中國電工技術(shù)學(xué)會團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)T/CES 220-2023《電網(wǎng)實(shí)時智能態(tài)勢評估大數(shù)據(jù)平臺數(shù)據(jù)接入規(guī)范》由中國電工技術(shù)學(xué)會提出，中國電力科學(xué)研究院有限公司、中國科學(xué)院軟件研究所、國網(wǎng)冀北電力有限公司、國網(wǎng)冀北電力有限公司電力科學(xué)研究院，北京華源格林科技有限公司等單位起草編制完成。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了電網(wǎng)調(diào)度信息接入大數(shù)據(jù)平臺的總體架構(gòu)、功能要求和技術(shù)要求。
1. 標(biāo)準(zhǔn)起草單位及主要起草人
(1)起草單位
中國電力科學(xué)研究院有限公司、中國科學(xué)院軟件研究所、國網(wǎng)冀北電力有限公司、國網(wǎng)冀北電力有限公司電力科學(xué)研究院，北京華源格林科技有限公司。
(2)主要起草人
劉道偉、楊紅英、趙高尚、喬穎、呂先進(jìn)、藍(lán)海波、宋磊、宋墩文、王凱、盧毅、馬鑫晟、蘇紅宇、李青志、張麗、陳勇、楊學(xué)濤、肖項濤、劉開欣、許鵬飛、杜三恩、謝家正、馮靜、封一賢、楊世通、王世茹、王中利。
2. 標(biāo)準(zhǔn)制定背景
互聯(lián)大電網(wǎng)的復(fù)雜性為其安全穩(wěn)定運(yùn)行和智能防控提出了更高的要求，需要發(fā)展和建立與之相適應(yīng)的在線安全防御支撐體系。然而，電網(wǎng)規(guī)模的龐大以及節(jié)點(diǎn)間復(fù)雜的關(guān)聯(lián)關(guān)系，一方面，使得電網(wǎng)模型難以被準(zhǔn)確建模，直接影響了大電網(wǎng)安全穩(wěn)定評估的準(zhǔn)確性，一方面，使得基于模型機(jī)理的仿真分析計算時間開銷巨大，嚴(yán)重影響了大電網(wǎng)安全穩(wěn)定評估的實(shí)時性，這給目前的電網(wǎng)態(tài)勢評估帶來了極大的挑戰(zhàn)。
大數(shù)據(jù)技術(shù)為應(yīng)對這一挑戰(zhàn)提供了很好的解決方案。通過構(gòu)建大電網(wǎng)智能態(tài)勢評估大數(shù)據(jù)平臺可以存儲海量的全過程調(diào)度數(shù)據(jù)，從而在此基礎(chǔ)上結(jié)合人工智能方法對大電網(wǎng)模型參數(shù)進(jìn)行在線調(diào)整，并在線進(jìn)行正常態(tài)、預(yù)想態(tài)與未來態(tài)的分析評估，有效解決了電網(wǎng)模型不準(zhǔn)確以及分析評估計算復(fù)雜度高的問題，對安全穩(wěn)定評估精度與時效性的提升具有重要作用。由此可見，大數(shù)據(jù)平臺為電網(wǎng)態(tài)勢評估水平的提升提供了可靠的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。
大數(shù)據(jù)平臺需要接入全過程的調(diào)度數(shù)據(jù)，包括PMU、RTU量測數(shù)據(jù)、電網(wǎng)運(yùn)行方式數(shù)據(jù)、故障數(shù)據(jù)、GIS數(shù)據(jù)、調(diào)度計劃數(shù)據(jù)、氣象水文數(shù)據(jù)等，以此形成對海量調(diào)度數(shù)據(jù)的存儲，從而為電網(wǎng)模型的修正與調(diào)整、電網(wǎng)態(tài)勢的評估分析提供全面的數(shù)據(jù)依據(jù)。然而，目前尚缺乏態(tài)勢評估大數(shù)據(jù)平臺的數(shù)據(jù)接入標(biāo)準(zhǔn)，這便加大了各類異構(gòu)調(diào)度數(shù)據(jù)接入大數(shù)據(jù)平臺的難度。亟待制定電網(wǎng)實(shí)時智能態(tài)勢評估大數(shù)據(jù)平臺數(shù)據(jù)接入規(guī)范來解決這一問題。
本標(biāo)準(zhǔn)對于降低大電網(wǎng)智能態(tài)勢評估系統(tǒng)研發(fā)成本，提高其可靠性具有重要意義。通過提供一系列調(diào)度數(shù)據(jù)接入大數(shù)據(jù)平臺的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，統(tǒng)一了PMU、RTU量測數(shù)據(jù)、電網(wǎng)運(yùn)行方式數(shù)據(jù)、故障數(shù)據(jù)、GIS數(shù)據(jù)、調(diào)度計劃數(shù)據(jù)、氣象水文數(shù)據(jù)等異構(gòu)調(diào)度數(shù)據(jù)從現(xiàn)有調(diào)度自動化系統(tǒng)向態(tài)勢評估大數(shù)據(jù)平臺的導(dǎo)入方式與相關(guān)指標(biāo)，極大地降低了異構(gòu)調(diào)度數(shù)據(jù)導(dǎo)入的難度，便于這些海量調(diào)度數(shù)據(jù)在大數(shù)據(jù)平臺上的組織管理以及安全穩(wěn)定評估等態(tài)勢評估應(yīng)用對這些海量調(diào)度數(shù)據(jù)的使用。這樣，一方面避免了由于數(shù)據(jù)接入標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一而帶來的系統(tǒng)間兼容集成問題，另一方面，也避免了引入不必要的人為錯誤，從而對降低態(tài)勢評估系統(tǒng)研發(fā)成本，提高態(tài)勢評估系統(tǒng)可靠性起到了很好的作用。
3. 標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容
(1)范圍
本文件規(guī)定了電網(wǎng)調(diào)度信息接入大數(shù)據(jù)平臺的總體架構(gòu)、功能要求和技術(shù)要求。
本文件適用于大數(shù)據(jù)平臺基礎(chǔ)調(diào)度數(shù)據(jù)的接入標(biāo)準(zhǔn)，用于面向電網(wǎng)實(shí)時智能態(tài)勢評估的大數(shù)據(jù)平臺研制與應(yīng)用。
(2)規(guī)范性引用文件
本標(biāo)準(zhǔn)主要引用的文件主要包括：
GB/T 35295-2017 信息技術(shù)大數(shù)據(jù)術(shù)語
GB/T 36345-2018 信息技術(shù)通用數(shù)據(jù)導(dǎo)入接口
(3)術(shù)語及定義
主要包括消息堆積、結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)、非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)、電網(wǎng)實(shí)時智能態(tài)勢評估的定義。
(4)符號、代號和縮略語
主要包括應(yīng)用程序編程接口、地理信息系統(tǒng)、硬盤驅(qū)動器、超文本傳輸安全協(xié)議、標(biāo)識、JavaScript對象表示格式、同步相量測量單元、遠(yuǎn)程終端單元、數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)、安全文件傳輸協(xié)議、固態(tài)硬盤、傳輸控制協(xié)議。
(5)數(shù)據(jù)接入方式
主要包括實(shí)時數(shù)據(jù)流推送方式、API獲取方式、文件數(shù)據(jù)傳輸方式、大數(shù)據(jù)平臺數(shù)據(jù)接入功能性要求、大數(shù)據(jù)平臺數(shù)據(jù)接入性能要求、大數(shù)據(jù)平臺數(shù)據(jù)接入安全性要求。
(6)數(shù)據(jù)存儲方式
主要包括結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)存儲、非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)存儲、大數(shù)據(jù)平臺數(shù)據(jù)存儲功能性要求、大數(shù)據(jù)平臺數(shù)據(jù)存儲性能要求、大數(shù)據(jù)平臺數(shù)據(jù)存儲安全性要求。
(7)數(shù)據(jù)訪問方式
主要包括結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)訪問方式、非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)訪問方式、大數(shù)據(jù)平臺數(shù)據(jù)訪問功能性要求、大數(shù)據(jù)平臺數(shù)據(jù)訪問性能要求、大數(shù)據(jù)平臺數(shù)據(jù)訪問安全性要求。
4. 標(biāo)準(zhǔn)制定效益
本標(biāo)準(zhǔn)成果可應(yīng)用于區(qū)域電網(wǎng)的智能態(tài)勢評估系統(tǒng)中，規(guī)范從現(xiàn)有調(diào)度自動化系統(tǒng)到大數(shù)據(jù)平臺的數(shù)據(jù)接入。電網(wǎng)實(shí)時智能態(tài)勢評估大數(shù)據(jù)平臺將以規(guī)定方式接入量測的PMU數(shù)據(jù)/SCADA數(shù)據(jù)、電網(wǎng)運(yùn)行方式數(shù)據(jù)(包括電網(wǎng)計算模型與狀態(tài)估計結(jié)果)、靜態(tài)數(shù)據(jù)(包括GIS數(shù)據(jù)和生產(chǎn)計劃數(shù)據(jù))，根據(jù)相應(yīng)協(xié)議對其進(jìn)行解析，將其轉(zhuǎn)化為大數(shù)據(jù)平臺的統(tǒng)一存儲格式。這樣，大電網(wǎng)調(diào)度相關(guān)數(shù)據(jù)便可為正常態(tài)評估、預(yù)想態(tài)評估、未來態(tài)評估等智能態(tài)勢應(yīng)用提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)服務(wù)接口。項目成果已在華中、華東、東北三個區(qū)域電網(wǎng)的安全穩(wěn)定綜合智能態(tài)勢評估系統(tǒng)中進(jìn)行示范應(yīng)用。其中，在華中電網(wǎng)智能態(tài)勢評估系統(tǒng)建設(shè)中應(yīng)用了本項目成果，該系統(tǒng)遵循本項目數(shù)據(jù)接入規(guī)范，在滿足現(xiàn)場工程實(shí)施與安全規(guī)范要求下，成功從電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)實(shí)時接入PMU數(shù)據(jù)、SCADA數(shù)據(jù)、狀態(tài)估計結(jié)果數(shù)據(jù)以及仿真數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)海量數(shù)據(jù)存儲管理，從而支撐電網(wǎng)正常態(tài)、預(yù)想態(tài)以及未來態(tài)評估的在線運(yùn)行，幫助電網(wǎng)調(diào)度人員全面感知電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)，提高電網(wǎng)主動安全防御水平。
同時，本項目相關(guān)成果已應(yīng)用在新疆金風(fēng)科技股份公司的金風(fēng)大數(shù)據(jù)平臺設(shè)計方案中。金風(fēng)大數(shù)據(jù)平臺從SCADA系統(tǒng)接入了風(fēng)機(jī)設(shè)備數(shù)據(jù)，同時，還接入了產(chǎn)品數(shù)據(jù)、運(yùn)輸數(shù)據(jù)、水務(wù)數(shù)據(jù)、租賃數(shù)據(jù)等，對其進(jìn)行統(tǒng)一抽取、整合，按照各種數(shù)據(jù)的特性(結(jié)構(gòu)化、非結(jié)構(gòu)化、半結(jié)構(gòu)化)構(gòu)建其數(shù)據(jù)模型，從而進(jìn)行集中式管理?；诖髷?shù)據(jù)平臺，可通過強(qiáng)大數(shù)據(jù)挖掘工具，多維度的呈現(xiàn)數(shù)據(jù)不同價值給不同業(yè)務(wù)部門，為管理層和業(yè)務(wù)層提供豐富的數(shù)據(jù)服務(wù)。
其中，SCADA數(shù)據(jù)接入大數(shù)據(jù)平臺利用了本項目的相關(guān)成果。在此，SCADA數(shù)據(jù)包括了實(shí)時數(shù)據(jù)、全量歷史數(shù)據(jù)以及統(tǒng)計數(shù)據(jù)。具體來說，SCADA數(shù)據(jù)包括了設(shè)備屬性、電場屬性、設(shè)備協(xié)議、設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)以及設(shè)備KPI。而設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)又包含實(shí)時秒級數(shù)據(jù)、歷史秒級數(shù)據(jù)、統(tǒng)計數(shù)據(jù)(一分鐘數(shù)據(jù)、十分鐘數(shù)據(jù)、日數(shù)據(jù)、功率曲線數(shù)據(jù))以及故障數(shù)據(jù)、狀態(tài)數(shù)據(jù)、故障日志、PLC操作日志。針對上述SCADA數(shù)據(jù)，利用大數(shù)據(jù)平臺的SCADA數(shù)據(jù)接入標(biāo)準(zhǔn)，對不同實(shí)時與歷史SCADA數(shù)據(jù)規(guī)定了不同的數(shù)據(jù)接入方式與接入流程。
此外，本項目相關(guān)成果也部分應(yīng)用于石化新一代生產(chǎn)指揮中心建設(shè)中。生產(chǎn)指揮中心是企業(yè)所有生產(chǎn)管理與經(jīng)營信息的匯集點(diǎn)與決策指令的發(fā)出點(diǎn)。它以大數(shù)據(jù)平臺為基礎(chǔ)，從SCADA、DCS、PLC等接入充分物聯(lián)的數(shù)據(jù)信息，包括生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)與經(jīng)營管理數(shù)據(jù)，對其進(jìn)行統(tǒng)一存儲管理。本項目相關(guān)成果規(guī)定了將SCADA數(shù)據(jù)，包括裝置、設(shè)備號、位號、裝置關(guān)鍵參數(shù)(如溫度、流量、壓力、液位、質(zhì)量、能耗績效、產(chǎn)量)、裝置有害氣體報警信號及環(huán)保相關(guān)參數(shù)點(diǎn)、關(guān)鍵裝置效績指標(biāo)等接入大數(shù)據(jù)平臺的接入方式和接入流程，從而有效支持了企業(yè)信息共享與高效生產(chǎn)決策。
(供稿：標(biāo)準(zhǔn)化工作辦公室)
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