张 竞， 宁 慧

(雅砻江流域水电开发有限公司，四川 成都 610051)

0 引 言

集控中心坐落于成都市双林路雅砻江公司集控大楼内，已于2012年4月13日正式投运，随着集控中心实现对二滩电站、官地电站、锦屏二级和锦屏一级电站电力生产相关自动化系统的接入，并实现对二滩电站、官地电站、锦屏二级电站的远程控制，公司流域化管理的局面已基本形成。

为满足不同专业、不同业务的生产需求，集控中心建有多个自动化系统，如计算机监控系统、水调自动化系统、电能量管理系统、继电保护及故障录波管理系统等。各系统无论从操作系统、开发语言、通信协议直到数据存储不尽相同，各个系统对电力生产数据的重复维护容易造成数据的不一致和不完整。多个信息“孤岛”的存在，也为实现电力二次系统之间的信息共享、提供面向用户需求的企业级集成应用造成了困难。并且，随着接入电站节点的增加、时间的累积，存储在电力生产数据交换平台的计算机监控信息、电能量、水情气象等电力生产数据将会出现一个迅速增长的态势。集控中心作为电力生产数据的汇聚中心，有必要对流域电力生产数据管理及应用现状进行分析。

1 数据需求及目标分析

在流域电力生产中，通常会有以下数据应用需求：

(1)集控中心内部生产业务系统之间的数据交换；

(2)集控中心同各电站间生产数据交换；

(3)公司总部、集控中心需要的各电站生产信息汇聚；

(4)公司外部相关单位需要展现的生产信息汇聚。

为解决上述需求，使各个系统数据能够方便地相互进行交换，实现电力生产数据的统一维护与管理，需建立一套数据交换平台系统。根据需求，确定系统建设目标：

(1)建立数据存储与管理中心对各系统数据进行统一存储与管理，形成统一、集中的生产数据集市；

(2)采用使用中间件技术实现跨安全分区的异构系统之间透明的数据交换，建立完善的数据共享体系，打破信息孤岛，为各系统提供数据服务；

(3)根据长期的历史数据，根据数据粒度的不同生产决策提供数据支持以提供充分的数据支持；

(4)建立数据仓库，为数据挖掘提供数据金矿。

根据建设目标确定数据交换平台系统的总体方案为：在内交换平台(I、Ⅱ区)、数据集成平台(Ⅲ、Ⅳ区)分别建设一个以IEC 61970/61968系列标准为基础，构筑基于CIM/CIS/UIB标准之上的具备开放式信息集成能力的数据交换系统，采用基于面向对象的应用开发体系(如下图所示)：

2 数据管理相关技术

图1 系统架构图

流域各电力生产二次系统己经形成大量的生产数据资源，要做到数据集成共享，最主要是要解决数据源的数据量大、动态变化、动态分布、数据格式多样等问题。需采用相关数据管理技术，整合流域各电站核心二次系统的生产信息资源，建立了统一的生产数据集市，相关技术有：

(1)元数据管理。电力生产数据的元数据由业务元数据和技术元数据构成。其中技术元数据是由信息模型以及其对应的数据库结构相关的描述(包括字段、表、视图等)、数据字典定义、数据提取、转换规则、数据源定义、接口定义描述、编码规范定义等构成。业务元数据主要是数据来源和访问数据的原则，使用者相关业务术语对应的对象名，属性名和数据模型以及分析方法。

(2)统一对象编码。若建设统一的数据交换平台，则要依照编码规则实时的更新。电力生产数据交换平台和其他的各个应用程序之间数据共享和交换基于唯一的对象编码。对象编码规则可由元数据管理工具统一管理。

(3)数据整合交换。电力生产数据整合是在数据平台信息模型的基础上，依照数据存储模式使不同电力生产二次系统中的数据实现统一存储。通过数据导入、数据交换、数据转换、抽取、加载框架，把不同的业务数据整合到其共享的数据库中，通过使用标准的访问接口，使数据交换任务全方位地实现。

(4)数据采集。数据的采集系统是数据平台的输入部分。而数据源是流域各电力生产二次系统所提供的数据文件和报文，或是经过传输系统传输的数据。数据采集系统一般是正向映射，采集系统处理完成后的数据，将存入后台存储系统。

(5)数据传输。数据传输系统是用来完成各电力生产二次系统全系统中数据的横向和纵向两个方面的传输。数据传输系统主要有如下功能：纵向上统一跨越上下级；横向上统一穿越安全区；统一进行传输中所需的身份验证和加解密等过程处理；统一实现传输服务质量保障等。一般情况下，数据传输还支持数据报文等高要求的数据传输方式。

(6)数据处理。数据处理是为了形成更加有层次的、立体的综合数据模型，便于后面报表的生成、统计分析和数据的挖掘。数据处理主线包括对象轴、属性轴、时间轴等属性。对于复杂的数据，可利用较为灵活的脚步技术来定义和描述，定义结果是通过对应的脚本引擎执行。

(7)数据挖掘。电力生产数据交换平台保存了大量电力生产历史数据，这些数据中往往隐含着各种各样有用的信息，而仅仅依靠数据库的查询检索机制和统计学方法又很难获得这些信息，必须应用数据挖掘技术从海量数据中找出隐藏的知识。

3 集控中心电力生产数据交换平台现状

目前，雅砻江流域电力生产数据交换平台已完成I期建设：搭建了基础硬件平台、软件平台，实现了计算机监控系统、电能量采集系统、水调自动化系统、短信平台系统、机房环境监控系统的接入，并对已接入数据进行了标准化建模、编码、关联，同时实现了与公司总部的数据交互。按照采集频度将数据分别存储进实时数据库和历史数据库，形成以实时数据库和历史数据库为载体的数据平台。实现了接入数据的WEB展示及数据查询功能、集控中心报表服务功能、元数据存储管理、数据质量管理、系统管理维护功能。

3.1 软硬件平台搭建

在项目I期已实现了雅砻江流域电力生产数据交换平台的硬件平台、软件平台搭建(见图2)。

图2 系统软硬件架构图

3.2 数据采集整合

目前以实现对部分电力生产数据的采集和整合，并按照标准IEC 61970/61968 CIM格式模型进行数据的转换、清洗和关联，保存到雅砻江流域电力生产数据交换平台的历史数据库中，并最终在安全III区形成面向电力生产的主题数据库。

3.3 数据访问接口

为水调自动化系统、短信平台系统、电力生产管理信息系统提供ODBC数据接口，为生产经营部电量分析系统提供WEBSERVICE接口，这些数据接口均可方便配置。

3.4 数据集市

将各异构系统的数据按照统一的模型建模，并按照统一规范和统一编码进行存储和整合，用于存储的数据库有实时数据库和关系数据库两种，利于统一对外提供各种数据信息服务。

3.5 数据应用展现情况

雅砻江流域电力生产数据交换平台以EXTJS为平台搭建了一套WEB发布系统，对监控、水调、电量等电力生产基本数据进行了展示，

(1)数据查询。电力生产数据交换平台现网页上可以进行电能量系统数据、水调自动化系统数据(水位、流量)进行自助查询；通过eDNA插件可以对eDNA实时数据库中的监控数据进行查询和趋势分析。

(2)系统监视。电力生产数据交换平台在网页上可以实现仿电站计算机监控系统(已实现二滩、官地、锦东、锦西4个电站的计算监控系统的接入)以及机房动力环境的的准实时监视。

(3)报表服务。利用Ireport报表工具实现了二滩电站、官地电站、锦屏一级、锦屏二级电站生产报表自动生成功能，并嵌入WEB页面以供查询和下载使用。

图3 系统及GIS主界面

图4 电站及机房动力环境监控web界面

4 系统平台及应用现状的几点思考

目前，电力生产数据应用主要有数据交互、数据查询，数据展示和生产统计报表等初级功能，对三维地理信息平台、KPI对标平台、手机移动应用，以及数据挖掘技术在负荷预测、水文预报(径流预测，洪水测报等)、水库调度等为梯级水库群水电联合优化调度提供决策支持等高级功能均有待研究和开发。

同时，数据平台的系统架构采用SAN构架集中存储，并使用数据内置或外置的磁带机进行冷备份，备份磁带同时也在机房中统一管理，数据备份仍然使用较为陈旧的磁带库备份方式，当系统出现故障时数据备份及恢复时间较长。并且，国家电力行业相关规范已规定保护等级在3级以上的重要系统，应建立异地容灾备份中心，提供业务应用的实时无缝切换〔1,2〕。容灾备份在电力行业在已得到日益重视，国家电网公司、部分省网公司、少数电力企业等单位数据中心均陆续建设了完备的容灾备份系统〔3-5〕。电力生产数据交换平台保护等级属3级以上系统，因此，电力生产

数据交换平台的容灾备份是数据平台后续建设中必须关注的重点问题。

参考文献：

[1] 关于印发《电力行业信息系统等级保护定级工作指导意见》的通知.电监信息[2007]44号

[2] 关于印发《电力行业信息系统安全等级保护基本要求》的通知.电监信息[2012]62号

[3] 王德文.基于云计算的电力数据中心基础架构及其关键技术.电力系统自动化，2012.11

[4] 张瑜.内蒙古电力信息系统容灾中心建设及应用分析.内蒙古电力技术,2012.6

[5] 刘平光.防患于未然——北方电力本地/异地容灾系统建设的实践.中国电力企业管理,2009.12