摘要：通过本论文的研究增加电网运行数据以及相关状态的获得渠道，将电网运行相关信息针对不同的工作需求、信息性质、获得对象以及信息重要性等因素进行多角度的分层处理并储存，采用安全的信息传输方式使相关工作人员可以随时随地的获得对其有价值的信息和数据。为电力生产各环节之间高效和紧密的配合提供了可靠的数据分层共享移动平台，是电网运行在线安全预警、信息获得、辅助决策等多维化的体现，是提高监控系统信息告知信息主动性和针对性的有效办法，实现了调度决策的精益化、流程化和智能化，提高了电网运行的安全性和预防控能力，形成了一体化的智能电网调度体系。
调度实时信息分层共享管理平台建设的主要目的是将调度数据根据工作需求和专业特性进行分层共享、信号分类、多维传输，提出具体的理论依据和实施方案，并且通过调度数据综合管理平台的开发和应用来实现项目研究的实用目标。调度实时信息分层共享管理平台将相关数据信息针对不同的工作需求、信息性质、获得对象以及信息重要性等因素进行多角度的分类处理后并储存。基于数据平台的相对独立性，使数据信息的获得不受地域的限制。同时数据平台的建立以及其针对性的主动推送模式，使信息获得与状态监控具有了主动性和多维性。
调度实时信息分层共享管理平台是以现代计算机技术、无线网络技术、自动化技术和信息分类技术为基础的新型计算机自动化集成系统。调度实时信息分层共享管理平台实现各专业系统的信息共享及系统之间的联动控制，提高运营的安全与效率，同时可为调度自动化运行管理提供信息化基础。
关键词：分层处理；信息安全；移动平台；设计；应用
一、绪论
1.1 课题研究的背景和意义
近期国家电网十二五科技发展规划对新一代智能电网调度体系提出了新的发展方向：实现调度生产各环节的全景监视和综合智能告警，实现电网运行的在线安全预警、辅助决策和多维多层协调的主动安全防御，实现调度决策的精益化、流程化和智能化，提高电网运行的安全性、经济性和预防控能力，形成一体化的智能电网调度体系。
随着国内电网建设高速发展，电网覆盖范围不断扩大，结构日趋复杂，电网运行的稳定性、安全性和可靠性也变的更加重要。目前SCADA系统在电力行业快速发展，各生产、运行、维护工作对调度数据的需求越来越大。调度、自动化部门、继保、运行维护、通讯等部门虽各司其职但也需要通力协作，及时、准确的得到相关信息能大大提高其工作效率，同时各部门能发挥在各自专业邻域的有势，更好的互相配合保证电网的正常运行。开放调度数据共享渠道，建立不受时间、地域限制的信息网络，加强各部门对调度工作的支持与协作，发挥各工作环节的主关能动性，为建立更为和谐、高效的工作模式打下坚实基础，是电网正常运行的重要保障。
本研究项目的将增加电网运行数据以及相关状态的获得渠道，将电网运行相关信息针对不同的工作需求、信息性质、获得对象以及信息重要性等因素进行多角度的分类处理并储存，采用灵活的信息传输方式使相关工作人员可以随时随地的获得对其有价值的信息和数据。响应了国家电网十二五科技发展规划中的相关要求，为电力生产各环节之间高效和紧密的配合提供了可靠的数据共享处理平台，是电网运行在线安全预警、信息获得、辅助决策等多维化的体现，是提高监控系统信息告知信息主动性和针对性的有效办法，实现了调度决策的精益化、流程化和智能化，提高了电网运行的安全性和预防控能力，形成了一体化的智能电网调度体系。
1.2 相关技术的研究现状
在欧美等发达国家移动网络技术已经广泛应用于电力、供水、燃气、油田等传统行业的SCADA系统中。例如美国MDS公司的MDS电台无线通讯技术、德国施耐德公司的M430无线传输装置都在电力SCADA系统的无线传输技术领域中得到广泛应用。近年来随着移动终端的飞速发展（如智能手机、平板电脑等），人们的生活已经渐渐远离了传统的PC电脑。目前移动终端上开发的软件已经灵活运用到生活的每一个角落。银行、铁路运输、民航等行业率先将自己的业务移植到移动终端中，方便用户并取得了广泛的好评。随着移动终端相关技术的成熟，移动终端工业化势在必行。
根据国网公司“三集五大”体系建设的总体要求，在确保电网安全稳定运行的前提下，各地区和市局正积极稳妥地推进调控一体化工作。为进一步提高地、电网调度自动化水平，满足调控一体化和配网自动化的要求。自动化系统支撑平台应为各类应用的开发、运行和管理提供通用的技术支撑，提供统一的交换服务、模型管理、数据管理、图形管理，满足电网实时运行监控的需求。支撑平台应遵循DL/T 890、DL/T 1080 等标准要求，同时还应遵循国家电网公司颁布的《电力系统数据标记语言-E 语言规范》、《电网运行数据交换规范》 等企业标准的要求，遵循电网设备相关命名规范和编码规范，实现信息和数据共享。
从无线技术发展的历史看，其能获得巨大的成功，除了自身技术上的优势以外，客观存在的客户群体、成本因素、业界支持度，这些都是不能忽视的。然而早期WAP并不能让人满意。发展中期，各种与CDMA和GPRS相应的配套产品不断涌现，不仅提高了数据传输的速率和准确性也由此带动了成本的下降。而今的3G、4G网络的诞生更是把无线传输技术推向一个新的高峰。
目前我国3G技术更迅猛的发展，4G的诞生，移动通信信息安全将更加完善，无线传输技术其最大的优势灵活性和可移动性，将对电网的未来发展带来质变的促进作用。根据国家电力部门十二五规划中关于加快电力系统无线数据传输技术的要求。随着电力系统领域的无线传输技术将进一步加大传输数据量和加快传输速度进。调度实时信息分层共享管理平台将在电力监控领域有更加广阔的发展前景。
二、调度实时信息分层共享管理平台概述
2.1 调度实时信息分层共享管理平台概述
调度实时信息分层共享管理平台建设的主要目的是将调度数据根据工作需求和专业特性进行分层共享、信号分类、多维传输，提出具体的理论依据和实施方案，并且通过调度数据综合管理平台的开发和应用来实现项目研究的实用目标。
根据国网公司“三集五大”体系建设的总体要求，在确保电网安全稳定运行的前提下，各地区和市局正积极稳妥地推进调控一体化工作。为进一步提高地、电网调度自动化水平，满足调控一体化和配网自动化的要求。自动化系统支撑平台应为各类应用的开发、运行和管理提供通用的技术支撑，提供统一的交换服务、模型管理、数据管理、图形管理，满足电网实时运行监控的需求。支撑平台应遵循DL/T 890、DL/T 1080 等标准要求，同时还应遵循国家电网公司颁布的《电力系统数据标记语言-E 语言规范》、《电网运行数据交换规范》 等企业标准的要求，遵循电网设备相关命名规范和编码规范，实现信息和数据共享。
从无线技术发展的历史看，其能获得巨大的成功，除了自身技术上的优势以外，客观存在的客户群体、成本因素、业界支持度，这些都是不能忽视的。然而早期WAP并不能让人满意。发展中期，各种与CDMA和GPRS相应的配套产品不断涌现，不仅提高了数据传输的速率和准确性也由此带动了成本的下降。而今的3G、4G网络的诞生更是把无线传输技术推向一个新的高峰。
近年来随着移动终端的飞速发展（如智能手机、平板电脑等），人们的生活已经渐渐远离了传统的PC电脑。目前移动终端上开发的软件已经灵活运用到生活的每一个角落。银行、铁路运输、民航等行业率先将自己的业务移植到移动终端中，方便用户并取得了广泛的好评。随着移动终端相关技术的成熟，移动终端工业化势在必行。
目前我国3G技术更迅猛的发展，4G的诞生，移动通信信息安全将更加完善，无线传输技术其最大的优势灵活性和可移动性，将对电网的未来发展带来质变的促进作用。根据国家电力部门十二五规划中关于加快电力系统无线数据传输技术的要求。随着电力系统领域的无线传输技术将进一步加大传输数据量和加快传输速度进。调度实时信息分层共享管理平台将在电力监控领域有更加广阔的发展前景。
在欧美等发达国家移动网络技术已经广泛应用于电力、供水、燃气、油田等传统行业的SCADA系统中。例如美国MDS公司的MDS电台无线通讯技术、德国施耐德公司的M430无线传输装置都在电力SCADA系统的无线传输技术领域中得到广泛应用。
随着科技的发展，信息安全与无线传递技术越来越成熟，国内部分研究机构已经开始将移动通信技术移植到各个重要生产领域，并获得了开拓性的成效。例如海上油田远程监控，航道浮标水位信息监控，输油管道定位监测技术等，无线信号传输技术进入生产工作领域已经势在必行，同时实践证明无线信号传输技术将为生产工作领域带来新的局面。
2.2 调度实时信息分层共享管理平台分析
2.2.1调控中心各生成部门节点缺陷分析
目前SCADA监控系统中的数据信息虽能反映电网运行的状态，但是由于其涉及到电网运行的安全和稳定，难以提高数据的共享性，对各种数据信息进行多层分类存在诸多不便。由于调度数据的特性，在长期的生产、检修、维护工作中我们总结出如下问题：
（1）电网消缺工作的效率受到制约。
目前我市电公司电网运行缺陷处理流程管理中存在着沟通节点多，导致各部门沟通及时性差，缺陷消除不彻底，重复工作情况频发，消缺工作的成功率和及时性难以控制。
一次正常的消缺工作流程：当变电所产生一串事故信息报警时，SCADA系统将事故信息信号显示在监控后台上，调度员及时记录相关信息上报至调度负责人，调控中心主任根据上报信息并结合自己的工作经验出具消缺单并告知信息相关部门负责人安排消缺工作，相关部门消缺工作结束后将结果上报负责人并填写缺陷单，消缺工作结束。但当发生的事故信息较为复杂，消缺工作需要多部门配合时传统的管理流程就会出现工作配合不及时、沟通不清、浪费劳动资源等缺陷。
在SCADA系统中有些缺陷信息是瞬时发生的，如事故信息跳闸误报或漏报。而调度员对现场装置、自动化系统的专业知识并不十分了解，因此他们描述缺陷现象时并不能正真反应问题的本质，消缺工作人员往往会无从下手。
（2）现场检修工作信息闭塞。
SCADA WEB系统是非调度工作人员获取调度数据的主要信息渠道。但有线网络的覆盖面是有限的，当在现场的工作人员（如线路检修、配网维护等），他们只能通过纸质的电网联络图来查看相关线路及设备运行情况并以此来判断本次操作是否会对周边设备及线路造成影响。但此类联络图不能做到及时更新，更可能显示电网动态信息。因此现场检修人员在工作时非常需要实时调度数据的支持。
（3）调度员监控工作压力大。
为顺应工业发展和城市建设的需要，电网规模日趋增大，从而使得电网监控信息量变得十分庞大。每当雷雨季节或变电站出现故障时，大量告警信息会涌现在调度后台软件的告警窗中。这时调度员和监控人员需要在大量的事件告警信号中找到最重要和最关键的信息，虽然我们使用了很多手段来凸显重要告警信息，但效果依然不明显。
由于监控工作需要24小时保持高度警惕的特性，使调度人员和监控人员工作压力较大，容易产生精神疲劳，难免会有电网监控工作中重要告警信号被漏看的情况发生，从而导致无法及时处理和解决电网运行中突发的问题。
2.2.2调度实时信息分层共享管理平台建设作用分析
为解决传统消缺流程中存在的诸多问题及工作不便，调度实时信息分层共享管理平台宗旨在于开放调度数据共享渠道，提高数据利用效率为主导思想。将相关数据信息针对不同的工作需求、信息性质、获得对象以及信息重要性等因素进行多角度的分类处理后并储存。基于数据平台的相对独立性，使数据信息的获得不受地域的限制。同时数据平台的建立以及其针对性的主动推送模式，使信息获得与状态监控具有了主动性和多维性。
（1）调度数据的针对性分类及分层共享处理
通过对各个工作环节的工作需求以及其对不同数据的关注度，制定分类方案并在分类方案的指导下建立数据的二次存储机制；按照数据涉及的内容以及特性建立多个数据存储域，对系统内的每个数据进行判断，将其归存至相对应的数据存储域。针对不同工作人员的需求及专业对其开放相应域内的数据获得权限。
（2）电网运行的在线安全预警和辅助监控的多维化实施办法
基于对SCADA系统内的遥测、遥信数据分析处理，实时监测线路故障信息及电网设备的状态参数和运行情况，运用GPS信息传递技术以主动推送的方式将告警信息及时告知信息各部门维护管理责任人，加强监控力度和告知信息的主动性，打破传统的信息获取方式，提高各部门对数据的利用效率。帮助形成一体化的智能电网调度体系。
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（3）加强调度数据的共享，打破传统工作管理模式的局限
为解决传统消缺工作流程中存在的不足之处，需要我们通过有效的管理手段来提高调度数据的利用效率，加强各生产部门的配合力度，提供整个调度工作的工作效率。当电网运行缺陷产生时，调度实时信息分层共享管理技术能将缺陷内容通过星形信息发布的方式直接传达给各个部门的工作人员，减少沟通环节，提高信息获得的及时性，便于各部门及时做出反应，将缺陷的危害程度降到最低。
调度实时信息分层共享管理技术通过数据分层分区的管理方式使调度数据设计具有针对性，提高查询效率。不同的工作需求对数据的详细程度要求有差异，我们根据不同的需求将对象信息进行优化分类，发送详细程度不同的内容，并有针对性的区别对待。通过直观图形的信息显示方法，弥补了文字描述的不足，彻底杜绝会错意的现象发生。经过实际工作的检验工作人员体会到调度实时信息分层共享管理技术的实施给他们的工作带来切实有效的帮助。
（4）增加数据发布的渠道，打破传统数据显示模式
为解决现场工作人员，可以随时随地的了解到各线路开关位置的状态，并保证开关状态、遥测信息与调度台显示的一致。调度实时信息分层共享管理技术通过调度实时信息分层共享的技术手段提高了调度数据的覆盖范围，打破了工作人员与数据之间的局限性。解决现场检修工作因为纸制电网联络图未及时更新或数据不全而无从下手的难题。
我市正积极建设城镇配网自动化，由于配网信息具有数据量庞大，更新速度快的特点。在对配网进行现场检修及维护的工作中需要准确了解线路和设备的运行状态，并且必须也调度台显示的相关信息一致。因此我们将大量的配网接线图、遥测数据、开关位置等数据精确输入调度实时信息分层共享管理平台，并及时与配网系统保持同步。
（5）建立多维度的信息告警机制，加强重要信号的告知信息力度
在实际工作中，为避免因调度值班人员由于疏忽，精神疲劳等主客观原因引起的监控盲点。我们考虑是否可以将最为重要的告警信息通过第二条途径显示在调度要和监控员的面前，提醒工作人员对此类信号需要格外提高警惕，或者需要第一时间得到处理。调度实时信息分层共享管理技术会将电网运行中需要重点关注的异常信息通过数据共享平台有针对性的推送给当值的调度人员和监控人员，加强了对异常信息的监控力度和主动性，从而极大降低了因上述因素而造成电网运行稳定性和安全性降低的机率。
当发生极端情况，告警信息极为复杂当值调度员难以判断，但又需要他快速做出反应，对某些开关进行正确遥控时，有经验的调度值班人员或调度班长在非工作环境中通过调度实时信息分层共享平台获取告警信息后对当值调度员提供正确建议和指导。避免事故信息的蔓延和扩大，从而导致更严重的损失。
（6）增强数据传输安全管理，提高数据传输的安全性。
确保网络设施和信息资源只允许被授权人员访问。根据信息的重要性和保密要求，可以分为不同密级，并具有时效性。
基于电网运营数据的机密性和重要性，在数据传输的过程中运用省电力公司数据传输通道以及严密的数据安全方式并且采取了严格的点对点权限验证，确保无权限人员无法查看相关信息。
调度实时信息分层共享管理平台对每位用户都设置相应的权限。具有权限允许的用户才能接收信息。增强了信息的安全以及保密性。我们还对权限进行分级，只有具有相关权限的人员才能获得其对应权限区域内的相关数据；做到了：把对的信息给对的人。除此之外，平台也会对每位授权用户接收的信息的内容、时间进行记录。
三、调度实时信息分层共享管理平台的软件功能模块设计
3.1调度数据综合管理平台软件功能模块设计
（1）数据分层处理模块
信息处理模块对SCADA的数据信息进行分析和处理，根据各个电气设备的电压、电流、功率数据、电量数据、状态事件等，对电网运行的状态进行分析，以确定是否正常运行，若有故障，判断故障的性质、类型及原因。通常使用的方法包括：阈值诊断、模糊推理等。一旦发现异常信息，产生预告警信号，以短信的形式告知信息监控人员将有故障发生。同时也打破了工作人员与数据之间的局限性。目前工作人员只能通过后台Web来浏览数据。有线网络的覆盖面是有限的，当工作人员外出时，或者在急需知道某项数据，而他恰巧又不在常规系统覆盖范围内，本系统将弥补有线覆盖的局限性，使得工作人员可以在任何有移动信号的地方都能方便快捷的获得所需要的数据。
数据分层设计具有针对性，提高查询效率。不同的工作需求对数据的详细程度要求也有差异，系统根据不同的需求将对象信息进行优化分类，发送详细程度不同的内容，并有针对性的区别对待，一方面降低了数据流量，另外一方面也提高了工作效率。
数据统计灵活性，可以对数据进行个性化的统计，统计通过内部软件实现，脱离了传统的固态模式，使得数据统计，更加符合实际情况，更加符合用户的实际需求。
（2）重要告警信息推送模块
调度数据综合管理平台接收Web服务器数据库中的重要告警信号（例如事故信息跳闸、线路接地、通讯中断、遥测越限等重要信号）并通过通讯模块将分类完成的重要告警信号分别发送至值班调度员以及相关责任人的移动终端上，确保事故信息信号及时被发现，异常信息事件能得到及时处理。
针对性的告警信息分层推送，强制提醒，对于级别较高、专业性较强的报警信息，采用了推送到个人的模式，增加了告警信息的获得渠道，同时也加强了高级别信号异常信息的提醒和警告功能。使不同类别的告警信息发送给相应工作负责人。
人性化的可靠性提升，弥补了值班人员由于疏忽，精神疲劳等主客观原因引起的监控盲点。进一步加强了监控系统人性化的一面。使得监控系统更加安全可靠，事故信息更容易被发现，便于及时解决处理以及上报。
（3）数据传输模块
为了确保信息网与信息源有绝对的独立性，不产生安全隐患蔓延现象。调度数据综合管理平台的数据来源于自动化信息数据三区，而数据三区与自动化信息数据一区之间建立了物理隔离装置，防火墙装置，并在信息交互安全措施上实施了数据包过滤原则，端口封闭措施，IP识别措施等相关的安全防范措施；这种数据获得模式是建立在强有力的物理防范措施基础上的，并使调度数据综合管理平台既能获得正确的数据源，又与SCADA系统相对独立，从根本上做到了杜绝安全隐患蔓延。
确保网络设施和信息资源只允许被授权人员访问。根据信息的重要性和保密要求，可以分为不同密级，并具有时效性。基于电网运营数据的机密性和重要性，本系统采取了严格的点对点权限验证，确保无权限人员无法查看相关信息。除此之外，对权限进行分级，只有具有相关权限的人员才能获得其对应权限区域内的相关数据；做到了：把对的信息给对的人。而系统相关的物理设备安置在自动化机房内，由自动化专员进行定时查看和维护，保证了物理设备的安全性。
确保网络设施和信息及其处理的准确性和完整性。从物理设备质量着手考虑，调度数据综合管理平台具有单独的服务器，而数据传输装置使用省公司短信网关，既保证了硬件设备的质量又确保了信息传输的安全可靠。在信息获取的准确性和完整性方面，采取了信息反馈和信息校准对比措施，保证了信息的准确性和完整性。
（4）用户安全权限管理模块
权限认证，调度数据综合管理平台对每位用户都设置相应的权限。具有权限允许的用户才能接收短信平台发送的信息。增强了信息的安全以及保密性。
用户信息记录，调度数据综合管理平台在给每位授权用户发送信息的同时，记录信号发送的内容、时间、用户信息。
数据包过滤规则，调度数据综合管理平台运用PKI公开密钥技术，将系统数据库与短信发送平台之间交互的数据进行安全防护。增强数据的完整性和安全性。
端口地址绑定，调度数据综合管理平台的数据库服务器操作系统实行端口地址限定，只开放安全端口及内部协议端口，提高系统的安全性。
数据单项传输，调度数据综合管理平台短息发送平台只允许系统向用户终端发送安全数据，拒绝用户终端向短信平台传输的任何信号。消除用户终端对系统可能造成的安全隐患。
四、调度实时信息分层共享管理平台的实施效果
4.1 增强各生产环节的配合力度
在平台推出前，受传统工作模式的影响，电网运行产生缺陷时容易出现消缺不及时，消缺结果反馈不明，甚至还会出现个部门“踢皮球”的现象。这些都是大家沟通不及时或者沟通渠道不畅通导致的。
调度实时信息分层共享管理平台的实施很好的解决了这些问题，各部门在同一时间准确的得到缺陷信息和电网运行情况，大家可以在共享平台上共同分析事故原因，提出消缺方案，获取工作经验。在各部门通力协作下，我供电公司调控中心消缺成功率提升15%，重复工作率降低8%，也为今后的维护、检修工作打下良好的基础。
4.2打破获取调度信息的局限性，提高数据利用效率
由于电网运行状况不断变化，而一次设备检修人员时常无法及时且准确的了解到相关信息，至使其难以及时的对电网运行状况做出准确判断。调度实时信息分层共享管理技术通过共享平台将根据检修人员的工作需求，随时为其提供相关信息数据，工作人员更加直观的了解目前各条线路的负荷、开关的状态等相关信息，以支持检修工作的顺利进行，极大的提高了工作效率。
4.3 加强电网运行情况的监控力度和主动性
调度实时信息分层共享管理技术针对性的告警信息分层推送，强制提醒，对于级别较高、专业性较强的报警信息，采用了推送到个人的模式，增加了告警信息的获得渠道，同时也加强了高级别信号异常的提醒和警告功能。使不同类别的告警信息发送给相应工作负责人。
新的管理技术使得监控工作得到人性化的可靠性提升，弥补了值班人员由于疏忽，精神疲劳等主客观原因引起的监控盲点。进一步加强了监控系统人性化的一面。使得监控工作更加安全可靠，事故更容易被发现，便于及时解决处理以及上报。
五、总结和展望
5.1 本文总结
本文以调度实时信息分层共享管理平台项目为背景，结合国网浙江丽水电力公司调控中心的实际情况，对本工程中决定使用调度实时信息分层共享管理平台的研发进行了总体方案的设计与应用。
（1）根据平台建设的初衷和预期达到的整体功能目标，设计出调度实时信息分层共享管理平台的硬件设计及软件功能设计。
（2）根据设计要求及调度数据具有的特点，详细设计了调度数据分层分区的实施方案，为实现提高调度数据利用率使整个平台更好的为调度监控工作服务，研究制定了对于庞大的数据进行分层处理的具体方法及流程。
（3）在数据处理设计完成后，又进行数据安全传输的研究。从安全分析评估到使用技术手段对调度数据进行安全处理，更提出加强人员安全管理的理念。也为今后大规模信息无线化互连提供了坚实的基础。
5.2 展望
调度实时信息分层共享管理技术研究项目实施至今虽然已取得一定的成绩，但由于调度中心各系统之间还未能做到完全互联，我们也发现此项管理技术能运用到更广泛的邻域，通过今后工作的不管改进及完善，我们将充分运用调度实时信息分层共享管理平台取得更好的效益。
今后工作的发展方向：
（1）更好的整合各类相关的数据和信息。如：电量数据、机房环境信息、非常气象预警信息等。
（2）丰富管理平台的数据内容，使其成为庞大的经验宝库。我们将今后调度会议中对有价值的内容记录在数据平台中，经过一定时间的积累，这些宝贵的工作经验将给我们的工作带来巨大的帮助。
（3）运用调度实时信息分层共享管理技术完善调度员交接班制度。使得调度员更明确上班后的注意事项和监控重点。
论文作者:吴新华,胡洪涛,祝巍蔚,陈楠
论文发表刊物:《电力设备》2017年第3期
论文发表时间:2017/4/27
标签：信息论文; 数据论文; 电网论文; 管理平台论文; 工作论文; 实时论文; 技术论文; 《电力设备》2017年第3期论文;