基於電網GIS的多業務系統信息融合電網可視化方法與流程
2023-05-03 14:16:11
本發明涉及智能電網數據融合技術領域，具體涉及一種基於電網GIS的多業務系統信息融合電網可視化方法。
背景技術：
由於歷史原因，目前，電力系統中生產管理系統和營銷管理系統各自維護數據，營銷管理系統中使用的配網設備信息（如：變電站、線路、配變），與生產管理系統中的設備臺帳信息不對應，阻礙了各業務信息融合的步伐，影響了一些綜合應用的開展。同時，隨著國電電網公司對智能電網的建設推廣，隨著智能電網涵蓋發、輸、變、配、用、調六大環節建設內容的全面實施，電網各環節中所覆蓋的數據信息量以指數形式增長，對於電網運行管理人員而言不僅需要掌握當前電網整體及各環節運行態勢，而且對於各類數據集中呈現形式的直觀性、實時性、準確性和可操作性提出了更進一步的要求。
目前，在電力系統已嘗試建設的電網綜合可視化均以二維形式為符號化、抽象化的對數據進行綜合分析為主，使用和操作極不方便，為彌補當前系統普遍存在的不足，迫切需要開發按一套在梳理電網各環節的關鍵信息基礎上，使電網運行管理人員可直觀、準確、全面掌握當前電網整體運行態勢，並為運行管理決策提供智能輔助支撐作用的可視化平臺。
技術實現要素：
本發明的目的是克服現有的電網綜合可視化均以二維形式為符號化、抽象化的對數據進行綜合分析為主，普遍存在的不足的問題。本發明的基於電網GIS的多業務系統信息融合電網可視化方法，通過梳理智能電網各環節業務流程和數據模型，並在此基礎上進行數據的深度挖掘、分析和綜合展示，以更加智能、豐富的電網可視化監測、告警和分析方式，幫助生產運行和管理人員更加全面、直觀、有效地掌握電網實時運行態勢，進而實現對公司運行管理決策的智能輔助支撐，具有良好的應用前景。
為了達到上述目的，本發明所採用的技術方案是：
基於電網GIS的多業務系統信息融合電網可視化方法，其特徵在於：包括以下步驟，
步驟（A），利用信息交互總線獲取智能電網輸電、變電、配電、用電、調度、通信六大業務環節的信息；
步驟（B），以展示和應用的方式，建立包括電網GIS全景模擬、電網運行狀態監測、配網運行狀態監測、用電能效服務監測、清潔能源應用、停電管理應用的可視化平臺。
前述的基於電網GIS的多業務系統信息融合電網可視化方法，其特徵在於：步驟（A），利用信息交互總線獲取智能電網輸電、變電、配電、用電、調度、通信六大業務環節的信息，包括以下步驟，
（A1）利用布置在III區的配電自動化主站鏡像同步資料庫伺服器，獲取生產控制系統和管理信息系統中相關運行和管理信息，其中，調度系統數據通過跨越生產控制大區和管理信息大區的IEB信息交換總線獲取；生產管理系統、國網地理信息系統、國網營銷管理系統、95598系統和用電信息採集系統的數據通過企業服務總線獲取後，再經IEB信息交互總線進入配電自動化主站系統資料庫；
（A2）通過鏡像同步資料庫伺服器可直接獲取配電自動化系統的數據；
（A3）電網停電管理應用模塊、電壓合格率管理系統、清潔能源管理系統的數據經IEB信息交互總線獲取。
前述的基於電網GIS的多業務系統信息融合電網可視化方法，其特徵在於：步驟（B），所述電網GIS全景模擬、的數據信息來源包括調度主站系統EMS、生產管理系統PMS、地理信息系統GIS、配電自動化系統DMS、用電信息採集系統、營銷管理系統。
前述的基於電網GIS的多業務系統信息融合電網可視化方法，其特徵在於：步驟（B），所述電網運行狀態監測的數據信息來源包括調度主站系統EMS、生產管理系統PMS、用電信息採集系統、地理信息系統GIS。
前述的基於電網GIS的多業務系統信息融合電網可視化方法，其特徵在於：步驟（B），所述配網運行狀態監測的數據信息來源包括調度主站系統EMS、配電自動化系統DMS、生產管理系統PMS、地理信息系統GIS、用電信息採集系統、配網停電管理應用模塊、營銷管理系統。
前述的基於電網GIS的多業務系統信息融合電網可視化方法，其特徵在於：步驟（B），所述用電能效服務監測的數據信息來源包括調度自動化系統EMS、用電信息採集系統、營銷管理系統、智能小區用能管理系統、互動化營業廳管理系統。
前述的基於電網GIS的多業務系統信息融合電網可視化方法，其特徵在於：步驟（B），所述清潔能源應用的數據信息來源包括調度自動化系統、清潔能源管理系統、氣象系統。
前述的基於電網GIS的多業務系統信息融合電網可視化方法，其特徵在於：步驟（B），所述停電管理應用的數據信息來源包括生產管理系統PMS、地理信息系統GIS、用電信息採集系統、營銷管理系統。
本發明的有益效果是：本發明的基於電網GIS的多業務系統信息融合電網可視化方法，通過梳理智能電網各環節業務流程和數據模型，並在此基礎上進行數據的深度挖掘、分析和綜合展示，以更加智能、豐富的電網可視化監測、告警和分析方式，幫助生產運行和管理人員更加全面、直觀、有效地掌握電網實時運行態勢，進而實現對公司運行管理決策的智能輔助支撐，具有良好的應用前景。
附圖說明
圖1是本發明的基於電網GIS的多業務系統信息融合電網可視化方法的流程圖。
具體實施方式
下面將結合說明書附圖，對本發明作進一步的說明。
如圖1所示，本發明的基於電網GIS的多業務系統信息融合電網可視化方法，包括以下步驟，
步驟（A），利用信息交互總線獲取智能電網輸電、變電、配電、用電、調度、通信六大業務環節的信息，具體包括以下步驟，
（A1）利用布置在III區的配電自動化主站鏡像同步資料庫伺服器，獲取生產控制系統和管理信息系統中相關運行和管理信息，其中，調度系統數據通過跨越生產控制大區和管理信息大區的IEB信息交換總線獲取；生產管理系統、國網地理信息系統、國網營銷管理系統、95598系統和用電信息採集系統的數據通過企業服務總線獲取後，再經IEB信息交互總線進入配電自動化主站系統資料庫；
（A2）通過鏡像同步資料庫伺服器可直接獲取配電自動化系統的數據；
（A3）電網停電管理應用模塊、電壓合格率管理系統、清潔能源管理系統的數據經IEB信息交互總線獲取；
步驟（B），以展示和應用的方式，建立包括電網GIS全景模擬、電網運行狀態監測、配網運行狀態監測、用電能效服務監測、清潔能源應用、停電管理應用的可視化平臺，
所述電網GIS全景模擬、的數據信息來源包括調度主站系統EMS、生產管理系統PMS、地理信息系統GIS、配電自動化系統DMS、用電信息採集系統、營銷管理系統，以電網GIS地理信息數據為基礎，構建某個供電轄區電力設施全景分布圖，包括變電站、地下管線走向、設備周圍環境等信息，實現地理信息系統、航拍影像和電網城市配電網場景的三者的無縫集成，在電力設施全景分布圖上進行漫遊，精確定位到相應電力設備，實現對設備屬性數據以及運行狀態信息的查詢，具體實現過程為，
（1）取自地理信息系統的數據有基於GIS的電力設施走向、落點，標準控制項調用；
（2）取自生產管理系統的數據有輸電線路屬性（線路名稱、架空線路、電壓等級、運行單位、資產單位、資產性質、維護班組），變電站屬性信息（名稱、類型、電壓等級、所屬地市、運行狀態、資產性質、資產單位、運行單位、維護班組）主變屬性信息（投運時間、容量、型號規格、設備缺陷、聯結組標號、電壓比），杆塔屬性信息（杆塔編號、杆塔名稱、運行單位、維護班組、運行狀態、資產單位）、配電線路屬性（線路名稱、架空線路、電壓等級、運行單位、資產單位、資產性質、維護班組）；
（3）取自調度自動化系統的數據有輸電線路電流（A相/B相/C相）、負荷有功、負荷無功，變電站開關有功功率、無功功率、電流（A相/B相/C相），變電站母線電壓（AB相線電壓/BC相電壓/CA相電壓/A相電壓/B相電壓/C相電壓）；
（4）取自配電自動化系統的數據有變壓器高壓側電流、高壓側有功、高壓側無功、高壓側電壓幅值（A相/ B相/C相）、高壓側電流幅值（A相/ B相/C相）、低壓側電壓幅值（A相/ B相/C相）、低壓側電流幅值（A相/ B相/C相）。
所述電網運行狀態監測的數據信息來源包括調度主站系統EMS、生產管理系統PMS、用電信息採集系統、地理信息系統GIS，通過對主網線路、變電站等運行數據的監測，實現電網運行狀態的集成統計分析，發現配電網異常情況，並提供異常信息告警、追溯等功能，便於運行人員及時發現及處理電網異常故障，具體實現過程為，
（1）取自地理信息系統的數據有基於GIS的線路走向、變電站落點，標準控制項調用；
（2）取自調度自動化系統的數據有35kV及以上變電容量、線路長度、變電站數量，地區電網頻率、供電可靠率、電壓合格率、綜合線損率，地區當日實時負荷（今年、去年），當月日均負荷（今年、去年），當前重載/過載35kV及以上主變數、線路數，當前母線電壓越限35kV及以上變電站數；線路當年月最高負荷、當前負載率，變電站主接線圖（含各類線路、母線、變壓器、開關設備實時運行數據）、主變當月日最高負荷（年最大、月最大）、主變當前負載率、主變過載/重載線路；
取自生產管理系統的數據線路當年月度故障停電次數（今年、去年）、當年月度計劃停電次數（當年、去年）、線路屬性（投運時間、線路長度、架空長度、電纜長度、導線型號、設備缺陷），主變屬性信息（投運時間、容量、型號規格、設備缺陷、聯結組標號、電壓比）；
（3）取自電能質量監測系統的數據有電能質量監測對象統計指標數據（優、良、差、離線）、監測點電流/電壓諧波總畸變率（A相、B相、C相）、電壓波動率；
所述配網運行狀態監測的數據信息來源包括調度主站系統EMS、配電自動化系統DMS、生產管理系統PMS、地理信息系統GIS、用電信息採集系統、配網停電管理應用模塊、營銷管理系統，通過對配網線路、配變設備等運行數據的監測，實現配網運行狀態的集成統計分析，發現配電網異常情況，並提供異常信息告警、追溯等功能，便於運行人員及時發現及處理電網異常故障，輔助判斷降低配電網能效的線損分布區域，實現漏電情況監測，具體實現過程為，
（1）取自地理信息系統的數據有基於GIS的線路走向、設備、電能質量監測對象落點，標準控制項調用；
（2）取自配電自動化系統的數據有包括線路當日實時整點電流（A相、B相、C相）、當日實時整點有功功率、實時線損、當月日線損率、當日電流極大值、主接線圖，重載/過載數據統計（變壓器、線路）；
（3）取自用電信息採集系統的數據有配變低壓側當月日電量（有功、無功）、低壓側當月日臺區線損率、低壓側當日實時整點電流監測（A相、B相、C相）、整點電流最大值；
（4）取自電能質量監測系統的數據有電能質量監測對象統計指標數據（優、良、差、離線），監測點電流/電壓諧波總畸變率（A相、B相、C相）、電壓波動率；
（5）取自生產管理系統的數據有供電可靠率（RS-1、RS-2、RS-3）、電壓合格率（綜合、A類、B類、C類、D類）、線路屬性信息（投運時間、總長度、架空長度、電纜長度、導線型號、供電方式）、線路所轄設備（配變臺數、開關數目、專變臺數、公變臺數）、配變屬性信息（所屬線路名稱、變壓器型號、聯結組別）；
（6）取自配網停電管理模塊的數據有當前配網停電概況（當前故障停電電路總數、當前計劃停電線路總數、當前停電受影響戶數）；
所述用電能效服務監測的數據信息來源包括調度自動化系統EMS、用電信息採集系統、營銷管理系統、智能小區用能管理系統、互動化營業廳管理系統，分析地區整體、重要用戶、智能小區用能情況，便於監視與分析配網能效情況，具體實現過程為，
（1）取自地理信息系統的數據有基於GIS的重要用戶、小區落點，標準控制項調用；
（2）取自調度自動化系統的數據有地區當日整點實時負荷、當月日總用電量、月日最大/最小負荷、當日最高負荷、當日最低負荷、當年月總用電量、年度總計電量；
（3）取自用電信息採集系統的數據有重要用戶當日整點實時負荷、月度峰谷平用電佔比、當月日最大/最小負荷曲線、當日最高負荷、當日最低負荷、峰谷差年均負荷、當年月總用電量、年度總計電量、當日整點實時有功/無功功率因數；
（4）取自智能小區管理系統的數據有智能小區樣板間當日整點實時負荷、月度峰谷平用電佔比、當月日最大/最小負荷曲線、當日最高負荷、當日最低負荷、峰谷差年均負荷、當年月總用電量、年度總計電量、當日整點實時有功/無功功率因數；
（5）取自營銷管理系統的數據有地區當年行業分類用電統計，地區當年月總用電費、年度總計電費，重要用戶當年月總電費、年度總計電費，智能小區樣板間當年月總電費、年度總計電費；
所述清潔能源應用的數據信息來源包括調度自動化系統、清潔能源管理系統、氣象系統，清潔能源發電運行情況、電能質量，便於運行人員整體掌握、實時關注清潔能源對電網的影響，具體實現過程為，
（1）取自地理信息系統的數據有基於GIS的清潔能源落點，標準控制項調用；
（2）取自調度自動化系統的數據有地區當月日總發電量/上網電量、當年月總發電量/相應的碳減排量、清潔能源裝機容量、裝機容量比例、清潔能源近五年年度累計發電量，
（3）取自清潔能源管理系統的數據有風力發電累計統計（包括累計發電量、累計碳減排量）、各風力發電機組出力、當月日上網電量曲線（包括最大值、最小值）、當日整點實時發電總量（包括最大值、最小值）、當月日發電量（包括最大值、最小值）、當月日碳減排量（包括最大值、最小值），光伏發電累計統計（累計發電量、累計碳減排量）、各光伏發電組件出力、當日整點實時發電量預測（預測發電量、實際發電量）、當月日發電量預測（預測發電量、實際發電量）、當月日碳減排量預測（預測發電量、實際發電量），水力發電累計統計（累計發電量、累計碳減排量）、各風力發電機組出力、當月日上網電量曲線（包括最大值、最小值）、當日整點實時發電總量（包括最大值、最小值）、當月日發電量（包括最大值、最小值）、當月日碳減排量（包括最大值、最小值），當日實時三相電壓短時閃變（A/B/C相）、當日實時三相電壓長時閃變（A/B/C相）、當日實時電流不平衡度、當日實時整點電流諧波總畸變率、當月電流諧波總畸變率；
（4）取自天氣系統的數據有環境監測（溫度、溼度、風速、風向、光照度、輻射瞬時值、累計輻射時間、日累計輻射值、降水量
所述停電管理應用的數據信息來源包括生產管理系統PMS、地理信息系統GIS、用電信息採集系統、營銷管理系統，對停電業務進行全過程閉環監視，顯示停電的原因及具體信息，可以定位展示某一停電事件區域，並能夠提供針對停電事件的綜合統計分析；利用實時信息，在地理圖中顯示故障位置和周邊可用的搶修隊及所具備的應急能力（應急半徑、人員配備、物料配備等），從全局角度展示生產搶修指揮管理整體情況，並可分別展示各生產搶修區域詳細狀態，具體實現過程為，
（1）取自地理信息系統GIS的數據有標準控制項調用；
（2）取自生產管理系統的數據有計劃停電影響設備屬性數據、計劃停電開始/結束時間、計劃停電主要用戶、總戶數；
（3）取自用電信息採集系統的數據有有功/無功電量、有功/無功功率、三相電壓、三相電流；
（4）取自配網停電管理模塊的數據有實時停電總戶數、各類停電實時處理狀態、搶修人員、車輛、物資工作狀態所處位置及運行軌跡、戶均計劃/故障停電時間、年度停電重要用戶數、重要用戶累計停電時間、年度電話報修數、年度受影響戶數、平均故障處理時間；
（5）取自營銷管理系統的數據有停電用戶屬性數據（編號、名稱、地址、所屬臺區等）、故障工單信息；
綜上所述，本發明的基於電網GIS的多業務系統信息融合電網可視化方法，通過梳理智能電網各環節業務流程和數據模型，並在此基礎上進行數據的深度挖掘、分析和綜合展示，以更加智能、豐富的電網可視化監測、告警和分析方式，幫助生產運行和管理人員更加全面、直觀、有效地掌握電網實時運行態勢，進而實現對公司運行管理決策的智能輔助支撐，具有良好的應用前景。
以上顯示和描述了本發明的基本原理、主要特徵及優點。本行業的技術人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明精神和範圍的前提下，本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發明範圍內。本發明要求保護範圍由所附的權利要求書及其等效物界定。