息通信技术分公司，江苏省南京市 211100Research on Integrated Dispatching Operation Management System of Power Grid over Whole ProvinceLU YingNARI, Nanjing 2111006ABSTRACT: This paper analyses the construction goal of integrated dispatching operation management system of power grid over

2、 entire province, and subsequently discusses the design of whole systemic framework and some key technologies in the realization process. Finally, the function of every module in the system was presented. The integrated dispatching operation management system built according to the thought and schem

3、e has been applied in Jiangsu province. Practical results show that the system has clearly noticeable all-round performance.KEY WORD: Integrated; OMS; Power Grid摘要：分析了构建省地县一体化电网调度运行管理系统的建设目标,阐述了该系统的整体架构设计和实现该系统的若干关键技术,最后介绍了该系统的各个模块功能。以此建设思路和技术方案实现的省地县一体化电网运行管理系统已在江苏省实施，并在实际应用中取得了良好的效果。关键词：一体化；调度运行管理

4、系统；电网1 引言随着电网调度与监控业务的融合，调度机构迫切需要进行业务转型，即从原来仅仅关注电网的宏观全局转变为同时也要关注微观层面和局部设备细节。因此,调度机构相应的流程、模式必须进行调整以适应电网精细化管理要求。调度机构管辖电网规模的不断扩大、业务复杂度的提升以及各级调度之间业务协同需求的增加，客观上也要求通过省、地、县（配）三级调度及监控业务同质化和标准化，实现全省一体化管理。为深入推进“两个转变”，国家电网公司在2010年工作会议上制定了加快建设“三集五大”体系的战略目标，这需要通过OMS (Operation Management System)系统为“大运行”体系提供管理支撑。当

5、前SG-OSS系统正在国调及分中心、各省调开展建设，OMS系统作为SG-OSS系统的重要组成部分，应该能够实现上下级调度机构之间以及与公司其它信息系统之间的数据共享和流程互通，从而适应公司信息化发展需求。 2 总体设计2.1 建设目标 省地县一体化电网调度运行管理系统的建设目标主要包括: (1) 基于智能电网调度技术支持系统（D5000）平台及相关技术标准和规范，建设一体化融合OMS 应用平台。(2) 实现调度生产业务的标准化、规范化和广域流程化管理。(3) 实现电网调度生产中的六大类管理应用（基础信息、生产运行、综合分析与评估、专业管理、内部综合管理及信息展示与发布）。(4) 实现与SG18

6、6 数据中心及ERP 等外部系统的信息共享与交换。2.2 系统架构为实现省地县一体化电网调度运行管理系统的上述建设目标,系统的整体架构设计如图1所示。图1总体架构图Fig 1 General Chart生产控制区（内网）和管理信息区（外网）不能直接联系，必须采用专用物理隔离装置2-3。专用隔离装置分为正向隔离装置和反向隔离装置，从内网到外网采用正向隔离装置，数据单向流通，从外网到内网只能采用反向隔离装置进行通讯。正向隔离装置支持TCP/UDP单向报文传输，返回信息只允许携带一比特报文。反向隔离装置只支持带签名的E语言4格式文本，并且需使用隔离装置厂家提供配套软件监视外网预设目录，将其中符合规范

7、的文件传输到内网预设目录中。（1）硬件：采用高性能国产服务器，包括联想、浪潮服务器及曙光刀片机。通过华东、江苏试点工程的建设，应用软件已实现了在联想、曙光刀片机上的部署及安全稳定运行。（2）操作系统：选用最新版本的国产Linux操作系统（凝思或者麒麟），所有的操作系统能支持实时、多任务运行环境并能有效地利用CPU及外设资源，包括海量存储器和其它硬件设备。通过华东、江苏试点工程的建设，应用软件已实现了在国产凝思及麒麟操作系统上的部署及安全稳定运行。（3）数据库：调度管理应用支持各类主流关系型数据库软件，如达梦、金仓、Oracle、DB2、SqlServer、Sybase等。基于达梦数据库的OMS

8、应用已在建设完成的华东、江苏试点工程进行了部署并实现了安全稳定运行。基于金仓数据库的OMS应用正在华北网调、衡水地调试点工程进行部署。（4）应用软件：OMS应用基于D5000基础平台构建，系统应用架构如图2所示。基础平台是智能电网调度技术支持系统开发和运行的基础，负责为各类应用的开发、运行和管理提供通用的技术支撑，为整个系统的集成和高效可靠运行提供保障。基础平台提供消息总线、服务总线，提供工作流、文件传输、服务管理、告警、报表等公共服务。构建于基础平台之上的统一的业务支撑软件体系为应用功能提供支撑，构成了调度管理类设备运行管理、设备检修管理、电网运行管理等八大应用。图2应用架构图Fig 2 A

9、pplication architecture diagram3 关键技术传统的电力管理信息系统开发方法中，新建系统需要重新做一些重复的类似工作，如基础数据管理、报表统计管理、值班日志等模块。文献1提出基于模板的开发管理信息系统的解决方案，将类似模块开发成组件，以实现在不同管理信息系统中重用。这种组件模板重用由于缺乏统一基础环境及相应扩展规范，故不能适应大型信息管理系统建设的需求。D5000基础平台的推出为省地一体化电网调度运行管理系统建设提供了现实基础。3.1 面向服务架构(SOA)面向服务架构如图3所示，以面向服务架构为基础，可将业务功能以标准服务的方式提供给不同类型的客户端，如WinFo

10、rm程序、浏览器、移动设备等。同时，可按照基于HTTP的SOAP规范访问其它第三方提供的服务，进行异质系统的信息交互和集成。以业务功能作为划分依据，将整个系统分解为数据访问服务、业务对象服务、文件服务、工作流服务、报表服务等来提供业务运行时环境支持。具体服务的接口明确且稳定，功能独立，可被相同规约的其它服务实现取代，体现了面向服务架构中的“服务可替换”原则，便于整个系统的升级和维护。图3 SOA架构Fig 3 SOA chart3.2 分布式多层架构调度管理类应用采用典型的分布式多层应用架构，可集中实现业务逻辑，并能提供更好的性能和可靠性，如图4所示。图4 分布式多层架构Fig 4 Distr

11、ibuted Multilayer Architecture第一层是客户端表现层。应用系统平台同时支持WinForm、浏览器、移动设备类型的客户端。WinForm客户端主要由系统管理员和专职人员使用，如建模工具、操作票等专业应用。WinForm客户端无需配置数据库客户端，只需安装一次应用平台主控系统，以后均可自动升级；能以HTTP通信方式访问远程的应用服务；提供了更为灵活和丰富的用户交互体验。浏览器等轻量级客户端由普通用户使用，可提供日常的业务数据上报、流程处理和信息查询界面。第二层是Web服务层。该层一方面为浏览器客户端提供页面组件的动态布局服务和通信服务；另一方面提供对应用服务访问的包装。

12、Web服务支持群集和负载均衡，增强了可靠性和可伸缩性。第三层是应用服务层。应用平台的所有应用服务程序均部署在此层。客户端和Web服务程序都通过访问此层的应用服务组件执行数据访问和业务逻辑，从而保证了业务的同一性。应用平台的应用服务组件可以WebService或.Net Remoting（局域网内的高效服务调用方式）的方式提供服务，服务之间可相互访问，并且支持服务组件级的负载均衡和故障自动转移。第四层是数据层。应用平台的业务模型存于此层的数据库中。通过使用通用的数据访问层，不需要更改任何代码或程序，便可将业务模型库及其运行时环境运行于各种常见的商用数据库之上，如Oracle、SqlServer、

13、DB2等。3.3 建模组件通过动态建模工具将原始业务需求抽象为业务对象的数据结构、关联关系、权限控制、表现方式等元素存储到自身的业务模型库中，系统建模组件如图5所示。图5 建模组件Fig 5 Modeling of component通过动态建模工具可以将原始业务需求抽象为业务对象的数据结构、关联关系、权限控制、表现方式等元素存储到自身的业务模型库中。建模工具在使用的过程中可以屏蔽底层数据库的差异，支持将一个数据库中的业务模型自动导入到另一个数据库中。 应用运行时环境通过解析由建模工具生成的业务模型，自动拼装业务对象的结构、获取业务对象的数据、实施相关的权限控制、展现预定义或自定义的业务处理界

14、面、执行自定义的业务规则，从而形成完整的业务处理场景。3.4 工作流组件工作流系统基于基础平台的业务流程定义和运行控制系统，采用典型的三层架构，由流程建模工具、流程运行控制引擎和运行处理及监控界面组成。 流程建模工具：提供可视化的方式对多版本流程模板、流程步骤、参与者、处理表单等进行定义，直观便捷，并能快速响应不断变化的业务需求。 流程工作流引擎：负责基于流程模型执行流程实例的启动、迁移、回退、追回、结束等操作。 流程监控工具：可实时监控业务流程运行状态，并对历史数据进行分析，为优化流程和过程重组提供有力的支持。4 应用功能OMS中的模块根据职能分工划分为十大应用：调度门户网站、调度管理互联模

15、块、基础信息管理、调度流程管理、运行值班管理、生产控制管理、专业运行管理、统计分析报表、调度技术培训及调度综合管理。这十大应用不是孤立存在，而是相互依赖、相辅相成的，它们有机地结合在一起组成了完整的电网调度管理体系。（1）调度门户网站调度门户网站，是调度部门对内和对外的信息发布、共享的重要媒介，是公司门户网站的重要组成部分，目的是在调度机构间、调度机构和厂站间、调度机构和相关部门间打造一个规范、完善的信息交互和共享平台。主要内容包括：调度专业动态、电网实时数据展示、新闻发布、公告发布、文档资料管理及发布，并承担了发布实时监控、调度计划、安全校核三大应用的相关信息。门户网站具备信息分级发布、分级

16、权限控制及分级维护等功能，同时具备文字、新闻图片、文档资料等各类信息的上传和下载功能。（2）调度管理互联模块调度管理互联模块是调度机构 “横向互联、纵向贯通” 的信息纽带，是构建上下级调度机构调度管理的纵向贯通及智能调度支持系统与公司其他系统的横向互联的支撑平台。基于E语言文件，可以实现上下级调度管理应用之间的信息、文件互通，支撑报表、数据的上传和下达，以及流程的互联。通过调度管理互联模块横向和SG186等系统实现数据的传输和流程的互联。基于调度管理应用一体化建设，可以逐步统一各级调度的基础数据模型，最终将通过调度管理互联模块实现分布式查询。（3）基础信息管理该应用实现电网调度的调度对象与调度

17、设备的统一管理，与实时监控与预警应用平台、调度计划应用平台和安全校核应用平台共享图形、模型、拓扑及数据。该模块还实现上下级调度机构基础信息的一体化管理，在线实测数据的分布式查询。主要包括：组织机构管理、厂站管理、设备管理、调度系统受令资质管理等。（4）调度流程管理该应用实现上下级调度纵向贯通的流程管理，包括：新设备启动流程、电网设备检修申请流程及电网设备检修计划批复流程。实现调度部门内部跨专业的流程管理，包括：事故处理流程、保护装置和安全自动装置定值单流程、自动化设备检修流程与电路/话路停复役流程。（5）运行值班管理该应用实现调度运行操作一体化管理，集成调度日志管理、调度操作票管理、调度操作管

18、理功能；实现调度日志与水调日志、自动化运行日志、通信运行日志的数据共享，满足调度大值班要求；实现上下级调度系统运行值班模块的互联互通，满足分布式查询要求。通过通用的排班管理模块实现调度值班、水调值班、自动化值班、通信值班的排班管理功能。（6）生产控制管理该应用实现上下级调度机构运行方式的一体化管理、数据共享；实现上下级调度机构发售电计划编制的一体化管理，数据分布式查询；实现稳定管理与安全校核应用平台关联；实现拉限电管理等控制管理功能。主要包括：运行方式管理、发售电计划编制、稳定管理及拉限电管理（7）专业运行管理该应用实现对调度部门各专业运行工作业务支撑，主要包括：调度安全管理、二次设备缺陷管理、继电保护设备投撤管理、安全自动化装置投撤管理、继电保护设备动作评价、安全自动装置动作评价、自动化两票管理、通信的两票管理、中心备品备件管理及安全性评价管理。（8）统计分析报表该应用形成满足各业务需要的统计分析报表。（9）调度技术培训调度技术培训包括：调度考试培训、电力生产基础知识及培训资料及培训计划管理模块。（10）调度综合管理该应用