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《電網實時智能態勢評估大數據平臺數據接入規范》

中國電工技術學會發布時間:2024-03-20 11:24:55

  中國電工技術學會團體標準T/CES 220-2023《電網實時智能態勢評估大數據平臺數據接入規范》由中國電工技術學會提出,中國電力科學研究院有限公司、中國科學院軟件研究所、國網冀北電力有限公司、國網冀北電力有限公司電力科學研究院,北京華源格林科技有限公司等單位起草編制完成。該標準規定了電網調度信息接入大數據平臺的總體架構、功能要求和技術要求。

  1. 標準起草單位及主要起草人

  (1)起草單位

  中國電力科學研究院有限公司、中國科學院軟件研究所、國網冀北電力有限公司、國網冀北電力有限公司電力科學研究院,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、藍海波、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. 標準制定背景

  互聯大電網的復雜性為其安全穩定運行和智能防控提出了更高的要求,需要發展和建立與之相適應的在線安全防御支撐體系。然而,電網規模的龐大以及節點間復雜的關聯關系,一方面,使得電網模型難以被準確建模,直接影響了大電網安全穩定評估的準確性,一方面,使得基于模型機理的仿真分析計算時間開銷巨大,嚴重影響了大電網安全穩定評估的實時性,這給目前的電網態勢評估帶來了極大的挑戰。

  大數據技術為應對這一挑戰提供了很好的解決方案。通過構建大電網智能態勢評估大數據平臺可以存儲海量的全過程調度數據,從而在此基礎上結合人工智能方法對大電網模型參數進行在線調整,并在線進行正常態、預想態與未來態的分析評估,有效解決了電網模型不準確以及分析評估計算復雜度高的問題,對安全穩定評估精度與時效性的提升具有重要作用。由此可見,大數據平臺為電網態勢評估水平的提升提供了可靠的數據基礎。

  大數據平臺需要接入全過程的調度數據,包括PMU、RTU量測數據、電網運行方式數據、故障數據、GIS數據、調度計劃數據、氣象水文數據等,以此形成對海量調度數據的存儲,從而為電網模型的修正與調整、電網態勢的評估分析提供全面的數據依據。然而,目前尚缺乏態勢評估大數據平臺的數據接入標準,這便加大了各類異構調度數據接入大數據平臺的難度。亟待制定電網實時智能態勢評估大數據平臺數據接入規范來解決這一問題。

  本標準對于降低大電網智能態勢評估系統研發成本,提高其可靠性具有重要意義。通過提供一系列調度數據接入大數據平臺的標準規范,統一了PMU、RTU量測數據、電網運行方式數據、故障數據、GIS數據、調度計劃數據、氣象水文數據等異構調度數據從現有調度自動化系統向態勢評估大數據平臺的導入方式與相關指標,極大地降低了異構調度數據導入的難度,便于這些海量調度數據在大數據平臺上的組織管理以及安全穩定評估等態勢評估應用對這些海量調度數據的使用。這樣,一方面避免了由于數據接入標準不統一而帶來的系統間兼容集成問題,另一方面,也避免了引入不必要的人為錯誤,從而對降低態勢評估系統研發成本,提高態勢評估系統可靠性起到了很好的作用。

  3. 標準主要內容

  (1)范圍

  本文件規定了電網調度信息接入大數據平臺的總體架構、功能要求和技術要求。

  本文件適用于大數據平臺基礎調度數據的接入標準,用于面向電網實時智能態勢評估的大數據平臺研制與應用。

  (2)規范性引用文件

  本標準主要引用的文件主要包括:

  GB/T 35295-2017 信息技術大數據術語

  GB/T 36345-2018 信息技術通用數據導入接口

  (3)術語及定義

  主要包括消息堆積、結構化數據、非結構化數據、電網實時智能態勢評估的定義。

  (4)符號、代號和縮略語

  主要包括應用程序編程接口、地理信息系統、硬盤驅動器、超文本傳輸安全協議、標識、JavaScript對象表示格式、同步相量測量單元、遠程終端單元、數據采集與監視控制系統、安全文件傳輸協議、固態硬盤、傳輸控制協議。

  (5)數據接入方式

  主要包括實時數據流推送方式、API獲取方式、文件數據傳輸方式、大數據平臺數據接入功能性要求、大數據平臺數據接入性能要求、大數據平臺數據接入安全性要求。

  (6)數據存儲方式

  主要包括結構化數據存儲、非結構化數據存儲、大數據平臺數據存儲功能性要求、大數據平臺數據存儲性能要求、大數據平臺數據存儲安全性要求。

  (7)數據訪問方式

  主要包括結構化數據訪問方式、非結構化數據訪問方式、大數據平臺數據訪問功能性要求、大數據平臺數據訪問性能要求、大數據平臺數據訪問安全性要求。

  4. 標準制定效益

  本標準成果可應用于區域電網的智能態勢評估系統中,規范從現有調度自動化系統到大數據平臺的數據接入。電網實時智能態勢評估大數據平臺將以規定方式接入量測的PMU數據/SCADA數據、電網運行方式數據(包括電網計算模型與狀態估計結果)、靜態數據(包括GIS數據和生產計劃數據),根據相應協議對其進行解析,將其轉化為大數據平臺的統一存儲格式。這樣,大電網調度相關數據便可為正常態評估、預想態評估、未來態評估等智能態勢應用提供統一的數據服務接口。項目成果已在華中、華東、東北三個區域電網的安全穩定綜合智能態勢評估系統中進行示范應用。其中,在華中電網智能態勢評估系統建設中應用了本項目成果,該系統遵循本項目數據接入規范,在滿足現場工程實施與安全規范要求下,成功從電網調度自動化系統實時接入PMU數據、SCADA數據、狀態估計結果數據以及仿真數據,實現電網海量數據存儲管理,從而支撐電網正常態、預想態以及未來態評估的在線運行,幫助電網調度人員全面感知電網運行狀態,提高電網主動安全防御水平。

  同時,本項目相關成果已應用在新疆金風科技股份公司的金風大數據平臺設計方案中。金風大數據平臺從SCADA系統接入了風機設備數據,同時,還接入了產品數據、運輸數據、水務數據、租賃數據等,對其進行統一抽取、整合,按照各種數據的特性(結構化、非結構化、半結構化)構建其數據模型,從而進行集中式管理?;诖髷祿脚_,可通過強大數據挖掘工具,多維度的呈現數據不同價值給不同業務部門,為管理層和業務層提供豐富的數據服務。

  其中,SCADA數據接入大數據平臺利用了本項目的相關成果。在此,SCADA數據包括了實時數據、全量歷史數據以及統計數據。具體來說,SCADA數據包括了設備屬性、電場屬性、設備協議、設備運行數據以及設備KPI。而設備運行數據又包含實時秒級數據、歷史秒級數據、統計數據(一分鐘數據、十分鐘數據、日數據、功率曲線數據)以及故障數據、狀態數據、故障日志、PLC操作日志。針對上述SCADA數據,利用大數據平臺的SCADA數據接入標準,對不同實時與歷史SCADA數據規定了不同的數據接入方式與接入流程。

  此外,本項目相關成果也部分應用于石化新一代生產指揮中心建設中。生產指揮中心是企業所有生產管理與經營信息的匯集點與決策指令的發出點。它以大數據平臺為基礎,從SCADA、DCS、PLC等接入充分物聯的數據信息,包括生產過程數據與經營管理數據,對其進行統一存儲管理。本項目相關成果規定了將SCADA數據,包括裝置、設備號、位號、裝置關鍵參數(如溫度、流量、壓力、液位、質量、能耗績效、產量)、裝置有害氣體報警信號及環保相關參數點、關鍵裝置效績指標等接入大數據平臺的接入方式和接入流程,從而有效支持了企業信息共享與高效生產決策。

  (供稿:標準化工作辦公室)


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