山西電網(wǎng)數(shù)據(jù)治理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析

王魁生， 柯昌穩(wěn)

(西安石油大學(xué) 計(jì)算機(jī)學(xué)院， 西安 710065)

0 引 言

國網(wǎng)十三五配電規(guī)劃報(bào)告指出：“十二五”期間配電網(wǎng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理水平有待提高，營、配、調(diào)業(yè)務(wù)未完全貫通，數(shù)據(jù)不能實(shí)現(xiàn)共享，設(shè)備臺賬、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹⑦\(yùn)行信息未完全對應(yīng)，配電網(wǎng)規(guī)劃所需數(shù)據(jù)人工維護(hù)工作量大，一致性、準(zhǔn)確性有待提高；要求“十三五”期間大力推進(jìn)配電網(wǎng)數(shù)據(jù)信息化集成應(yīng)用，夯實(shí)管理基礎(chǔ)。

目前PMS2.0系統(tǒng)中歷史數(shù)據(jù)遷移效果比較差，新增設(shè)備參數(shù)填寫不完整、不準(zhǔn)確，圖數(shù)未關(guān)聯(lián)、圖數(shù)關(guān)聯(lián)錯(cuò)誤等情況嚴(yán)重，導(dǎo)致系統(tǒng)中存在大量垃圾數(shù)據(jù)和不準(zhǔn)確數(shù)據(jù)；由于配網(wǎng)數(shù)據(jù)量大、涉及面廣，并且其它系統(tǒng)對配網(wǎng)數(shù)據(jù)依賴程度比較高，配網(wǎng)數(shù)據(jù)質(zhì)量直接影響營配貫通和臺區(qū)線損等業(yè)務(wù)應(yīng)用，同時(shí)對運(yùn)檢部實(shí)用化情況也造成一定程度影響，因此提升數(shù)據(jù)質(zhì)量成為配網(wǎng)數(shù)據(jù)治理的重點(diǎn)工作。

1 數(shù)據(jù)問題描述與分析

隨著PMS2.0系統(tǒng)逐步深入應(yīng)用，數(shù)據(jù)質(zhì)量問題逐漸暴露出來，山西電網(wǎng)公司的數(shù)據(jù)質(zhì)量管理管控面臨著巨大的挑戰(zhàn)。下面就系統(tǒng)中暴露出的典型問題進(jìn)行分析。

1.1 數(shù)據(jù)遷移混亂

歷史數(shù)據(jù)遷移效果比較差，并且每次升級后總會出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失、屬性變更無據(jù)可查。新增設(shè)備參數(shù)填寫不完整、不準(zhǔn)確，圖數(shù)未關(guān)聯(lián)、圖數(shù)關(guān)聯(lián)錯(cuò)誤等情況嚴(yán)重[1]。PMS2.0的數(shù)據(jù)來源于PMS1.0的基準(zhǔn)庫以及GIS 系統(tǒng)等多個(gè)支撐平臺。當(dāng)初的數(shù)據(jù)遷移方案是保障PMS2.0能盡快投入運(yùn)營的前提，但由于數(shù)據(jù)遷移工作涉及到跨平臺、數(shù)據(jù)量大、凍結(jié)期短、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)性強(qiáng)、對數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性要求高等特點(diǎn)，在數(shù)據(jù)遷移的初期工作中，造成了數(shù)據(jù)遷移混亂，使得數(shù)據(jù)遷移工作不僅進(jìn)展緩慢，并且由于不正確的數(shù)據(jù)遷移產(chǎn)生的不完整、不一致的數(shù)據(jù)，嚴(yán)重影響了系統(tǒng)升級期間正常的生產(chǎn)運(yùn)營工作[2]。數(shù)據(jù)遷移混亂主要表現(xiàn)在以下幾方面：

(1)數(shù)據(jù)源數(shù)據(jù)質(zhì)量問題。圖數(shù)對應(yīng)問題、參數(shù)維護(hù)不正確、圖形拓?fù)洚惓?、垃圾?shù)據(jù)等。

(2)數(shù)據(jù)遷移工具和PMS2.0系統(tǒng)的BUG。PMS2.0前臺展示不正確以及數(shù)據(jù)遷移邏輯錯(cuò)誤等。

(3)遷移中的數(shù)據(jù)錯(cuò)誤。廠家、型號對應(yīng)錯(cuò)誤，組織機(jī)構(gòu)人員對應(yīng)錯(cuò)誤等。

(4)業(yè)務(wù)規(guī)則問題。部分臺帳參數(shù)的填寫規(guī)范，部分?jǐn)?shù)據(jù)遷移的業(yè)務(wù)規(guī)則等。

1.2 設(shè)備臺賬數(shù)據(jù)關(guān)鍵屬性缺失

設(shè)備臺賬是反映企業(yè)設(shè)備資產(chǎn)狀況，包括企業(yè)各種類型設(shè)備的數(shù)量及設(shè)備變動(dòng)情況的主要依據(jù)[1-2]。設(shè)備臺賬數(shù)據(jù)通過ETL工具，從PMS1.0系統(tǒng)中將數(shù)據(jù)遷移到 PMS2.0系統(tǒng)。PMS2.0 是以企業(yè)資產(chǎn)全生命周期管理為主線，以狀態(tài)檢修為核心，依托電網(wǎng)GIS平臺構(gòu)建的企業(yè)級電網(wǎng)資源中心，是一個(gè)統(tǒng)一、高效、集約的運(yùn)維檢修管理信息化平臺。電網(wǎng)運(yùn)檢業(yè)務(wù)涉及面廣、用戶基數(shù)大、接口多、協(xié)調(diào)管理復(fù)雜、系統(tǒng)數(shù)據(jù)量大，PMS2.0從單純的工作記錄整合處理，演化到以設(shè)備臺賬為基礎(chǔ)，業(yè)務(wù)流程環(huán)節(jié)緊密配合，以及生產(chǎn)過程精確把控的設(shè)備全生命周期跟蹤管理。由于PMS1.0系統(tǒng)是以單純的工作記錄整合處理為主，使得大量歷史設(shè)備臺賬數(shù)據(jù)的屬性并不完整，特別是面向設(shè)備全生命周期管理的關(guān)鍵屬性缺失，如生產(chǎn)廠家、設(shè)備型號、運(yùn)維單位等、設(shè)備采購時(shí)間、初次投入使用時(shí)間、檢修時(shí)間、設(shè)備全負(fù)荷運(yùn)行時(shí)間、超負(fù)荷運(yùn)行時(shí)間、設(shè)備工作地點(diǎn)等。這些關(guān)鍵屬性在 PMS1.0 中并沒有記錄，特別是設(shè)備檢修數(shù)據(jù)依然停留在設(shè)備維修班組的日常工作記錄中，而設(shè)備采購數(shù)據(jù)保留在設(shè)備采購系統(tǒng)中，并沒有集成進(jìn)來，造成 PMS2.0 設(shè)備全生命周期管理過程難以實(shí)現(xiàn)。

1.3 線路、設(shè)備臺賬數(shù)據(jù)與圖形不一致

PMS2.0系統(tǒng)中的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)主要分為2部分：一是圖形數(shù)據(jù)，圖形數(shù)據(jù)是指在GIS系統(tǒng)中繪制的站房、線路、站外設(shè)備、站內(nèi)設(shè)備等數(shù)據(jù)的電系關(guān)系、拓?fù)潢P(guān)系、關(guān)聯(lián)關(guān)系及相關(guān)設(shè)備的圖模信息。圖形的歷史數(shù)據(jù)來源于GIS系統(tǒng)，通過國網(wǎng)總部開發(fā)的圖形數(shù)據(jù)遷移工具將數(shù)據(jù)遷移到PMS2.0中；二是設(shè)備臺賬，設(shè)備臺賬是掌握企業(yè)設(shè)備資產(chǎn)狀況，反映企業(yè)各種類型設(shè)備的擁有量及設(shè)備變動(dòng)情況的主要依據(jù)。設(shè)備臺賬數(shù)據(jù)通過ETL工具，將數(shù)據(jù)從PMS1.0系統(tǒng)遷移到PMS2.0系統(tǒng)中。

圖形數(shù)據(jù)與設(shè)備臺賬主要問題是：

(1)GIS系統(tǒng)中設(shè)備存在圖形，但無對應(yīng)的臺賬數(shù)據(jù)；或者設(shè)備臺賬中數(shù)據(jù)存在，但GIS系統(tǒng)中未找到相應(yīng)的圖形。

(2)GIS系統(tǒng)中設(shè)備圖形與對應(yīng)的臺賬數(shù)據(jù)名稱不一致。

(3)GIS系統(tǒng)中設(shè)備的專業(yè)分類錯(cuò)誤。

PMS2.0中的圖形及臺賬數(shù)據(jù)質(zhì)量較差，對部分依賴于圖形拓?fù)鋽?shù)據(jù)的業(yè)務(wù)產(chǎn)生影響，如停電信息分析、停電信息報(bào)送等業(yè)務(wù)，對后期的PMS2.0高級應(yīng)用的使用及各個(gè)部門間的業(yè)務(wù)協(xié)同存在影響。

1.4 大量的垃圾數(shù)據(jù)

在PMS2.0試運(yùn)行期間，由于基層班組在使用過程中對系統(tǒng)中的各項(xiàng)功能優(yōu)化后的流程仍存在疑慮或知識盲點(diǎn)，對其中部分業(yè)務(wù)掌握不透徹，還存在欠缺且對項(xiàng)目組依賴過大，在現(xiàn)場對線路改造、拆除、退運(yùn)時(shí)沒有遵守標(biāo)準(zhǔn)的操作流程，特別是對圖形數(shù)據(jù)進(jìn)行修改、刪除和退運(yùn)操作處理，造成現(xiàn)場留用桿塔數(shù)據(jù)大量流失，線路、桿塔、設(shè)備等垃圾數(shù)據(jù)殘余；其次，由于PMS2.0的設(shè)備臺賬數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是按照設(shè)備的全生命周期進(jìn)行管理的，需要進(jìn)行完整定義和部署，但PMS1.0系統(tǒng)中的設(shè)備臺賬數(shù)據(jù)屬性不全，甚至還存在關(guān)鍵屬性缺失問題，在數(shù)據(jù)遷移過程中，存在部分?jǐn)?shù)據(jù)需要多次遷移和映射的現(xiàn)象，從而衍生出大量的垃圾數(shù)據(jù)。

2 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)與分析

對于上述問題，基于現(xiàn)有的指標(biāo)體系，建立對站房、站內(nèi)一次設(shè)備、配電線路、線路設(shè)備、低壓設(shè)備等5大類配網(wǎng)設(shè)備的核查治理工具，采用自查和他查2種方式對配網(wǎng)數(shù)據(jù)完整性、規(guī)范性和準(zhǔn)確性3個(gè)維度進(jìn)行核查，通過督辦和管控手段，健全數(shù)據(jù)常態(tài)化維護(hù)機(jī)制和考核機(jī)制，提升數(shù)據(jù)質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)對同期線損、配網(wǎng)可視化、營配貫通、供電服務(wù)指揮平臺等應(yīng)用提供可靠的數(shù)據(jù)支撐[3-6]。系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)如圖1所示。

針對設(shè)備臺帳準(zhǔn)確性、中壓圖數(shù)一致率、拓?fù)渎?lián)通率等15類配網(wǎng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)建立一套統(tǒng)一考核指標(biāo)；通過自查和他查的方法對配網(wǎng)數(shù)據(jù)完整性、規(guī)范性和準(zhǔn)確性3個(gè)維度進(jìn)行核查。接入PMS2.0/GIS1.6系統(tǒng)數(shù)據(jù)后，開展對設(shè)備的自查工作，通過接入同期線損、SG186等數(shù)據(jù)開展他查工作；并建立3個(gè)管理庫：業(yè)務(wù)規(guī)則庫、問題清單庫、治理經(jīng)驗(yàn)庫。從而對業(yè)務(wù)規(guī)則進(jìn)行梳理，對數(shù)據(jù)問題進(jìn)行分類，以及對同類數(shù)據(jù)問題治理經(jīng)驗(yàn)的管理，為后期智能化數(shù)據(jù)治理工作做好鋪墊。

2.1 自查工作

(1)數(shù)據(jù)完整性。建立設(shè)備校驗(yàn)機(jī)制，對設(shè)備包括低壓設(shè)備進(jìn)行全面核查，檢查校驗(yàn)設(shè)備臺賬屬性完整性：主要設(shè)備大類包括站房類設(shè)備、間隔單元、站內(nèi)一次設(shè)備、配電線路、低壓設(shè)備5大類設(shè)備類型300余小項(xiàng)進(jìn)行完整檢查。其中，針對單線圖、臺區(qū)地理沿布圖完整性進(jìn)行檢查，輔助基層人員進(jìn)行整改，從而提升整體數(shù)據(jù)質(zhì)量水平。

圖1 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)圖

(2)數(shù)據(jù)一致性。對設(shè)備拓?fù)潢P(guān)系按照“站—線”、“線—變”進(jìn)行多維度分析，從配網(wǎng)接入點(diǎn)到配網(wǎng)電站檢查是否存在拓?fù)潢P(guān)系；驗(yàn)圖形和檔案是否對應(yīng)，通過“縱向+橫向”方式對圖形進(jìn)行檢查，逐步提升設(shè)備臺賬數(shù)據(jù)和圖形數(shù)據(jù)規(guī)范性和一致性。

(3)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性。根據(jù)梳理的業(yè)務(wù)規(guī)則，建立設(shè)備規(guī)范庫、核查庫，通過業(yè)務(wù)規(guī)則固化成數(shù)據(jù)庫語言對臺帳數(shù)據(jù)進(jìn)行全面核查，發(fā)現(xiàn)隱藏問題、定位問題并輔助用戶修正問題，提高臺賬數(shù)據(jù)質(zhì)量，有效支撐運(yùn)檢、營銷、調(diào)度等業(yè)務(wù)應(yīng)用。

2.2 他查工作

通過營配調(diào)貫通低壓“變-戶”一致率，從運(yùn)檢電站到營銷用戶縱向核查，匯總統(tǒng)計(jì)不一致數(shù)據(jù)，對涉及到配網(wǎng)接入點(diǎn)、變壓器、線路、電站問題進(jìn)行比對。通過查看各單位低壓一致率指標(biāo)情況，對運(yùn)檢測檔案和關(guān)系進(jìn)行分段統(tǒng)計(jì)分析，定位問題數(shù)據(jù)。以10kV臺區(qū)線損監(jiān)測為抓手，對線路線損率不合格下所掛接的公共數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總統(tǒng)計(jì)，將問題數(shù)據(jù)通過表格方式導(dǎo)入工具中，按照工具統(tǒng)計(jì)規(guī)則分析變壓器圖數(shù)是否一致，拓?fù)潢P(guān)系是否正確。

通過配網(wǎng)運(yùn)維管控模塊指標(biāo)中，配變一致率和配變完整率指標(biāo)情況，反映配網(wǎng)數(shù)據(jù)治理，形成數(shù)據(jù)質(zhì)量支撐業(yè)務(wù)應(yīng)用，業(yè)務(wù)應(yīng)用促進(jìn)數(shù)據(jù)整改方式，提升配網(wǎng)指標(biāo)。

通過停電信息，結(jié)合停電設(shè)備、停電范圍和停電區(qū)域，人工判斷分析結(jié)果的準(zhǔn)確性。通過故障研判，根據(jù)供電路徑分析故障范圍和故障設(shè)備是否和實(shí)際一致。通過故障研判應(yīng)用情況，反映數(shù)據(jù)質(zhì)量情況，依據(jù)停電分析結(jié)果的準(zhǔn)確率和故障研判結(jié)果的準(zhǔn)確率，按照“誰維護(hù)誰承擔(dān)”的原則對問題數(shù)據(jù)維護(hù)班組進(jìn)行考核通報(bào)，通過考核與業(yè)務(wù)應(yīng)用相結(jié)合的方式逐步提升數(shù)據(jù)質(zhì)量。

總體按照“工具核查和人工整改相結(jié)合、數(shù)據(jù)質(zhì)量提升促實(shí)用”的工作思路。通過“事前控制”對設(shè)備和圖形參數(shù)信息和圖數(shù)關(guān)聯(lián)信息按照工具規(guī)則庫進(jìn)行校驗(yàn)，在數(shù)據(jù)錄入源頭保證數(shù)據(jù)質(zhì)量準(zhǔn)確性；“事中校驗(yàn)”，針對PMS2.0系統(tǒng)中存量配網(wǎng)數(shù)據(jù)，通過核查工具規(guī)則庫，對存量設(shè)備和圖形的完整性、準(zhǔn)確性、圖數(shù)一致性、專題圖成圖規(guī)范性等進(jìn)行校驗(yàn)，保障系統(tǒng)中配網(wǎng)數(shù)據(jù)完整、準(zhǔn)確、可用；“事后預(yù)防”，根據(jù)錯(cuò)誤數(shù)據(jù)類型，及時(shí)更新維護(hù)工具規(guī)則庫，做到問題數(shù)據(jù)“發(fā)現(xiàn)一次，預(yù)防一次”。以質(zhì)量為根源，管理為核心，工具為手段，加強(qiáng)對配網(wǎng)設(shè)備管理。通過核查工具對配網(wǎng)數(shù)據(jù)完整性、準(zhǔn)確性、圖形拓?fù)潢P(guān)系等進(jìn)行核查，確?；A(chǔ)數(shù)據(jù)質(zhì)量可用。深化生產(chǎn)管理信息化建設(shè)，提高生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)實(shí)用化水平。

3 結(jié)束語

隨著PMS2.0系統(tǒng)逐步深入應(yīng)用，各地市電力公司面臨以下巨大的數(shù)據(jù)管控挑戰(zhàn)。因此，能否促進(jìn)生產(chǎn)管理精益化水平提升、實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)信息化再上一個(gè)新臺階，關(guān)鍵在于能否有效解決目前面臨的數(shù)據(jù)治理問題，并形成一套行之可行的數(shù)據(jù)管控措施。本文針對電力公司目前所面臨的數(shù)據(jù)問題做了全方位的分析，采用自查和他查2種方式對配網(wǎng)數(shù)據(jù)完整性、規(guī)范性和準(zhǔn)確性3個(gè)維度進(jìn)行核查，通過督辦和管控手段，健全數(shù)據(jù)常態(tài)化維護(hù)機(jī)制和考核機(jī)制，提升數(shù)據(jù)質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)對同期線損、配網(wǎng)可視化、營配貫通、供電服務(wù)指揮平臺等應(yīng)用提供可靠的數(shù)據(jù)支撐。