基于GIS的營配一體化系統(tǒng)

1成果實施前的情況和問題

廣州供電局是一個擁有410余萬用戶的特大型供電企業(yè)。經(jīng)過多年的信息化建設，廣州供電局針對營銷客服、配網(wǎng)生產(chǎn)等業(yè)務分別建成了營銷MIS、計量自動化、EMS等信息系統(tǒng)，為營銷管理和配網(wǎng)生產(chǎn)工作提供了有力支撐。由于這些業(yè)務系統(tǒng)建設于不同時期，采用的技術也不同，導致各系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交互和協(xié)同工作困難。由此，帶來以下問題：

(1) 基礎數(shù)據(jù)的完整性和一致性得不到保證

設備臺帳、電網(wǎng)拓撲、用戶資料等基礎信息分散于各業(yè)務系統(tǒng)，存在重復錄入和重復維護的現(xiàn)象，增加了數(shù)據(jù)的維護成本。同時，由于缺少統(tǒng)一的數(shù)據(jù)模型和系統(tǒng)間數(shù)據(jù)交換的接口，導致系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)集成困難，基礎數(shù)據(jù)的完整性和一致性得不到保證，無法滿足業(yè)務需求。

(2) 業(yè)務部門之間難以協(xié)同工作

因為各業(yè)務系統(tǒng)獨立運行，跨部門的業(yè)務流程無法在不同的業(yè)務系統(tǒng)中流轉，導致部門間的協(xié)同工作難以實現(xiàn)，影響工作效率。

(3) 供電可靠性、“線損四分”等工作得缺少技術支持手段

供電可靠性計算和線損分析需要準確的電網(wǎng)拓撲、設備臺帳、用戶資料等基礎數(shù)據(jù)和大量的實時運行數(shù)據(jù)作為支撐。在各業(yè)務系統(tǒng)獨立運行的情況下，供電可靠性、“線損四分”等工作得缺少有效的技術支持手段。

(4) 系統(tǒng)繁多，操作復雜

業(yè)務人員需要同時面多個業(yè)務系統(tǒng)，并適應不同業(yè)務系統(tǒng)的不同操作風格，增加了工作難度和工作量。

為提高供電可靠性和客戶服務水平、加強“線損四分”管理，打造標準化、一體化的企業(yè)級信息化平臺，廣州供電局全面開展營配一體化工作，通過建設營配一體化信息系統(tǒng)，在全局實現(xiàn)“統(tǒng)一、規(guī)范、常態(tài)化”的運作模式。“基于GIS平臺的營配一體化系統(tǒng)”是一種全新的思路，在現(xiàn)有成熟的專業(yè)應用系統(tǒng)的基礎上，打造跨系統(tǒng)的業(yè)務應用的模式，并探索了一種方法論，以統(tǒng)一邏輯模型為基礎，建立統(tǒng)一的業(yè)務數(shù)據(jù)平臺，建構標準統(tǒng)一的應用、數(shù)據(jù)服務平臺，實現(xiàn)一體化應用的創(chuàng)新集成。通過營配一體化建設與推廣，廣州供電局建立了基于GIS的營配一體化系統(tǒng)，集成了營銷、GIS、配網(wǎng)生產(chǎn)、配網(wǎng)工程、計量自動化五大系統(tǒng)，建立了全局10kV-380V電網(wǎng)設備和電力用戶的基礎資料以及拓撲關系，完善了基礎資料常態(tài)化管理的工作模式，為提高供電可靠性和優(yōu)質服務工作提供了強有力的信息化支持手段。

2成果主要內容

2.1系統(tǒng)建設

系統(tǒng)遵循IEC-61970 CIM標準，在配網(wǎng)資源地理信息系統(tǒng)(GIS)中建立了從10kV到380V電壓等級的電網(wǎng)模型，并對設備臺帳、圖形數(shù)據(jù)、拓撲關系、營銷用戶檔案等進行管理?；贕IS，系統(tǒng)實現(xiàn)了營銷與客服管理、配網(wǎng)生產(chǎn)管理、配網(wǎng)工程管理、配網(wǎng)規(guī)劃決策支持、綜合停電管理、中低壓供電可靠性在線分析與實時預測、“四分線損”管理、遠程抄表與停復電等功能。

2.2數(shù)據(jù)普查

為配合系統(tǒng)建設，廣州供電局對全局范圍內的410余萬用戶、22649公里10kV線路、33489間10kV電房、62596個低壓臺區(qū)、96976公里低壓線路進行了全面普查，建立了從10kV到380V的完整的基礎數(shù)據(jù)平臺。同時，通過工程資料電子化移的方式，將營銷、配網(wǎng)基礎數(shù)據(jù)的日常維護工作固化到配網(wǎng)工程竣工驗收環(huán)節(jié)中，實現(xiàn)了基礎數(shù)據(jù)的動態(tài)管理。

2.3制度建設

制定了《廣州供電局營配一體化工作管理規(guī)定》、《廣州供電局營配一體化工作考核辦法》、《廣州供電局營配一體化系統(tǒng)運行維護管理規(guī)定》，從制度上確保了營配一體化工作的高效、常態(tài)化運作。

2.4組織建設

為配合營配一體化項目的實施，在各區(qū)(市)供電局成立了信息維護班。信息維護班作為常設機構，負責區(qū)(市)局營配一體化系統(tǒng)的建設、推廣與運維，確保系統(tǒng)的穩(wěn)定運行以及基礎數(shù)據(jù)的準確性、實時性。

3成果創(chuàng)新點及效益分析

基于GIS的營配一體化系統(tǒng)在統(tǒng)一的電網(wǎng)設備和客戶信息模型、基礎資料和拓撲關系的基礎上，建設了一個統(tǒng)一的應用和數(shù)據(jù)服務平臺，為供電可靠性管理、客戶停電管理、線損四分管理、業(yè)擴報裝輔助決策、配網(wǎng)建設規(guī)劃等工作提供了有效的技術支撐。系統(tǒng)的主要特點如下：

(1)建立了完整的營配一體化數(shù)據(jù)模型

系統(tǒng)遵循IEC-61970的CIM模型，并在此基礎上對配電網(wǎng)的低壓部分進行了擴展，建立了從10kV到380V電壓等級的電網(wǎng)模型，以GIS為平臺對設備臺帳、圖形數(shù)據(jù)、拓撲關系、營銷用戶檔案等進行有效管理，并通過中低壓設備臺帳和營銷用戶資料的結合，形成了完整的營配一體化數(shù)據(jù)模型，為線損四分管理、供電可靠性統(tǒng)計、提升客服水平等一體化業(yè)務的實現(xiàn)及應用提供了堅實的基礎。

(2)采用準實時平臺

系統(tǒng)通過準實時數(shù)據(jù)平臺與計量自動化系統(tǒng)交互表計負荷信息、與配網(wǎng)自動化系統(tǒng)交互配網(wǎng)運行實時負荷信息、與EMS系統(tǒng)傳遞站內饋線負荷信息，實現(xiàn)配網(wǎng)運行業(yè)務與營銷、自動化業(yè)務數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通，解決大量的專業(yè)應用數(shù)據(jù)跨系統(tǒng)進行交互的問題。

(3)科學的供電可靠性分析

國際可靠性指標計算標準是統(tǒng)計到計費用戶，而目前我國采用的中壓供電可靠性管理系統(tǒng)以中壓配變?yōu)橛脩魡挝贿M行統(tǒng)計，難以擴展至低壓用戶。本系統(tǒng)實現(xiàn)對中、低壓客戶供電可靠性數(shù)據(jù)的實時自動采集、統(tǒng)計和分析，為提高中、低壓客戶可靠性管理水平提供有力支撐。

(4)實現(xiàn)“線損四分”管理

通過配網(wǎng)設備與營銷用戶的關聯(lián)，結合計量自動化的實時信息，真正實現(xiàn)了線損分區(qū)、分壓、分線和分臺區(qū)的實時統(tǒng)計和分析?；贕IS的線損理論計算功能模塊，利用設備臺帳的拓撲關系和準實時數(shù)據(jù)自動計算10kV饋線、公變臺區(qū)的技術線損情況，通過理論線損值與實際線損值的比較，為降低線損和提高線損的精細化管理提供了量化分析的依據(jù)。

(5)實現(xiàn)業(yè)務和流程集成

系統(tǒng)對營銷管理、配網(wǎng)生產(chǎn)管理、配網(wǎng)工程管理、計量自動化、配網(wǎng)規(guī)劃、調度自動化、配網(wǎng)自動化等多個業(yè)務進行集成，為跨專業(yè)、跨部門的協(xié)同工作提供了支持。

(6)采用SOA設計架構

系統(tǒng)采用先進的SOA架構實現(xiàn)數(shù)據(jù)服務功能，為應用集成和“一體化”應用提供實踐基礎。

系統(tǒng)的建設遵循以提高供電可靠性為總抓手的管理思路，為進一步提升客戶服務水平創(chuàng)造了良好的條件。通過客戶信息與設備信息的緊密關聯(lián)為停電通知到戶、故障實時查詢、停電范圍定位等高級應用堅實的基礎。以客戶為基礎的供電可靠性管理模塊更注重客戶的綜合停電管理，有效縮短了用戶的停電時間，并可針對不同等級的用戶實施不同的保供電措施。通過對停電、運行等綜合信息進行挖掘、分析及監(jiān)控，及時發(fā)現(xiàn)可靠性管理中出現(xiàn)的問題，為提高供電可靠率提供了有力的技術支持，實現(xiàn)了售電量的持續(xù)穩(wěn)定增長。線損四分管理的實施及推廣應用大大減少管理線損，直接提高企業(yè)經(jīng)濟效益。

4成果實施部署過程及詳細情況

2007年，廣州供電局以海珠供電局作為試點，建立基于GIS平臺的營配一體化的集成應用系統(tǒng)，實現(xiàn)了供電可靠性分析、停電綜合管理、線損四分分析、遠程自動抄表、自動停復電等功能。該系統(tǒng)于2007年12月29日通過廣東電網(wǎng)公司組織的項目驗收。

2008年，營配一體化項目在廣州供電局全局推廣。配網(wǎng)設備和用戶資料等基礎數(shù)據(jù)的普查作為系統(tǒng)建設的基礎工作在廣州供電局全面展開。6月底，中心城區(qū)的基礎數(shù)據(jù)普查工作順利完成。隨后，廣州供電局開始了農電區(qū)域的數(shù)據(jù)普查工作。工作人員克服了地形復雜、普查區(qū)域大、用戶分散等困難，于9月底完成農電區(qū)域的普查工作。10月，開始對全局基礎數(shù)據(jù)進行查缺補漏。截止12月底，營配基礎數(shù)據(jù)的完整性和一致性達99%。面對海量的基礎數(shù)據(jù)，廣州供電局采用配網(wǎng)工程電子化移交的方式，將營銷、配網(wǎng)基礎數(shù)據(jù)的日常維護工作固化到配網(wǎng)工程竣工驗收流程中，實現(xiàn)了基礎數(shù)據(jù)的動態(tài)管理。同時，通過數(shù)據(jù)質量管理平臺的建設，將營配基礎數(shù)據(jù)的質量提升工作納入到日常工作中，確?；A數(shù)據(jù)的準確性、完整性、和一致性。

在完善基礎數(shù)據(jù)的同時，系統(tǒng)功能的開發(fā)工作也順利進行。2008年1月，配網(wǎng)工程電子化移交模塊上線運行。4月，供電可靠性系統(tǒng)通過功能驗收，正式上線運行。10月，配網(wǎng)規(guī)劃輔助決策系統(tǒng)通過功能驗收，同時完成營配一體化系統(tǒng)的總體功能驗收。11月，低壓供電可靠性系統(tǒng)實現(xiàn)可靠性指標統(tǒng)計到戶。

2009年，系統(tǒng)進入實用化階段。廣州供電局印發(fā)了《廣州供電局營配一體化工作管理規(guī)定》，并落實了考核工作，從制度上確保了營配一體化工作的高效、常態(tài)化運作。同時，啟動了基于GIS的三維管線系統(tǒng)、快速復電應急管理系統(tǒng)、供電可靠性二期、配網(wǎng)規(guī)劃輔助決策二期等系統(tǒng)的建設工作，為一體化的業(yè)務體系提供更高、更深層次的支持。2009年9月，項目通過廣東電網(wǎng)公司組織的實用化驗收，評定結果為優(yōu)秀。

5產(chǎn)生的實際效果

5.1應用體系架構

基于GIS的營配一體化系統(tǒng)以GIS平臺、信息集成平臺(一體化建模、公共信息模型CIM與數(shù)據(jù)交換模型)、準實時數(shù)據(jù)平臺等作為底層的信息基礎，在此之上通過集成供電可靠性管理系統(tǒng)、營銷及客戶系統(tǒng)、配網(wǎng)生產(chǎn)系統(tǒng)、配網(wǎng)工程系統(tǒng)、配網(wǎng)規(guī)劃系統(tǒng)等業(yè)務系統(tǒng)，通過營配一體化門戶集中展現(xiàn)各類業(yè)務信息，為營銷客服和配網(wǎng)運行提供信息技術支撐。系統(tǒng)的應用體系結構如下圖所示：

營配一體化系統(tǒng)的應用體系架構

在營配一體化應用體系架構中，GIS平臺是設備數(shù)據(jù)的源頭。配網(wǎng)設備基本信息、設備空間地理信息、設備拓撲信息以及設備的圖形信息在GIS平臺中進行維護。同時，GIS平臺針對營配一體化應用體系提供電網(wǎng)的拓撲運算及空間分析，并作為GIS圖形化展示平臺，為營配一體化平臺提供圖形化的支持。

信息集成平臺采用統(tǒng)一的業(yè)務模型和數(shù)據(jù)模型來描述營配一體化模型，實現(xiàn)對配網(wǎng)模型的定義與管理，為營配一體化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交互提供信息交互的基礎。

準實時數(shù)據(jù)平臺通過與計量自動化系統(tǒng)交互表計負荷信息、與配網(wǎng)自動化系統(tǒng)交互配網(wǎng)運行實時負荷信息、與EMS傳遞站內饋線負荷信息，實現(xiàn)配網(wǎng)運行業(yè)務與營銷、自動化業(yè)務數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通，解決大量的專業(yè)應用數(shù)據(jù)跨系統(tǒng)進行交互的問題，提升配網(wǎng)運行管理水平。

供電可靠性管理、營銷及客戶系統(tǒng)、配網(wǎng)生產(chǎn)系統(tǒng)、配網(wǎng)工程系統(tǒng)、配網(wǎng)規(guī)劃系統(tǒng)等業(yè)務系統(tǒng)以GIS平臺為基礎，利用信息集成平臺和準實時數(shù)據(jù)平臺提供的服務，分別為各專業(yè)日常的生產(chǎn)與管理提供有力的支撐。

5.2 系統(tǒng)主要功能

(1)集成平臺(EAI)

信息集成平臺是營配一體化系統(tǒng)的基礎，提供了數(shù)據(jù)同步、數(shù)據(jù)共享、界面集成等功能。數(shù)據(jù)同步和數(shù)據(jù)共享實現(xiàn)了業(yè)務系統(tǒng)間的信息集成。界面集成基于已有的信息門戶EIP平臺，在推廣實施統(tǒng)一認證的基礎上，將應用系統(tǒng)的界面功能封裝成共享界面服務，為用戶提供統(tǒng)一、規(guī)范的操作界面。

(2)GIS平臺

GIS平臺利用地理信息技術，對配電網(wǎng)的空間資源進行有效管理。GIS平臺主要實現(xiàn)了以下功能：

u 基本功能。包括圖形操作、圖形編輯、電網(wǎng)建模、拓撲關系的建立與維護、電網(wǎng)模型校驗、標準空間分析、空間查詢、數(shù)據(jù)版本管、圖形數(shù)據(jù)導入與導出、繪圖打印等。

u 專題圖管理。根據(jù)配電網(wǎng)實際分布情況和配電網(wǎng)拓撲關系，自動生成單線圖、拓撲圖、系統(tǒng)圖、臺區(qū)圖、線路條圖、相序圖。

u 設備查詢與統(tǒng)計。可以按單位、線路、設備類別、設備型號對設備進行查詢;可在圖上以單點、拉框、多邊形選擇等方式查詢和統(tǒng)計指定范圍內的設備信息;可通過數(shù)據(jù)庫內的設備屬性構造查詢條件，實現(xiàn)設備定位;可按不同方式統(tǒng)計電網(wǎng)圖上的設備分類信息及詳細信息;可統(tǒng)計各類設備的數(shù)量和容量;可統(tǒng)計指定饋線的設備數(shù)量、線路長度、設備詳細臺帳信息等。

u 開關模擬操作。根據(jù)設備的拓撲關系和聯(lián)通關系，模擬開關設備操作后的線路停供電狀態(tài)，并在地圖上顯示停電范圍。同時提供受影響用戶清單，做到準確通知到戶。

(3)配網(wǎng)生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)

配網(wǎng)生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)應以設備臺帳為基礎，以業(yè)務流程為驅動，實現(xiàn)巡視、消缺、故障處理、預試定檢、兩票、停電、配網(wǎng)調度、班務管理等配網(wǎng)運行業(yè)務的一體化管理。配網(wǎng)生產(chǎn)管理系統(tǒng)包含生產(chǎn)計劃管理、臺帳管理、停電管理、巡檢與消缺管理、兩票管理、班務綜合管理等功能模塊，對配網(wǎng)生產(chǎn)與管理工作提供了全面的支持。

(4)配網(wǎng)工程管理系統(tǒng)

配網(wǎng)工程管理系統(tǒng)實現(xiàn)對配網(wǎng)工程項目的全生命周期管理，對項目立項、設計、施工、竣工的各環(huán)節(jié)進行管理。系統(tǒng)包括項目庫管理、設計管理、實施管理、資金管理、統(tǒng)計分析等功能模塊，為項目的進度、質量、費用、安全等管理提供信息化的支持手段，有效減少各部門之間的溝通成本，提高了工作效率和項目管理水平。

(5)營銷系統(tǒng)

電力營銷系統(tǒng)包括客戶服務交、營銷業(yè)務處理、營銷業(yè)務管理、營銷決策支持等子系統(tǒng)?？蛻舴战换プ酉到y(tǒng)提供網(wǎng)站服務、信息發(fā)布、網(wǎng)上營業(yè)廳、客戶現(xiàn)場服務、95598服務等功能;營銷業(yè)務處理子系統(tǒng)提供業(yè)擴管理、抄表管理、電價、電量與電費管理、計量管理、用電檢查管理等功能;營銷業(yè)務管理子系統(tǒng)提供營業(yè)稽查、工作質量、線損管理、購電管理等功能;營銷決策支持子系統(tǒng)提供電量分析、電費分析、電價分析、分時用電分析、客戶分析、業(yè)擴分析、計量分析、系統(tǒng)報警、綜合信息等功能。

(6)面向用戶的供電可靠性管理系統(tǒng)

面向用戶的供電可靠性管理系統(tǒng)通過信息集成平臺完成基礎數(shù)據(jù)、運行數(shù)據(jù)和停電計劃數(shù)據(jù)的采集，在此基礎上利用各種供電可靠性指標算法(包括針對中壓和自然用戶的各種計算、年報表的指標計算、客戶停電管理統(tǒng)計指標計算、供電可靠性預測指標計算等)完成供電可靠性的計算。同時，系統(tǒng)還能以餅狀圖、柱狀圖、表格等形式，從時間、運行單位、停電性質等多個維度進行供電可靠性指標分析。系統(tǒng)還提供了供電可靠性的預測功能，輔助供停電計劃的制定與審批，做到先算后停，為提高供電可靠性提供支持。

6今后的拓展方向

基于GIS的營配一體化系統(tǒng)經(jīng)過不斷完善和發(fā)展，目前運行情況良好，能夠滿足現(xiàn)有的業(yè)務需求和功能。但是，隨著技術發(fā)展和業(yè)務需求的變化，需要對系統(tǒng)的功能和技術進行不斷改進，以更好地適應業(yè)務發(fā)展的需要。下一步，將繼續(xù)開展以下幾個方面的工作：

(1).IEC-61968 CIS實現(xiàn)的完善

IEC-61968的CIS模型還在繼續(xù)發(fā)展，很多的業(yè)務定義還未提交。下一步，將根據(jù)技術發(fā)展和業(yè)務變化，繼續(xù)完善61968的CIS模型，更好地為業(yè)務服務。

(2).數(shù)據(jù)處理效率提高

由于系統(tǒng)涉及大量的業(yè)務數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)處理，如何提高處理速度是下一步要解決的重要問題。

(3).可靠性計算模型優(yōu)化

由于供電可靠性計算到低壓用戶，基礎數(shù)據(jù)量龐大，網(wǎng)絡拓撲關系復雜。隨著可靠性計算隨著項目的推廣，對系統(tǒng)性能的要求將更加嚴格。因此，必須對可靠性計算模型進行優(yōu)化。

(4)模型的拼接和共享

營配一體化完善了廣州供電局中低壓電網(wǎng)模型，并且遵循了61970的CIM定義，為廣州供電局建立一體化的業(yè)務系統(tǒng)提供了模型基礎。針對主網(wǎng)的業(yè)務系統(tǒng)如果也采用61970的CIM模型，就能實現(xiàn)數(shù)據(jù)模型的無縫拼接。

(5)基于web的GIS技術實現(xiàn)

GIS平臺目前只實現(xiàn)了C/S模式，通過單點登陸機制完成系統(tǒng)之間的交互，既增加了維護的工作聯(lián)，也難以滿足用戶的需求。下一步將盡快實現(xiàn)web GIS功能，從而將GIS操作與營配一體化系統(tǒng)界面無縫結合，提供更好的用戶體驗。

(6)營配一體化需求的挖掘和實現(xiàn)

營配一體化平臺的設計可以滿足更多的業(yè)務需求，在現(xiàn)有的功能基礎上，系統(tǒng)需要挖掘更多的業(yè)務功能和業(yè)務流程，從而可以將營配一體化模型的應用更廣泛，提供更多高級分析和決策支持功能。