CN110427392A - 一种基于云平台的配电网网格化管理信息系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于云平台的配电网网格化管理信息系统，包括基于云平台互联的数据源、管理平台以及客户端；数据源存储已有业务系统的各种业务数据；客户端根据给定的用户权限，利用云平台与管理平台实现双向数据传输，并显示相应结果；管理平台的数据采集单元采集数据源中的业务数据，网格划分单元对配电网进行网格划分生成网格边界，并赋予网格编号，网格数据归集单元将业务数据中的各种数据归集至各网格内并与每一网格编号建立映射关系，网格数据分析单元进行数据分析。实施本发明，基于云平台统筹各种业务数据，对数据进行智能化数据管理，解决了现有技术中存在的不足，提升了运营效率。
Description
技术领域
本发明涉及配电网管理技术领域，尤其涉及一种基于云平台的配电网网格化管理信息系统。
背景技术
配电网直接面向用户，其与城市规划发展、用户多样用能需求密切相关，但配电网运营面临着各种挑战，包括由用户需求复杂多变、市政规划不确定性大等形成的外部挑战以及由配电网点多面广人员不足、各业务环节数据庞大、标准不统一等问题等形成的内部挑战。因此，有必要对配电网进行有效的管理，为配电网运营及规划提供可靠的数据支撑。
为辅助配电网运营及规划，传统的配电网信息系统可提供地理背景图、现状配网设备位置、设备台帐数据，为规划阶段提供现状设备参考信息。
但是，传统的配电网信息系统存在许多不足之处，其不足之处在于：(1)局限较多，如数据主要依赖人工录入，更新周期长、工作量大，导致系统中数据常常与实际不相符；(2)自身数据量不足，难以满足配网规划建设全流程需求等，造成配网运营工作复杂、成本高、效率低；(3)对数据的挖掘分析不足，难以提炼具有指导性的结论。
发明内容
本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种基于云平台的配电网网格化管理信息系统，基于云平台统筹各种业务数据，对数据进行智能化数据管理，解决了现有技术中局限较多、工作复杂、成本高、效率低及数据分析不足等问题，提升了运营效率。
为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种基于云平台的配电网网格化管理信息系统，包括基于云平台互联的数据源、管理平台以及客户端；其中，
所述数据源，用于存储已有业务系统的各种业务数据；其中，所述业务数据包括地理信息数据、配电网设备台帐、配电网设备运行数据、用户报装数据及用户用电负荷数据；
所述客户端，用于根据给定的用户权限，利用所述云平台与所述管理平台实现双向数据传输，并显示相应结果；
所述管理平台包括数据采集单元、网格划分单元、网格数据归集单元及网格数据分析单元；其中，所述数据采集单元，用于利用所述云平台采集所述数据源中的业务数据；所述网格划分单元，用于根据所述数据采集单元采集的业务数据中的地理信息数据和配电网设备台帐，对配电网进行网格划分，生成网格边界，并对各网格赋予网格编号；所述网格数据归集单元，用于根据所述网格划分单元生成的网格，将所述数据采集单元采集的业务数据中的地理信息数据、配电网设备运行数据、配电网设备台帐数据、用户报装数据及用户用电负荷数据对应归集至各网格内并与每一网格编号建立映射关系；所述网格数据分析单元，用于基于所述网格数据归集单元中各网格归集的数据进行分析。
其中，所述地理信息数据为已有业务系统中的地理信息系统的业务数据，包括地块边界、大小、用地性质、建筑、道路、河流及山体数据；
所述配电网设备台帐为已有业务系统中的资产系统的业务数据，包括变电站主变、中压线路、配变、低压线路及断路器中各设备名称、设备编号、电压等级、型号、投产时间及位置；还包括变压器台数、变压器容量、各变压器电压等级出线规模、变压器权属、线路长度、线路路径以及线路权属；
所述配电网设备运行数据为已有业务系统中的SCADA系统和/或计量自动化系统的业务数据，包括变电站、配变及配网线路各自对应的设备名称、设备编号、电流、电压、有功功率、无功功率及负载率；
所述用户报装数据为已有业务系统中的营销系统的业务数据，包括用户编号、用户名称、用户报装容量、报装负荷类型、报装用电时间及用户位置；
所述用户用电负荷数据为已有业务系统中的计量自动化系统的业务数据，包括用户编号和用户现状最高负荷。
其中，所述网格数据分析单元包括网格状态生成模块；所述网格状态生成模块包括实时状态子模块、负荷预测子模块和规划状态子模块；其中，
所述实时状态子模块，用于根据所述网格数据归集单元中各网格的配电网设备台帐数据及配电网设备运行数据，生成相应的实时状态，并显示出每个设备连接关系和运行情况；
所述负荷预测子模块，用于根据所述网格数据归集单元中各网格的用户报装数据及用户用电负荷数据，预测规划每一网格内各用户的年负荷增量及最高负荷；
所述规划状态子模块，用于以所述网格数据归集单元中各网格的配电网设备台帐数据为基础，结合预设的规划项目数据所生成的规划年份网架以及所述负荷预测子模块中预测的每一网格内各用户的年最高负荷，计算出各网格内各配变、配网线路及变电站主变负载率，生成网格的规划状态。
其中，所述网格数据分析单元还包括网格分析模块；所述网格分析模块包括供应能力分析子模块及网架结构分析子模块；其中，
所述供应能力分析子模块，用于根据各网格内各配变、配网线路及变电站主变负载率，以及预设的设备重过载判断标准，筛选出重过载设备；
所述网架结构分析子模块，用于根据各网格内配电网结构，与预设的网架典型接线模式进行对比，筛选出网架结构不完善的线路。
其中，所述网格数据分析单元还包括网格问题库模块；其中，
所述网格问题库模块，用于将所述网格分析模块筛选出的薄弱环节和成因对应于各网格的编号生成相应的网格问题并与预设的问题进行比对，且进一步将未存在于所述预设的问题中的网格问题设为一类问题或二类问题进行添加；其中，所述网格分析模块筛选出的薄弱环节包括主变、配变或线路；所述网格分析模块筛选出的成因包括重过载及网架结构不完善；所述一类问题为实时问题，所述二类问题为规划问题。
其中，所述网格数据分析单元还包括网格项目库模块；其中，
所述网格项目库模块，用于对于所述网格问题库模块输出的问题，按主变问题、中压线路问题、配变及低压线路问题进行分类。
其中，所述主变问题按所属变电站生成问题清单，所述中压线路问题按所属馈线组生成问题清单，所述配变及低压线路问题按按所属配变台区生成问题清单。实施本发明实施例，具有如下有益效果：
本发明基于云平台统筹地理信息、现状运行数据、资源数据、用户数据等业务数据，对数据进行梳理挖掘，生成规划数据、问题数据、项目数据，形成信息化、可视化、全维度、全过程的数据管理模式，对规划运行提出具有指导意义的问题信息及项目建议，以提高配网性能，提升运营效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，根据这些附图获得其他的附图仍属于本发明的范畴。
图1为本发明实施例提供的基于云平台的配电网网格化管理信息系统的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的基于云平台的配电网网格化管理信息系统中管理平台所包括的网格数据分析单元的结构示意图；
图3为图中网格数据分析单元所包括的网格状态生成模块的结构示意图；
图4为图中网格数据分析单元所包括的网格分析模块的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。
如图1和图2所示，为本发明实施例中，提供的一种基于云平台的配电网网格化管理信息系统，包括基于云平台互联的数据源1、管理平台2以及客户端3；其中，
数据源1，用于存储已有业务系统的各种业务数据；其中，已有业务系统包括地理信息系统、资产系统、SCADA系统、计量自动化系统、营销系统及项目管理系统等；业务数据包括地理信息数据、配电网设备台帐、配电网设备运行数据、用户报装数据及用户用电负荷数据等；
客户端3包括用户电脑或手机，用于根据给定的用户权限，利用云平台与管理平台2实现双向数据传输，并显示相应结果；
管理平台2包括数据采集单元21、网格划分单元22、网格数据归集单元23及网格数据分析单元24；其中，数据采集单元21，用于利用云平台采集数据源1中的业务数据；网格划分单元22，用于根据数据采集单元21采集的业务数据中的地理信息数据和配电网设备台帐，对配电网进行网格划分，生成网格边界，并对各网格赋予网格编号；网格数据归集单元23，用于根据网格划分单元22生成的网格，将数据采集单元21采集的业务数据中的地理信息数据、配电网设备运行数据、配电网设备台帐数据、用户报装数据及用户用电负荷数据对应归集至各网格内并与每一网格编号建立映射关系；网格数据分析单元24，用于基于网格数据归集单元23中各网格归集的数据进行分析。
在本发明实施例中，地理信息数据存在于地理信息系统中，包括地块边界、大小、用地性质、建筑、道路、河流及山体数据等；配电网设备台帐存在于资产系统中，包括变电站主变、中压线路、配变、低压线路及断路器中各设备名称、设备编号、电压等级、型号、投产时间及位置；还包括变压器台数、变压器容量、各变压器电压等级出线规模、变压器权属、线路长度、线路路径以及线路权属等；配电网设备运行数据存在于SCADA系统和/或计量自动化系统中，包括变电站、配变及配网线路各自对应的设备名称、设备编号、电流、电压、有功功率、无功功率及负载率等；用户报装数据存在于营销系统中，包括用户编号、用户名称、用户报装容量、报装负荷类型、报装用电时间及用户位置；用户用电负荷数据存在于计量自动化系统中，包括用户编号和用户现状最高负荷。当然，项目管理系统的业务数据包括项目编号及项目实施进度。
因此，管理平台2中的数据采集单元21可以从数据源1中的SCADA系统抓取指定范围内变电站、配变及配网线路等配电网设备运行数据，从计量自动化系统抓取指定范围内配变运行数据及用户用电数据，从资产系统抓取指定范围内配电网设备台帐数据，从营销系统抓取指定范围内用户报装数据，从地理信息系统抓取指定范围内地理信息数据，从项目管理系统抓取指定项目编号的项目实施进度等等业务数据。
可以理解的是，该数据采集单元21利用云平台从已有业务系统抓取数据，丰富了系统内数据量，为后续模块分析提供了数据支撑，同时保障了数据的准确性和实时性。
在本发明实施例中，管理平台2中的网格划分单元22可以根据地理信息数据中的道路或河流、山体等自然屏障为界，再按照配电网设备台帐将配电网划分成三级网格，即高压、中压网格和低压网格，对各级网格赋予相应的编号；例如高压网格一般包含3-5座110kV或35kV配电变电站，一个高压网格可细分为若干中压网格，包含3组左右10kV或20kV馈线组，一个中压网格根据配变供电范围细分为若干低压网格。一般来说，配电网网格化规划主要基于中压网格进行规划分析，必要时也可对高压网格和低压网格进行细化分析。
应当说明的是，该网格划分单元22可以通过人机互动的方式，由规划人员通过客户端划定各级网格边界，从而生成各级网格；也可以由规划人员在CAD图纸上划定网格边界，通过客户端上传图纸，读入到网格划分模块中；也可以根据设置独立模块通过自动计算获得。规划人员也可以通过客户端对网格进行添加、删除或修改边界的操作。
在本发明实施例中，管理平台2中的网格数据归集单元23将地理信息数据、配电网设备运行数据、配电网设备台帐数据、用户报装数据及用户用电负荷数据对应归集至各网格内并与每一网格编号建立映射关系，即可以得到与每个网格编号对应的所有归集后的数据。
可以理解的是，该网格数据归集单元23将数量庞大的配电网设备台帐数据、用户数据等按照网格化的方式进行了分网格归集，使配电网划分清晰，问题聚焦，同时降低了后续模块数据处理的难度。
在本发明实施例中，如图3所示，管理平台2中的网格数据分析单元24包括网格状态生成模块241；网格状态生成模块241包括实时状态子模块2411、负荷预测子模块2412和规划状态子模块2413；其中，
实时状态子模块2411，用于根据网格数据归集单元23中各网格的配电网设备台帐数据及配电网设备运行数据，生成相应的实时状态，并显示出每个设备连接关系和运行情况；
负荷预测子模块2412，用于根据网格数据归集单元23中各网格的用户报装数据及用户用电负荷数据，预测规划每一网格内各用户的年负荷增量及最高负荷；
规划状态子模块2413，用于以网格数据归集单元23中各网格的配电网设备台帐数据为基础，结合预设的规划项目数据所生成的规划年份网架以及负荷预测子模块2412中预测的每一网格内各用户的年最高负荷，计算出各网格内各配变、配网线路及变电站主变负载率，生成网格的规划状态。
在本发明实施例中，如图4所示，管理平台2中的网格数据分析单元24还包括网格分析模块242；网格分析模块242包括供应能力分析子模块2421及网架结构分析子模块2422；其中，
供应能力分析子模块2421，用于根据各网格内各配变、配网线路及变电站主变负载率，以及预设的设备重过载判断标准，筛选出重过载设备；
网架结构分析子模块2422，用于根据各网格内配电网结构，与预设的网架典型接线模式进行对比，筛选出网架结构不完善的线路。
应当说明的是，还可以根据需要进行可靠性水平分析、智能化水平分析，并与预设的标准进行对比，从而筛选出其它薄弱环节。
在本发明实施例中，管理平台2中的网格数据分析单元24还包括网格问题库模块243；其中，网格问题库模块243，用于将网格分析模块242筛选出的薄弱环节和成因对应于各网格的编号生成相应的网格问题并与预设的问题进行比对，且进一步将未存在于所述预设的问题中的网格问题设为一类问题或二类问题进行添加；其中，网格分析模块筛选出的薄弱环节包括主变、配变或线路；网格分析模块筛选出的成因包括重过载及网架结构不完善；一类问题为实时问题，二类问题为规划问题。
应当说明的是，一类问题是由网格实时状态筛选出来的，该问题可以直接通过客户端显示判断，而二类问题是由规划状态筛选出来的，该问题可以后续进行确认。对于一类问题，自动输出至项目库模块，对于二类问题，由规划人员选择是否输出至项目库模块。由于二类问题是基于预测产生的问题，并不一定是急需解决的问题，而且为避免因预测偏差较大导致项目投资浪费，因此需规划人员确认后再输出至网格问题库模块243。
在本发明实施例中，管理平台2中的网格数据分析单元24还包括网格项目库模块244；其中，网格项目库模块244，用于对于网格问题库模块243输出的问题，按主变问题、中压线路问题、配变及低压线路问题进行分类。其中，主变问题按所属变电站生成问题清单，中压线路问题按所属馈线组生成问题清单，配变及低压线路问题按按所属配变台区生成问题清单。
应当说明的是，当多个问题所属同一变电站(同一馈线组或同一配变台区)时、提出合并立项建议，由规划人员选择是否合并立项，并对未填写规划项目的问题填写相应规划项目。当所有问题的对应规划项目均填写完毕后形成规划项目清单，网格项目库模块按规划权限提交分级审批，审批完成后规划项目清单生效，网格项目库模块244对生效的规划项目清单中的每个项目进行编号，该编号用于项目全过程管理，网格项目库模块244将项目编号发送至数据采集单元21与数据源1中的项目管理系统对接，抓取该项目实施进度并反馈至网格项目库模块244。
由于，网格数据分析单元24对网格现状和规划情况进行分析和问题入库，并可整合问题提出合并立项建议，大大提高了电网规划建设工作效率，减少了电网重复投资。
实施本发明实施例，具有如下有益效果：
本发明基于云平台统筹地理信息、现状运行数据、资源数据、用户数据等业务数据，对数据进行梳理挖掘，生成规划数据、问题数据、项目数据，形成信息化、可视化、全维度、全过程的数据管理模式，对规划运行提出具有指导意义的问题信息及项目建议，以提高配网性能，提升运营效率。
值得注意的是，上述系统实施例中，所包括的各个单元只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。
以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。
Claims (7)
1.一种基于云平台的配电网网格化管理信息系统，其特征在于，包括基于云平台互联的数据源、管理平台以及客户端；其中，
所述数据源，用于存储已有业务系统的各种业务数据；其中，所述业务数据包括地理信息数据、配电网设备台帐、配电网设备运行数据、用户报装数据及用户用电负荷数据；
所述客户端，用于根据给定的用户权限，利用所述云平台与所述管理平台实现双向数据传输，并显示相应结果；
所述管理平台包括数据采集单元、网格划分单元、网格数据归集单元及网格数据分析单元；其中，所述数据采集单元，用于利用所述云平台采集所述数据源中的业务数据；所述网格划分单元，用于根据所述数据采集单元采集的业务数据中的地理信息数据和配电网设备台帐，对配电网进行网格划分，生成网格边界，并对各网格赋予网格编号；所述网格数据归集单元，用于根据所述网格划分单元生成的网格，将所述数据采集单元采集的业务数据中的地理信息数据、配电网设备运行数据、配电网设备台帐数据、用户报装数据及用户用电负荷数据对应归集至各网格内并与每一网格编号建立映射关系；所述网格数据分析单元，用于基于所述网格数据归集单元中各网格归集的数据进行分析。
2.如权利要求1所述的基于云平台的配电网网格化管理信息系统，其特征在于，所述地理信息数据为已有业务系统中的地理信息系统的业务数据，包括地块边界、大小、用地性质、建筑、道路、河流及山体数据；
所述配电网设备台帐为已有业务系统中的资产系统的业务数据，包括变电站主变、中压线路、配变、低压线路及断路器中各设备名称、设备编号、电压等级、型号、投产时间及位置；还包括变压器台数、变压器容量、各变压器电压等级出线规模、变压器权属、线路长度、线路路径以及线路权属；
所述配电网设备运行数据为已有业务系统中的SCADA系统和/或计量自动化系统的业务数据，包括变电站、配变及配网线路各自对应的设备名称、设备编号、电流、电压、有功功率、无功功率及负载率；
所述用户报装数据为已有业务系统中的营销系统的业务数据，包括用户编号、用户名称、用户报装容量、报装负荷类型、报装用电时间及用户位置；
所述用户用电负荷数据为已有业务系统中的计量自动化系统的业务数据，包括用户编号和用户现状最高负荷。
3.如权利要求1所述的基于云平台的配电网网格化管理信息系统，其特征在于，所述网格数据分析单元包括网格状态生成模块；所述网格状态生成模块包括实时状态子模块、负荷预测子模块和规划状态子模块；其中，
所述实时状态子模块，用于根据所述网格数据归集单元中各网格的配电网设备台帐数据及配电网设备运行数据，生成相应的实时状态，并显示出每个设备连接关系和运行情况；
所述负荷预测子模块，用于根据所述网格数据归集单元中各网格的用户报装数据及用户用电负荷数据，预测规划每一网格内各用户的年负荷增量及最高负荷；
所述规划状态子模块，用于以所述网格数据归集单元中各网格的配电网设备台帐数据为基础，结合预设的规划项目数据所生成的规划年份网架以及所述负荷预测子模块中预测的每一网格内各用户的年最高负荷，计算出各网格内各配变、配网线路及变电站主变负载率，生成网格的规划状态。
4.如权利要求3所述的基于云平台的配电网网格化管理信息系统，其特征在于，所述网格数据分析单元还包括网格分析模块；所述网格分析模块包括供应能力分析子模块及网架结构分析子模块；其中，
所述供应能力分析子模块，用于根据各网格内各配变、配网线路及变电站主变负载率，以及预设的设备重过载判断标准，筛选出重过载设备；
所述网架结构分析子模块，用于根据各网格内配电网结构，与预设的网架典型接线模式进行对比，筛选出网架结构不完善的线路。
5.如权利要求4所述的基于云平台的配电网网格化管理信息系统，其特征在于，所述网格数据分析单元还包括网格问题库模块；其中，
所述网格问题库模块，用于将所述网格分析模块筛选出的薄弱环节和成因对应于各网格的编号生成相应的网格问题并与预设的问题进行比对，且进一步将未存在于所述预设的问题中的网格问题设为一类问题或二类问题进行添加；其中，所述网格分析模块筛选出的薄弱环节包括主变、配变或线路；所述网格分析模块筛选出的成因包括重过载及网架结构不完善；所述一类问题为实时问题，所述二类问题为规划问题。
6.如权利要求4所述的基于云平台的配电网网格化管理信息系统，其特征在于，所述网格数据分析单元还包括网格项目库模块；其中，
所述网格项目库模块，用于对于所述网格问题库模块输出的问题，按主变问题、中压线路问题、配变及低压线路问题进行分类。
7.如权利要求6所述的基于云平台的配电网网格化管理信息系统，其特征在于，所述主变问题按所属变电站生成问题清单，所述中压线路问题按所属馈线组生成问题清单，所述配变及低压线路问题按按所属配变台区生成问题清单。
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