基于GIS的营配一体化系统

1成果实施前的情况和问题

广州供电局是一个拥有410余万用户的特大型供电企业。经过多年的信息化建设，广州供电局针对营销客服、配网生产等业务分别建成了营销MIS、计量自动化、EMS等信息系统，为营销管理和配网生产工作提供了有力支撑。由于这些业务系统建设于不同时期，采用的技术也不同，导致各系统之间的数据交互和协同工作困难。由此，带来以下问题：

(1) 基础数据的完整性和一致性得不到保证

设备台帐、电网拓扑、用户资料等基础信息分散于各业务系统，存在重复录入和重复维护的现象，增加了数据的维护成本。同时，由于缺少统一的数据模型和系统间数据交换的接口，导致系统间的数据集成困难，基础数据的完整性和一致性得不到保证，无法满足业务需求。

(2) 业务部门之间难以协同工作

因为各业务系统独立运行，跨部门的业务流程无法在不同的业务系统中流转，导致部门间的协同工作难以实现，影响工作效率。

(3) 供电可靠性、“线损四分”等工作得缺少技术支持手段

供电可靠性计算和线损分析需要准确的电网拓扑、设备台帐、用户资料等基础数据和大量的实时运行数据作为支撑。在各业务系统独立运行的情况下，供电可靠性、“线损四分”等工作得缺少有效的技术支持手段。

(4) 系统繁多，操作复杂

业务人员需要同时面多个业务系统，并适应不同业务系统的不同操作风格，增加了工作难度和工作量。

为提高供电可靠性和客户服务水平、加强“线损四分”管理，打造标准化、一体化的企业级信息化平台，广州供电局全面开展营配一体化工作，通过建设营配一体化信息系统，在全局实现“统一、规范、常态化”的运作模式。“基于GIS平台的营配一体化系统”是一种全新的思路，在现有成熟的专业应用系统的基础上，打造跨系统的业务应用的模式，并探索了一种方法论，以统一逻辑模型为基础，建立统一的业务数据平台，建构标准统一的应用、数据服务平台，实现一体化应用的创新集成。通过营配一体化建设与推广，广州供电局建立了基于GIS的营配一体化系统，集成了营销、GIS、配网生产、配网工程、计量自动化五大系统，建立了全局10kV-380V电网设备和电力用户的基础资料以及拓扑关系，完善了基础资料常态化管理的工作模式，为提高供电可靠性和优质服务工作提供了强有力的信息化支持手段。

2成果主要内容

2.1系统建设

系统遵循IEC-61970 CIM标准，在配网资源地理信息系统(GIS)中建立了从10kV到380V电压等级的电网模型，并对设备台帐、图形数据、拓扑关系、营销用户档案等进行管理。基于GIS，系统实现了营销与客服管理、配网生产管理、配网工程管理、配网规划决策支持、综合停电管理、中低压供电可靠性在线分析与实时预测、“四分线损”管理、远程抄表与停复电等功能。

2.2数据普查

为配合系统建设，广州供电局对全局范围内的410余万用户、22649公里10kV线路、33489间10kV电房、62596个低压台区、96976公里低压线路进行了全面普查，建立了从10kV到380V的完整的基础数据平台。同时，通过工程资料电子化移的方式，将营销、配网基础数据的日常维护工作固化到配网工程竣工验收环节中，实现了基础数据的动态管理。

2.3制度建设

制定了《广州供电局营配一体化工作管理规定》、《广州供电局营配一体化工作考核办法》、《广州供电局营配一体化系统运行维护管理规定》，从制度上确保了营配一体化工作的高效、常态化运作。

2.4组织建设

为配合营配一体化项目的实施，在各区(市)供电局成立了信息维护班。信息维护班作为常设机构，负责区(市)局营配一体化系统的建设、推广与运维，确保系统的稳定运行以及基础数据的准确性、实时性。

3成果创新点及效益分析

基于GIS的营配一体化系统在统一的电网设备和客户信息模型、基础资料和拓扑关系的基础上，建设了一个统一的应用和数据服务平台，为供电可靠性管理、客户停电管理、线损四分管理、业扩报装辅助决策、配网建设规划等工作提供了有效的技术支撑。系统的主要特点如下：

(1)建立了完整的营配一体化数据模型

系统遵循IEC-61970的CIM模型，并在此基础上对配电网的低压部分进行了扩展，建立了从10kV到380V电压等级的电网模型，以GIS为平台对设备台帐、图形数据、拓扑关系、营销用户档案等进行有效管理，并通过中低压设备台帐和营销用户资料的结合，形成了完整的营配一体化数据模型，为线损四分管理、供电可靠性统计、提升客服水平等一体化业务的实现及应用提供了坚实的基础。

(2)采用准实时平台

系统通过准实时数据平台与计量自动化系统交互表计负荷信息、与配网自动化系统交互配网运行实时负荷信息、与EMS系统传递站内馈线负荷信息，实现配网运行业务与营销、自动化业务数据的互联互通，解决大量的专业应用数据跨系统进行交互的问题。

(3)科学的供电可靠性分析

国际可靠性指标计算标准是统计到计费用户，而目前我国采用的中压供电可靠性管理系统以中压配变为用户单位进行统计，难以扩展至低压用户。本系统实现对中、低压客户供电可靠性数据的实时自动采集、统计和分析，为提高中、低压客户可靠性管理水平提供有力支撑。

(4)实现“线损四分”管理

通过配网设备与营销用户的关联，结合计量自动化的实时信息，真正实现了线损分区、分压、分线和分台区的实时统计和分析。基于GIS的线损理论计算功能模块，利用设备台帐的拓扑关系和准实时数据自动计算10kV馈线、公变台区的技术线损情况，通过理论线损值与实际线损值的比较，为降低线损和提高线损的精细化管理提供了量化分析的依据。

(5)实现业务和流程集成

系统对营销管理、配网生产管理、配网工程管理、计量自动化、配网规划、调度自动化、配网自动化等多个业务进行集成，为跨专业、跨部门的协同工作提供了支持。

(6)采用SOA设计架构

系统采用先进的SOA架构实现数据服务功能，为应用集成和“一体化”应用提供实践基础。

系统的建设遵循以提高供电可靠性为总抓手的管理思路，为进一步提升客户服务水平创造了良好的条件。通过客户信息与设备信息的紧密关联为停电通知到户、故障实时查询、停电范围定位等高级应用坚实的基础。以客户为基础的供电可靠性管理模块更注重客户的综合停电管理，有效缩短了用户的停电时间，并可针对不同等级的用户实施不同的保供电措施。通过对停电、运行等综合信息进行挖掘、分析及监控，及时发现可靠性管理中出现的问题，为提高供电可靠率提供了有力的技术支持，实现了售电量的持续稳定增长。线损四分管理的实施及推广应用大大减少管理线损，直接提高企业经济效益。

4成果实施部署过程及详细情况

2007年，广州供电局以海珠供电局作为试点，建立基于GIS平台的营配一体化的集成应用系统，实现了供电可靠性分析、停电综合管理、线损四分分析、远程自动抄表、自动停复电等功能。该系统于2007年12月29日通过广东电网公司组织的项目验收。

2008年，营配一体化项目在广州供电局全局推广。配网设备和用户资料等基础数据的普查作为系统建设的基础工作在广州供电局全面展开。6月底，中心城区的基础数据普查工作顺利完成。随后，广州供电局开始了农电区域的数据普查工作。工作人员克服了地形复杂、普查区域大、用户分散等困难，于9月底完成农电区域的普查工作。10月，开始对全局基础数据进行查缺补漏。截止12月底，营配基础数据的完整性和一致性达99%。面对海量的基础数据，广州供电局采用配网工程电子化移交的方式，将营销、配网基础数据的日常维护工作固化到配网工程竣工验收流程中，实现了基础数据的动态管理。同时，通过数据质量管理平台的建设，将营配基础数据的质量提升工作纳入到日常工作中，确保基础数据的准确性、完整性、和一致性。

在完善基础数据的同时，系统功能的开发工作也顺利进行。2008年1月，配网工程电子化移交模块上线运行。4月，供电可靠性系统通过功能验收，正式上线运行。10月，配网规划辅助决策系统通过功能验收，同时完成营配一体化系统的总体功能验收。11月，低压供电可靠性系统实现可靠性指标统计到户。

2009年，系统进入实用化阶段。广州供电局印发了《广州供电局营配一体化工作管理规定》，并落实了考核工作，从制度上确保了营配一体化工作的高效、常态化运作。同时，启动了基于GIS的三维管线系统、快速复电应急管理系统、供电可靠性二期、配网规划辅助决策二期等系统的建设工作，为一体化的业务体系提供更高、更深层次的支持。2009年9月，项目通过广东电网公司组织的实用化验收，评定结果为优秀。

5产生的实际效果

5.1应用体系架构

基于GIS的营配一体化系统以GIS平台、信息集成平台(一体化建模、公共信息模型CIM与数据交换模型)、准实时数据平台等作为底层的信息基础，在此之上通过集成供电可靠性管理系统、营销及客户系统、配网生产系统、配网工程系统、配网规划系统等业务系统，通过营配一体化门户集中展现各类业务信息，为营销客服和配网运行提供信息技术支撑。系统的应用体系结构如下图所示：

营配一体化系统的应用体系架构

在营配一体化应用体系架构中，GIS平台是设备数据的源头。配网设备基本信息、设备空间地理信息、设备拓扑信息以及设备的图形信息在GIS平台中进行维护。同时，GIS平台针对营配一体化应用体系提供电网的拓扑运算及空间分析，并作为GIS图形化展示平台，为营配一体化平台提供图形化的支持。

信息集成平台采用统一的业务模型和数据模型来描述营配一体化模型，实现对配网模型的定义与管理，为营配一体化系统的数据交互提供信息交互的基础。

准实时数据平台通过与计量自动化系统交互表计负荷信息、与配网自动化系统交互配网运行实时负荷信息、与EMS传递站内馈线负荷信息，实现配网运行业务与营销、自动化业务数据的互联互通，解决大量的专业应用数据跨系统进行交互的问题，提升配网运行管理水平。

供电可靠性管理、营销及客户系统、配网生产系统、配网工程系统、配网规划系统等业务系统以GIS平台为基础，利用信息集成平台和准实时数据平台提供的服务，分别为各专业日常的生产与管理提供有力的支撑。

5.2 系统主要功能

(1)集成平台(EAI)

信息集成平台是营配一体化系统的基础，提供了数据同步、数据共享、界面集成等功能。数据同步和数据共享实现了业务系统间的信息集成。界面集成基于已有的信息门户EIP平台，在推广实施统一认证的基础上，将应用系统的界面功能封装成共享界面服务，为用户提供统一、规范的操作界面。

(2)GIS平台

GIS平台利用地理信息技术，对配电网的空间资源进行有效管理。GIS平台主要实现了以下功能：

u 基本功能。包括图形操作、图形编辑、电网建模、拓扑关系的建立与维护、电网模型校验、标准空间分析、空间查询、数据版本管、图形数据导入与导出、绘图打印等。

u 专题图管理。根据配电网实际分布情况和配电网拓扑关系，自动生成单线图、拓扑图、系统图、台区图、线路条图、相序图。

u 设备查询与统计。可以按单位、线路、设备类别、设备型号对设备进行查询;可在图上以单点、拉框、多边形选择等方式查询和统计指定范围内的设备信息;可通过数据库内的设备属性构造查询条件，实现设备定位;可按不同方式统计电网图上的设备分类信息及详细信息;可统计各类设备的数量和容量;可统计指定馈线的设备数量、线路长度、设备详细台帐信息等。

u 开关模拟操作。根据设备的拓扑关系和联通关系，模拟开关设备操作后的线路停供电状态，并在地图上显示停电范围。同时提供受影响用户清单，做到准确通知到户。

(3)配网生产管理信息系统

配网生产管理信息系统应以设备台帐为基础，以业务流程为驱动，实现巡视、消缺、故障处理、预试定检、两票、停电、配网调度、班务管理等配网运行业务的一体化管理。配网生产管理系统包含生产计划管理、台帐管理、停电管理、巡检与消缺管理、两票管理、班务综合管理等功能模块，对配网生产与管理工作提供了全面的支持。

(4)配网工程管理系统

配网工程管理系统实现对配网工程项目的全生命周期管理，对项目立项、设计、施工、竣工的各环节进行管理。系统包括项目库管理、设计管理、实施管理、资金管理、统计分析等功能模块，为项目的进度、质量、费用、安全等管理提供信息化的支持手段，有效减少各部门之间的沟通成本，提高了工作效率和项目管理水平。

(5)营销系统

电力营销系统包括客户服务交、营销业务处理、营销业务管理、营销决策支持等子系统。客户服务交互子系统提供网站服务、信息发布、网上营业厅、客户现场服务、95598服务等功能;营销业务处理子系统提供业扩管理、抄表管理、电价、电量与电费管理、计量管理、用电检查管理等功能;营销业务管理子系统提供营业稽查、工作质量、线损管理、购电管理等功能;营销决策支持子系统提供电量分析、电费分析、电价分析、分时用电分析、客户分析、业扩分析、计量分析、系统报警、综合信息等功能。

(6)面向用户的供电可靠性管理系统

面向用户的供电可靠性管理系统通过信息集成平台完成基础数据、运行数据和停电计划数据的采集，在此基础上利用各种供电可靠性指标算法(包括针对中压和自然用户的各种计算、年报表的指标计算、客户停电管理统计指标计算、供电可靠性预测指标计算等)完成供电可靠性的计算。同时，系统还能以饼状图、柱状图、表格等形式，从时间、运行单位、停电性质等多个维度进行供电可靠性指标分析。系统还提供了供电可靠性的预测功能，辅助供停电计划的制定与审批，做到先算后停，为提高供电可靠性提供支持。

6今后的拓展方向

基于GIS的营配一体化系统经过不断完善和发展，目前运行情况良好，能够满足现有的业务需求和功能。但是，随着技术发展和业务需求的变化，需要对系统的功能和技术进行不断改进，以更好地适应业务发展的需要。下一步，将继续开展以下几个方面的工作：

(1).IEC-61968 CIS实现的完善

IEC-61968的CIS模型还在继续发展，很多的业务定义还未提交。下一步，将根据技术发展和业务变化，继续完善61968的CIS模型，更好地为业务服务。

(2).数据处理效率提高

由于系统涉及大量的业务数据数据处理，如何提高处理速度是下一步要解决的重要问题。

(3).可靠性计算模型优化

由于供电可靠性计算到低压用户，基础数据量庞大，网络拓扑关系复杂。随着可靠性计算随着项目的推广，对系统性能的要求将更加严格。因此，必须对可靠性计算模型进行优化。

(4)模型的拼接和共享

营配一体化完善了广州供电局中低压电网模型，并且遵循了61970的CIM定义，为广州供电局建立一体化的业务系统提供了模型基础。针对主网的业务系统如果也采用61970的CIM模型，就能实现数据模型的无缝拼接。

(5)基于web的GIS技术实现

GIS平台目前只实现了C/S模式，通过单点登陆机制完成系统之间的交互，既增加了维护的工作联，也难以满足用户的需求。下一步将尽快实现web GIS功能，从而将GIS操作与营配一体化系统界面无缝结合，提供更好的用户体验。

(6)营配一体化需求的挖掘和实现

营配一体化平台的设计可以满足更多的业务需求，在现有的功能基础上，系统需要挖掘更多的业务功能和业务流程，从而可以将营配一体化模型的应用更广泛，提供更多高级分析和决策支持功能。