電網(wǎng)工程數(shù)字化移交工作的必要性和迫切性

吳志力，韓文軍

(國(guó)網(wǎng)北京經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院，北京市100052)

0 引言

隨著國(guó)家電網(wǎng)公司信息化“SG186”工程建設(shè)的推進(jìn)，各單位基本建設(shè)了各自的核心業(yè)務(wù)信息化系統(tǒng)，信息化建設(shè)對(duì)業(yè)務(wù)發(fā)展的支持作用已初步體現(xiàn)。信息化的發(fā)展一方面有效促進(jìn)了行業(yè)效率的提高，另一方面隨著信息化工作的不斷深入，也暴露出信息孤島、數(shù)據(jù)現(xiàn)勢(shì)性等問(wèn)題。

電網(wǎng)工程建設(shè)的整個(gè)過(guò)程中經(jīng)歷的階段較多，參與的單位也較多，從規(guī)劃設(shè)計(jì)到施工建造再到運(yùn)行維護(hù)，每個(gè)階段和每個(gè)單位或多或少都會(huì)有自己的數(shù)字化成果，但是在實(shí)體成果向下一階段移交時(shí)，數(shù)字化成果往往并不進(jìn)行移交或者僅僅移交少量數(shù)據(jù)。另外，即使數(shù)字化成果向下一階段移交，由于不同階段關(guān)注的信息不同，使用的信息系統(tǒng)、軟件和數(shù)據(jù)格式等不同，也可能出現(xiàn)重要信息缺失和數(shù)據(jù)無(wú)法使用的情況。造成這一問(wèn)題的主要原因是，目前的信息化工作通常是針對(duì)某一階段的信息化，在信息化時(shí)只關(guān)注當(dāng)前階段所需要的數(shù)據(jù)，對(duì)整體環(huán)節(jié)的信息流通考慮較少。因此，當(dāng)我們從全局進(jìn)行考慮和統(tǒng)籌時(shí)就顯現(xiàn)出了數(shù)據(jù)差異性大、數(shù)字化成果共享率低、信息貫通性弱等問(wèn)題。

數(shù)字化移交工作從電網(wǎng)工程建設(shè)全過(guò)程入手，對(duì)全局進(jìn)行統(tǒng)籌考慮。在電網(wǎng)工程建設(shè)初期就按統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)對(duì)實(shí)體成果進(jìn)行數(shù)字化，當(dāng)電網(wǎng)工程實(shí)體向下一階段移交時(shí)數(shù)字化成果同步移交。每一個(gè)階段的工作除了作用在電網(wǎng)工程實(shí)體以外，也同時(shí)作用在數(shù)字化成果上，保證實(shí)體工程和數(shù)字化工程時(shí)刻保持一致。當(dāng)工程建設(shè)完成后，實(shí)體工程和數(shù)字化工程同步向運(yùn)行移交，這個(gè)數(shù)字化工程不僅能精確、完整地反映實(shí)體工程的現(xiàn)狀，還能在時(shí)間維度上進(jìn)行回溯。

1 智能電網(wǎng)的基本要求

智能電網(wǎng)是將先進(jìn)的傳感量測(cè)技術(shù)、信息通信技術(shù)、分析決策技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和能源電力技術(shù)相結(jié)合，并與電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施高度集成而形成的新型現(xiàn)代化電網(wǎng)。2009年5月，國(guó)家電網(wǎng)公司在特高壓輸電國(guó)際會(huì)議上首次提出了建設(shè)“堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)”的戰(zhàn)略目標(biāo)和發(fā)展思路。堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)是以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架、各級(jí)電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的堅(jiān)強(qiáng)網(wǎng)架為基礎(chǔ)，以通信信息平臺(tái)為支撐，具有信息化、自動(dòng)化、互動(dòng)化特征，包含電力系統(tǒng)的發(fā)電、輸電、變電、配電、用電和調(diào)度各個(gè)環(huán)節(jié)，覆蓋所有電壓等級(jí)，實(shí)現(xiàn)“電力流、信息流、業(yè)務(wù)流”的高度一體化融合的現(xiàn)代電網(wǎng)［1-2］。圖1為堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)體系架構(gòu)［3］。

圖1 堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)體系架構(gòu)Fig.1 Architecture of strong smart grid

數(shù)字化電網(wǎng)是智能電網(wǎng)發(fā)展的一個(gè)重要基礎(chǔ)，而建設(shè)堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)對(duì)電網(wǎng)信息化提出了更高的要求。

堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)包含發(fā)電、輸電、變電、配電、用電、調(diào)度等各個(gè)環(huán)節(jié)，各個(gè)環(huán)節(jié)均有自己的信息化成果，這些環(huán)節(jié)要緊密銜接、相互協(xié)同才能充分發(fā)揮智能電網(wǎng)的整體功能和優(yōu)勢(shì)，數(shù)字化移交工作是實(shí)現(xiàn)各環(huán)節(jié)流暢銜接、平穩(wěn)過(guò)渡的一個(gè)通道。實(shí)現(xiàn)數(shù)字化移交能夠?qū)㈦娋W(wǎng)工程從規(guī)劃設(shè)計(jì)、施工建造到運(yùn)行維護(hù)各個(gè)階段的信息匯總起來(lái)，實(shí)現(xiàn)歷史回溯，為電網(wǎng)故障診斷和恢復(fù)提供數(shù)據(jù)資料。同時(shí)，智能電網(wǎng)具有強(qiáng)大的預(yù)警和預(yù)防控制能力，而預(yù)警和預(yù)防控制是建立在模型推演和分析的基礎(chǔ)上的，數(shù)字化移交工作能夠?yàn)槟Ｐ偷慕?、推演、分析、?shí)踐提供數(shù)據(jù)保障。

2 電網(wǎng)工程數(shù)字化移交工作的基本內(nèi)容

數(shù)字化移交工作以數(shù)據(jù)流和信息流為主線(xiàn)，以統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范為保障，為電網(wǎng)工程建設(shè)和管理的全過(guò)程提供唯一、權(quán)威的數(shù)據(jù)源，以數(shù)字化的方式貫穿電網(wǎng)工程的全生命周期，如圖2所示。

數(shù)字化移交工作貫穿電網(wǎng)工程規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)行等各個(gè)階段，移交過(guò)程中主要涉及到3個(gè)階段:數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)整理和數(shù)據(jù)移交。

圖2 數(shù)字化移交示意圖Fig.2 Schematic diagram of digital transfer

(1)數(shù)據(jù)采集:根據(jù)工程進(jìn)度，對(duì)規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工和竣工交付等各個(gè)階段的工程信息和相關(guān)地理信息進(jìn)行采集，包括規(guī)劃成果、設(shè)計(jì)成果、技術(shù)說(shuō)明書(shū)、施工過(guò)程數(shù)據(jù)、地理空間數(shù)據(jù)、三維建模成果等。數(shù)據(jù)采集在電網(wǎng)工程建設(shè)的過(guò)程中同步進(jìn)行，實(shí)時(shí)形成階段性數(shù)字化成果。

(2)數(shù)據(jù)整理:對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)、歸納、提取、關(guān)聯(lián)建立和整合，這一過(guò)程對(duì)不同來(lái)源的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，去除不正確和不準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，消除數(shù)據(jù)冗余，確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和完備性并使其符合標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)范。同時(shí)，從數(shù)據(jù)利用的角度出發(fā)，提取出使用頻率較高的數(shù)據(jù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)化組織，為后續(xù)提高數(shù)據(jù)利用效率打下基礎(chǔ)。

(3)數(shù)據(jù)移交:將采集和整理好的數(shù)據(jù)進(jìn)行移交，移交的對(duì)象可以分為兩大類(lèi):使用單位和管理單位。1)使用單位是數(shù)字化移交成果的直接使用者，在不同階段有不同的使用者。如在施工階段，數(shù)字化移交成果為設(shè)計(jì)階段產(chǎn)生的成果，使用者為工程建設(shè)單位，因此需將數(shù)字化成果移交給建設(shè)單位;而在運(yùn)行階段，數(shù)字化移交成果為施工階段產(chǎn)生的成果(包括施工過(guò)程中的數(shù)字化施工過(guò)程信息和三維建模成果等)，使用者為工程運(yùn)維單位，因此需將之前的數(shù)字化成果移交給運(yùn)維單位。2)管理單位是數(shù)字化移交成果的管理者，它不針對(duì)某一具體階段，而是一個(gè)獨(dú)立的數(shù)據(jù)管理組織，對(duì)數(shù)字化成果進(jìn)行整體管理和維護(hù)。

從數(shù)字化移交的過(guò)程可以看出，數(shù)字化移交工作的內(nèi)容除了進(jìn)行具體的數(shù)據(jù)采集、整理和移交以外，還應(yīng)做到規(guī)范先行，即制定規(guī)范化的移交流程、標(biāo)準(zhǔn)化的移交內(nèi)容和統(tǒng)一的數(shù)據(jù)規(guī)約，確保移交過(guò)程有標(biāo)準(zhǔn)可依［4-5］。

3 數(shù)字化移交工作的必要性和迫切性

3.1 開(kāi)展數(shù)字化移交工作的必要性

數(shù)字化移交工作是電網(wǎng)信息化的一個(gè)重要組成部分，充分認(rèn)識(shí)數(shù)字化移交工作的必要性和迫切性，積極推進(jìn)數(shù)字化移交工作，規(guī)范移交流程、制定移交標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)提高電網(wǎng)工程建設(shè)和管理效率，更好地服務(wù)于堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)建設(shè)具有重要的意義［6-8］。

(1)數(shù)字化移交工作是為堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)建設(shè)提供電網(wǎng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐的重要保障［9-10］。

堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)包含了發(fā)電、輸電、變電、配電、用電和調(diào)度各個(gè)環(huán)節(jié)，電網(wǎng)覆蓋地域廣、參與單位眾多，各單位之間的數(shù)據(jù)交換是一項(xiàng)龐大的工作，同時(shí)，堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的信息化、自動(dòng)化、互動(dòng)化特征需要準(zhǔn)確全面的電網(wǎng)數(shù)據(jù)作為支撐。開(kāi)展數(shù)字化移交工作，以統(tǒng)一的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)對(duì)電網(wǎng)工程數(shù)據(jù)進(jìn)行采集整理，并在參與電網(wǎng)建設(shè)運(yùn)行過(guò)程的各個(gè)單位之間進(jìn)行移交互通，能夠?yàn)閳?jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)建設(shè)提供重要數(shù)據(jù)保障。

(2)數(shù)字化移交工作貫穿電網(wǎng)工程全壽命周期，是提高電網(wǎng)精益化管理水平，服務(wù)電網(wǎng)建設(shè)各個(gè)階段的基本措施。

電網(wǎng)工程從規(guī)劃設(shè)計(jì)開(kāi)始到最終運(yùn)行，數(shù)字化移交工作貫穿了工程整個(gè)生命周期，數(shù)字化成果不斷向下一個(gè)階段移交的機(jī)制能夠?qū)崿F(xiàn)信息的“一次輸入，多次使用”。此外，數(shù)字化成果不僅能從上游階段移交到下游階段，還可以由下游階段再反饋到上游階段，實(shí)現(xiàn)歷史資料回溯，形成一個(gè)可以在時(shí)間軸上移動(dòng)的準(zhǔn)確、完備的數(shù)據(jù)集合，為電網(wǎng)精益化管理提供權(quán)威、連續(xù)、完整、詳盡且唯一的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，能夠提高電網(wǎng)管理水平，服務(wù)電網(wǎng)建設(shè)各個(gè)階段。

(3)數(shù)字化移交工作是提高電網(wǎng)工程數(shù)據(jù)利用率，減少數(shù)據(jù)重復(fù)建設(shè)，節(jié)省海量數(shù)據(jù)建設(shè)投資的有效手段。

在信息化建設(shè)迅速發(fā)展的大形勢(shì)下，電網(wǎng)信息化工作也取得了很大成果，絕大多數(shù)單位都建設(shè)了相應(yīng)的信息化系統(tǒng)用于生產(chǎn)或管理，然而隨著信息化的不斷深入，也暴露出數(shù)據(jù)利用率低、大量數(shù)據(jù)重復(fù)建設(shè)等問(wèn)題，信息化瓶頸期也隨之到來(lái)。

分析信息化現(xiàn)狀可以發(fā)現(xiàn)，出現(xiàn)數(shù)據(jù)重復(fù)利用率低、大量數(shù)據(jù)需重復(fù)建設(shè)問(wèn)題的主要原因有以下2方面原因:1)在電網(wǎng)工程建設(shè)過(guò)程中各單位扮演著不同的角色，他們的目標(biāo)、職責(zé)不同，因此對(duì)信息的認(rèn)識(shí)和關(guān)注點(diǎn)也不同，在信息建設(shè)過(guò)程中存在較大差異，使得某一單位建設(shè)的數(shù)字化成果不能滿(mǎn)足其他單位的使用要求;2)不同單位使用的軟件不同，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)也各不相同，無(wú)法實(shí)現(xiàn)現(xiàn)有數(shù)字化成果的共享。

推進(jìn)數(shù)字化移交工作是解決上述問(wèn)題，打破信息化瓶頸的一種有效方式。首先，數(shù)字化移交從全局進(jìn)行統(tǒng)籌和規(guī)劃，針對(duì)各個(gè)階段需要掌握的信息進(jìn)行規(guī)定，在信息建設(shè)初期就保證了數(shù)據(jù)的完整性使得各階段均能獲得滿(mǎn)足使用要求的數(shù)據(jù)，避免信息傳遞過(guò)程中的損失。其次，數(shù)字化移交工作對(duì)移交內(nèi)容和數(shù)據(jù)形式進(jìn)行了統(tǒng)一定義，使移交的數(shù)據(jù)具有規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化的特點(diǎn)，從而使數(shù)據(jù)具備了通用性，為數(shù)據(jù)的共享和快速?gòu)?fù)用創(chuàng)造了條件。最后，數(shù)字化移交的落腳點(diǎn)在“移交”，將已有的、符合規(guī)范的數(shù)字化成果移交到其他單位和部門(mén)，能夠大大減少數(shù)據(jù)重復(fù)建設(shè)工作，節(jié)省在數(shù)據(jù)建設(shè)上的投資。

(4)數(shù)字化移交工作是輔助電網(wǎng)災(zāi)害預(yù)警和應(yīng)急搶修，輔助科學(xué)、智能決策的必然要求。

自然災(zāi)害是引發(fā)輸變電系統(tǒng)事故的首要因素，數(shù)字化移交工作能夠提供電網(wǎng)工程的完備、可靠、詳細(xì)的可查閱資料，當(dāng)電網(wǎng)故障發(fā)生時(shí)，可以在第一時(shí)間為故障排查提供數(shù)據(jù)依據(jù)，輔助電網(wǎng)應(yīng)急搶修工作;同時(shí)，數(shù)字化移交成果中包含了豐富的地理信息和專(zhuān)題信息，在此基礎(chǔ)上配合歷史災(zāi)害記錄可以建立災(zāi)害預(yù)警模型和分析模型，對(duì)電網(wǎng)災(zāi)害做出預(yù)警，提前開(kāi)展應(yīng)對(duì)工作。因此，數(shù)字化移交工作能夠從一定程度上增強(qiáng)電網(wǎng)抗災(zāi)防災(zāi)水平，提高應(yīng)急事故處理能力，有效減少電網(wǎng)災(zāi)害帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)損失。另外，數(shù)字化移交工作積累的大量電網(wǎng)工程數(shù)據(jù)也能夠?yàn)榭茖W(xué)、智能決策提供參考資料和數(shù)據(jù)依據(jù)。

(5)數(shù)字化移交是移交模式的創(chuàng)新，是提升電網(wǎng)建設(shè)信息化和標(biāo)準(zhǔn)化水平的重要嘗試。

數(shù)字化移交不是某一種技術(shù)也不是某一項(xiàng)具體工作，而是一種思路和理念。數(shù)字化移交是要在整個(gè)生命周期對(duì)電網(wǎng)工程相關(guān)信息進(jìn)行管理和應(yīng)用，因此在工程建設(shè)初期就應(yīng)該進(jìn)行全面策劃，在信息產(chǎn)生之初就對(duì)其進(jìn)行管理并在后期不斷維護(hù)，使其保持完整性、一致性和現(xiàn)勢(shì)性，從而在整個(gè)生命周期中被反復(fù)利用。

3.2 開(kāi)展數(shù)字化移交工作的迫切性

電力行業(yè)的信息化工作已經(jīng)取得了一定成果，但目前這些成果的利用率還有提高的空間，智能電網(wǎng)的發(fā)展也對(duì)信息化工作提出了更高的要求，急需一種機(jī)制對(duì)信息化成果進(jìn)行整合、管理和利用。

(1)信息化工作的不斷深入和智能電網(wǎng)的發(fā)展進(jìn)程急需快速開(kāi)展數(shù)字化移交工作。

自2009年5月國(guó)家電網(wǎng)公司提出建設(shè)“堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)”的戰(zhàn)略目標(biāo)后，目前堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)已進(jìn)入到全面建設(shè)階段。堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的建設(shè)對(duì)電網(wǎng)信息化水平提出了更高的要求，除了要對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行信息化以外，還需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行深度利用，實(shí)現(xiàn)智能分析和優(yōu)化，急需完備、準(zhǔn)確、全面的電網(wǎng)數(shù)據(jù)，因此，迫切需要開(kāi)展數(shù)字化移交工作，為智能電網(wǎng)建設(shè)提供數(shù)據(jù)支撐。

(2)現(xiàn)有的信息化成果為數(shù)字化移交工作的開(kāi)展提供了條件，也提出了迫切要求。

目前電網(wǎng)行業(yè)的信息化工作已經(jīng)積累了大量數(shù)字化成果，但這些數(shù)字化成果分布在不同的部門(mén)和不同的信息化系統(tǒng)中，形成了一個(gè)個(gè)信息孤島。一些信息化成果由于得不到維護(hù)和更新使得數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度降低，一些信息化成果僅在部門(mén)內(nèi)部使用，其他部門(mén)使用成果時(shí)又需要重復(fù)建設(shè)，存在著大量的資源浪費(fèi)，因此，迫切需要開(kāi)展數(shù)字化移交工作，對(duì)現(xiàn)有數(shù)據(jù)進(jìn)行整合利用，也為后續(xù)信息化工作提供指導(dǎo)方向。

4 對(duì)數(shù)字化移交工作的建議

(1)加快數(shù)字化移交規(guī)范制定工作。數(shù)字化移交的優(yōu)勢(shì)是建立在其規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化的特征上的，主要表現(xiàn)為移交流程的規(guī)范化、移交內(nèi)容和數(shù)據(jù)格式的標(biāo)準(zhǔn)化。要全面推進(jìn)數(shù)字化移交工作并保證移交工作的高質(zhì)量和顯著效果，必須加快規(guī)范制定工作，對(duì)移交流程、移交內(nèi)容、移交數(shù)據(jù)格式進(jìn)行規(guī)定，并在后續(xù)移交過(guò)程中認(rèn)真貫徹執(zhí)行。

(2)深入開(kāi)展電網(wǎng)工程數(shù)字化成果整合技術(shù)研究。新建電網(wǎng)工程按照數(shù)字化移交工作進(jìn)行移交可以保證數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化和通用性，但目前已有的大量電網(wǎng)工程數(shù)據(jù)可能與數(shù)字化移交的規(guī)范不相符合，因此有必要深入研究電網(wǎng)工程數(shù)字化成果整合技術(shù)，對(duì)現(xiàn)有數(shù)據(jù)進(jìn)行整合和管理。

(3)盡快構(gòu)建企業(yè)級(jí)數(shù)字化成果移交管理體系。數(shù)字化移交工作的目的是實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)字化成果的統(tǒng)一管理，為企業(yè)提供全面、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)服務(wù)，將數(shù)據(jù)資源轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，為企業(yè)發(fā)展創(chuàng)造價(jià)值。構(gòu)建企業(yè)級(jí)數(shù)字化成果移交管理體系，需要確定數(shù)字化移交工作的組織支撐及其職責(zé)，從戰(zhàn)略高度對(duì)數(shù)字化移交成果管理工作進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃;建立完善的移交成果質(zhì)量管理辦法，以制度化、規(guī)范化的方式保證移交成果的正確性、完整性、一致性和時(shí)效性;通過(guò)對(duì)移交成果進(jìn)行深度加工和分析，挖掘移交成果的深層價(jià)值，同時(shí)提升數(shù)據(jù)服務(wù)效率?？梢?jiàn)，盡快構(gòu)建企業(yè)級(jí)數(shù)字化成果移交管理體系既是穩(wěn)步推進(jìn)數(shù)字化移交工作的有效保障，也是數(shù)字化移交工作發(fā)展的必然要求，更是數(shù)字化移交工作的最終目標(biāo)。

5 結(jié)語(yǔ)

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，電力行業(yè)各單位在生產(chǎn)實(shí)踐中采用越來(lái)越多的數(shù)字化手段來(lái)輔助生產(chǎn)，但是隨著信息化的深入，信息孤島效應(yīng)和數(shù)據(jù)重復(fù)建設(shè)的情況也越來(lái)越明顯。數(shù)字化移交工作創(chuàng)新了移交工作模式，以標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范為保障，促進(jìn)信息資源的高效流通和共享，能夠在一定程度上解決上述問(wèn)題。目前在少數(shù)工程上已經(jīng)開(kāi)始嘗試進(jìn)行數(shù)字化移交，但還未形成規(guī)模，也未制定統(tǒng)一規(guī)范。為了更好地服務(wù)建設(shè)堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)急需加快數(shù)字化移交工作的進(jìn)程。

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