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編者按：本文主要從引言；智能電網(wǎng)信息化概述；智能電網(wǎng)的信息集成；智能電網(wǎng)信息集成平臺框架；結語進行論述。其中，主要包括：智能電網(wǎng)是當今世界電力系統(tǒng)發(fā)展變革的最新動向、智能電網(wǎng)(SmartGrid)目前雖無明確統(tǒng)一的定義、信息流不再是電力流和業(yè)務流的輔助工具、智能電網(wǎng)信息集成、智能電網(wǎng)信息集成目標、分別安裝和開發(fā)了實現(xiàn)不同功能的應用系統(tǒng)、智能電網(wǎng)數(shù)據(jù)主要是生產(chǎn)數(shù)據(jù)和管理數(shù)據(jù)、異構數(shù)據(jù)集成的目的是為了將不同的數(shù)據(jù)源數(shù)據(jù)整合在一起、信息模型是描述特定實物的數(shù)據(jù)結構、智能電網(wǎng)信息集成平臺中形成CIM語義層進行模型統(tǒng)一化、信息應用層包含的是集成后的數(shù)據(jù)應用的業(yè)務流程等，具體請詳見。

論文摘要:智能電網(wǎng)是當今世界電力系統(tǒng)發(fā)展方向，也是我國電網(wǎng)升級改造的目標。針對我國現(xiàn)有電網(wǎng)管理的應用程序及系統(tǒng)呈現(xiàn)分布式和異構等特點，從國內(nèi)外智能電網(wǎng)信息集成技術的研究現(xiàn)狀出發(fā)，分析現(xiàn)有電網(wǎng)信息集成的不足以及智能電網(wǎng)信息集成的要求，提出智能電網(wǎng)異構信息集成框架的方案。

論文關鍵詞:智能電網(wǎng);信息集成;公共信息模型:CLS;平臺

0引言

智能電網(wǎng)是當今世界電力系統(tǒng)發(fā)展變革的最新動向，是節(jié)能減排、可持續(xù)和諧發(fā)展的必然要求。依托信息技術徹底改造現(xiàn)有的能源利用體系，改變電網(wǎng)的發(fā)展模式，提升電網(wǎng)的控制管理能力，密切電網(wǎng)與社會的關系，對于我國來說，具有重要的戰(zhàn)略意義。信息化是發(fā)展建設統(tǒng)一堅強智能電網(wǎng)的基礎和保障。對于智能電網(wǎng)而言，信息不僅是電網(wǎng)控制和電網(wǎng)企業(yè)管理的手段，而且更是引領了新的電網(wǎng)發(fā)展方向和發(fā)展模式，而信息集成是智能電網(wǎng)信息建設的主要基礎工作和關鍵技術。

1智能電網(wǎng)信息化概述

1．1智能電網(wǎng)

智能電網(wǎng)(SmartGrid)目前雖無明確統(tǒng)一的定義，但卻都有一個共通的基本思想，即智能電網(wǎng)是電網(wǎng)技術和智能信息網(wǎng)絡系統(tǒng)相結合的產(chǎn)物。智能電網(wǎng)需要在創(chuàng)建開放的系統(tǒng)和建立共享的信息模式的基礎上，整合系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)，利用強大、高效的信息管理系統(tǒng)，提高電網(wǎng)的抗沖擊能力和自愈功能，優(yōu)化電網(wǎng)的運行和管理，做到供用電工作的安全、經(jīng)濟、可靠，進一步促進電網(wǎng)與社會的和諧、友好。

1．2智能電網(wǎng)信息技術特點

對電網(wǎng)企業(yè)而盲，信息流不再是電力流和業(yè)務流的輔助工具，而是電網(wǎng)企業(yè)的控制中樞和神經(jīng)系統(tǒng)，是電力企業(yè)最有價值的資源。智能電網(wǎng)通過信息網(wǎng)絡采集和傳輸電網(wǎng)狀態(tài)信息和調度人員的命令信息，完成對電網(wǎng)的監(jiān)控；通過及時連接的網(wǎng)絡互動，實現(xiàn)智能電網(wǎng)調度決策的智能化和調度指令執(zhí)行的自動化，使電網(wǎng)具有較強的抵御風險能力和自愈功能，整體提高電網(wǎng)的綜合效率。

2智能電網(wǎng)的信息集成

2．1智能電網(wǎng)信息集成

信息集成需要解決的是企業(yè)經(jīng)營活動所覆蓋區(qū)域內(nèi)復雜的、分布的、異構的信息資源的交換、轉換、集成與共享。智能電網(wǎng)作為大型應用系統(tǒng)，進一步地對電網(wǎng)的各種生產(chǎn)運行信息和管理信息進行整合，并加強對電力業(yè)務的分析和優(yōu)化，改變了傳統(tǒng)的基于有限的、時間滯后的信息進行電網(wǎng)管理的方式，對于信息集成的需求非常強烈。

2．2智能電網(wǎng)信息集成目標

電力企業(yè)在不同的發(fā)展時期，根據(jù)各業(yè)務部門的特定需要，分別安裝和開發(fā)了實現(xiàn)不同功能的應用系統(tǒng)。由于這些系統(tǒng)開發(fā)的時期和提供商不同，同時系統(tǒng)關心電力對象的不同方面、建模方法不同，使得這些應用系統(tǒng)成為相對孤立的“信息孤島”，不能與其他系統(tǒng)交換數(shù)據(jù)或在電網(wǎng)范圍內(nèi)實現(xiàn)信息共享和集成。我國智能電網(wǎng)的實現(xiàn)不是要完全推翻當前電網(wǎng)的運行模式，而是在傳統(tǒng)電網(wǎng)基礎上進行改進、發(fā)展和創(chuàng)新，因此，有必要分析當前電網(wǎng)信息集成存在的問題以及需要解決的問題(見表1)。

3智能電網(wǎng)信息集成平臺框架

智能電網(wǎng)中信息描述和信息共享都應通過統(tǒng)一的標準來實現(xiàn)。對整個系統(tǒng)的信息描述與訪問方法進行全面的定義和規(guī)范，滿足通信規(guī)約的統(tǒng)一和電網(wǎng)設備的互操作性特性，這是實現(xiàn)信息集成的基礎。要建設我國智能電網(wǎng)信息集成平臺，需要從以下幾個方面來研究。

3．1數(shù)據(jù)來源

智能電網(wǎng)數(shù)據(jù)主要是生產(chǎn)數(shù)據(jù)和管理數(shù)據(jù)。在技術層次上應重點關注生產(chǎn)運行相關數(shù)據(jù)采集和信息集成／共享，這些數(shù)據(jù)大多是實時的，變化頻率快；在集成層次上應建設調度綜合數(shù)據(jù)平臺，實現(xiàn)調度業(yè)務相關信息的共享，然后與生產(chǎn)業(yè)務數(shù)據(jù)集成，為數(shù)據(jù)分析和優(yōu)化打下基礎，其中信息模型和數(shù)據(jù)標準的建立十分關鍵。

3．2信息集成架構

根據(jù)我國電網(wǎng)建設和發(fā)展情況，智能電網(wǎng)信息集成方式可在現(xiàn)有的結構方向上進行集成，即通過通信網(wǎng)絡實現(xiàn)國家級信息調度平臺、省級調度信息平臺、地市級調度信息平臺等的信息縱向集成，同時，在橫向上大中型區(qū)域電網(wǎng)可分層分區(qū)通過網(wǎng)絡連接，跨越地域，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一建設、調用和分析。

3.2.1異構數(shù)據(jù)集成的目的是為了將不同的數(shù)據(jù)源數(shù)據(jù)整合在一起，給用戶提供一個透明的統(tǒng)一視圖。數(shù)據(jù)集成的核心是對不同的數(shù)據(jù)源數(shù)據(jù)的抽取、轉換和裝載(Extract、Transform、Load)。目前，比較主流的信息集成架構主要有以下幾種方式。

(1)基于傳統(tǒng)數(shù)據(jù)倉庫的集成架構。利用數(shù)據(jù)倉庫集成電力信息并實現(xiàn)數(shù)據(jù)挖掘，對于提高電網(wǎng)的服務水平有重要意義，同時對電網(wǎng)的規(guī)劃發(fā)展也提供了決策支持。但是，這種架構數(shù)據(jù)更新不頻繁，在反映實時信息的能力上存在不足。

(2)基于cORBA／DC0M的技術架構?；贑0RBA／DCoM集成方式的優(yōu)點是相應規(guī)范和服務多。但是基本通信模式是C／S的同步請求／應答通信，系統(tǒng)間耦合程度低，跨平臺能力有限。

(3)基于WebService的數(shù)據(jù)集成架構。WebService是建立可相互操作的分布式應用程序新平臺，其特點是跨平臺調用和接口可機器識別，使用簡單對象訪問協(xié)議(SimpleObjectAccessProtocol，SOAP)作為服務調用協(xié)議。各種組件模型都可以將數(shù)據(jù)包裝成SOAP，通過SOAP進行相互調用。這正是電力信息集成技術未來的發(fā)展方向——面向服務的架構。智能電網(wǎng)信息集成中既有對實時信息的要求，也會存在著對歷史數(shù)據(jù)的再現(xiàn)和分析，所以應當綜合數(shù)據(jù)集成平臺和數(shù)據(jù)倉庫的方式形成智能電網(wǎng)的信息集成平臺。

3．2．2信息集成平臺

信息集成平臺在不同的應用系統(tǒng)之間實現(xiàn)信息共享與交換，它提供了分布式計算環(huán)境下的多層客戶／服務器模型以及具有跨平臺、跨網(wǎng)絡的透明通信框架的特點，通過軟總線結構，把各種異構的存儲信息、服務信息和界面信息，如同插件一樣插入到信息總線中，以實現(xiàn)互操作及企業(yè)應用系統(tǒng)集成運行機制。信息集成平臺目標能夠實現(xiàn)企業(yè)級數(shù)據(jù)語義的統(tǒng)一管理，要實現(xiàn)此目標必須采用公用的信息模型。

3．3信息模型

信息模型是描述特定實物的數(shù)據(jù)結構，是對數(shù)據(jù)結構進行總結歸納的描述方式；元數(shù)據(jù)模型是抽象化的元數(shù)據(jù)，是一種標準化的、可擴展并支持互操作的模型。智能電網(wǎng)中信息資源豐富，數(shù)據(jù)來源多樣，建立具有標準意義并可擴展的元數(shù)據(jù)模型(如公共信息模型CIM)是建立電力調度實時信息集成系統(tǒng)應用的關鍵。

3．3．1CIM

CIM是IEC6l970的一個主要組成部分，提供電力系統(tǒng)的一個標準化定義。遵循這個標準，各個分布在不同地點的應用程序都可以共享信息平臺數(shù)據(jù)，實現(xiàn)信息集成。它使用統(tǒng)一建模語言(uML—UnifiedModelingLanguage)，將電力系統(tǒng)中的實體對象表示為類和屬性，并以類之間的關聯(lián)表示這些實體對象的職責和協(xié)作關系，包括普遍化、關聯(lián)、聚集關系等。CIM是國際化的通用標準，在建設我國智能電網(wǎng)模型時可對其適當優(yōu)化，以適應我國電網(wǎng)的需要。

3．3．2源數(shù)據(jù)模型到CIM的映射

智能電網(wǎng)要實現(xiàn)數(shù)據(jù)的集成，必須將異構的信息模型轉換為公共信息模型。當源數(shù)據(jù)模型與CIM存在差異時，可通過映射轉換規(guī)則來對源數(shù)據(jù)模型和CIM進行映射，而源數(shù)據(jù)模型獲得公共信息平臺的信息，也通過映射轉換規(guī)則來獲得公共信息?？梢岳迷獢?shù)據(jù)來實現(xiàn)這些異構信息資源的組織管理和共享服務以及異構系統(tǒng)數(shù)據(jù)模型的統(tǒng)一管理。

3．3．3信息

智能電網(wǎng)信息集成平臺中形成CIM語義層進行模型統(tǒng)一化，而公共信息的、訪問和交換則通過定義標準的程序接口來實現(xiàn)。智能電網(wǎng)信息平臺對外提供方式，如cIS接口方式、文件方式(XML／RDF)以及API方式等。應用集成可通過開放API、適配器工作流工具等技術形式來實現(xiàn)跨系統(tǒng)的功能調用。

3．4信息展示

智能電網(wǎng)應采用門戶系統(tǒng)提供信息的綜合處理和展示服務，以用戶定制的方式提供一站式信息訪問。在門戶系統(tǒng)內(nèi)部從多個數(shù)據(jù)源獲取數(shù)據(jù)，對外實現(xiàn)統(tǒng)一的輸出和展現(xiàn)機制，將經(jīng)過分析和優(yōu)化處理后的信息以用戶定制的方式展現(xiàn)和，信息展現(xiàn)方式呈現(xiàn)多樣性，并可擴展。例如用戶可以通過定制展現(xiàn)界面友好的Web方式，那么門戶就提供訪問Web方式。

3.5信息集成框架

通過以上分析，可以看出智能電網(wǎng)信息集成的目標是建立統(tǒng)一的信息平臺來集成信息，利用數(shù)據(jù)平臺的數(shù)據(jù)中心功能為數(shù)據(jù)的利用建立統(tǒng)一模型數(shù)據(jù)，整合異構信息，實現(xiàn)信息的暢通交換；將電網(wǎng)運行歷史數(shù)據(jù)抽取存儲于數(shù)據(jù)倉庫中，利用數(shù)據(jù)挖掘技術提取有效信息，為企業(yè)決策提供支持；對于智能電網(wǎng)的應用系統(tǒng)進行跨平臺跨系統(tǒng)的流程集成，提高電網(wǎng)企業(yè)的生產(chǎn)效率和管理效率。整個系統(tǒng)可設計為4層的架構來實現(xiàn)，即數(shù)據(jù)源層、信息集成平臺、信息應用層和信息門戶層。系統(tǒng)框架如圖1所示。

3．5．1數(shù)據(jù)源層

數(shù)據(jù)源層主要是分布式的異構數(shù)據(jù)源，包括智能電網(wǎng)各種應用程序和組件的數(shù)據(jù)，尤其是遙信、遙測等實時數(shù)據(jù)。

3．5．2CIM信息集成平臺

信息集成平臺主要負責將適配器轉換的數(shù)據(jù)經(jīng)過抽取、清洗、加載等過程進行集成，放人數(shù)據(jù)庫中；負責公共模型CIM的定義和數(shù)據(jù)的管理；定義數(shù)據(jù)對外的方式，如CIS等。數(shù)據(jù)源適配器是將數(shù)據(jù)集成的請求轉換為數(shù)據(jù)源能夠識別的請求，提交執(zhí)行，并將結果返回給集成平臺，是實現(xiàn)信息集成的關鍵。對于新開發(fā)的數(shù)據(jù)結構，直接采用與公共信息模型一致的模型來管理，對于異構的系統(tǒng)則通過適配器將私有格式的數(shù)據(jù)轉換成公共信息模型存儲于信息平臺，并通過適配器獲得系統(tǒng)需求的信息。平臺可采用XML作為公共消息交換模式，以XML為數(shù)據(jù)載體進行消息交換，無需考慮數(shù)據(jù)傳輸機制以及數(shù)據(jù)形式。

3．5．3信息應用層

信息應用層包含的是集成后的數(shù)據(jù)應用的業(yè)務流程，包括智能調度、安全預警等流程，還包括從集成平臺中抽取出歷史數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)倉庫，進行分析，以實現(xiàn)決策支持功能。

3．5．4信息門戶層

信息門戶層通過WebService等方式來提供友好界面，各個級別的電網(wǎng)企業(yè)可通過信息門戶來訪問集成的信息，不必關心數(shù)據(jù)來源，實現(xiàn)信息交互和個性化服務等。

4結語

智能電網(wǎng)的信息集成應以信息平臺為中心，在信息集成的過程中，更應考慮信息平臺上決策支持系統(tǒng)的建設，實現(xiàn)智能化的信息分析，為企業(yè)提供決策支持，提高電網(wǎng)的應急水平和自愈能力。我國作為用電大國，智能電網(wǎng)內(nèi)需市場潛力巨大，應該立足我國電力行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀，以產(chǎn)業(yè)轉變升級為契機，汲取國外發(fā)達國家對于智能電網(wǎng)發(fā)展思路和技術的研究精華，建設有中國特色的智能電網(wǎng)，促進經(jīng)濟健康、可持續(xù)發(fā)展。