电力负荷分析管理系统-解决方案案例介绍

1 方案简介

上海市电力公司电力负荷分析管理系统，以国家电网公司《电力市场分析预测内容深度要求》（简称【309】号文）为基础，同时融入了电力行业多位资深负荷分析预测专家十几年实际工作积累的经验；系统采用IEC 61970标准接口和CIM数据标准，集成了SCADA、上电综合数据平台(IDP)、电力营销、气象网站、负控管理等相关系统，有效解决了多源头复杂数据的采集、海量数据之上进行快速准确科学的数据分析的难题。是一套非常贴近国内电力企业负荷分析预测人员及电网规划人员日常工作所需的负荷分析管理系统。

2 方案内容

2.1 客户背景

为了适应上海建设现代化国际大都市的需要，上海正在进行新一轮的城市远景规划，与此相适应，上海电力公司及各基层系统积极开展各级电网的规划研究和编制工作，而电网建设项目的安排以及电网规划的依据就是对各地区负荷的分析和预测，因此建立一套能满足电力负荷分析预测、电网规划、电网项目安排、生产计划及生产统计等需要的电力负荷分析管理系统愈加必要和迫切。

自1998年以来，上海电力公司各下属单位先后开始建设了负荷特性分析系统、功能块负荷分析系统等，积累了大量的历史数据和负荷分析的经验。但是依然存在数据采集分散、数据管理不集中、分析方法不统一等问题，因此于2006年，在上海电力公司的范围内，依据于国网公司颁发的309号文，开始建设统一的电力负荷分析管理系统。

2.2 业务挑战电力行业负荷分析预测最必要的基础是积累准确完整的历史数据，而这些数据来源多样、数据类型丰富、数据量庞大，因此要基于这些海量数据进行准确快速科学的负荷分析预测工作，主要面临着以下挑战：

• 多源头大量数据的采集：由于负荷分析需要的数据类别的多样性，因此需要采集来自不同厂商相关系统，包括SCADA系统、营销系统、负控系统、气象系统、国民经济数据等。
• 数据完整性和准确性的保障：由于系统自动采集的数据通常都会一些异常、缺失等缺陷数据，必然会直接影响分析结果的准确性和合理性，因此如何有效保证数据的完整性和准确性，是必须解决的问题。海量数据处理与分析：负荷分析及预测是建立在大量充分的历史数据资料基础之上，数据类型丰富、数据量庞大，而且分析方法层次不齐；因此，如何提供科学的分析方法和工具，高效处理海量，在众多影响因素中，寻找分析客观科学的规律，以获得准确合理的分析结果，从而快速响应并指导电网改造及规划。

针对以上电力企业负荷分析工作人员所面临的调整，久隆信息工程有限公司为上海电力开发了一套电力负荷分析管理系统的解决方案，帮助上海电力从根本上解决以上问题。

2.3 解决方案

• 采用符合IEC61970标准的接口，实现各相关信息的接入

考虑数据来源的多样性和复杂性，系统数据采集器定义了统一的符合IEC61970 GDA接口规范的数据采集接口，以达到数据源的可扩展性和可配置性，通过提供通用的数据访问方法从数据提供系统中查询和采集获取数据。

依据IEC61970程序接口标准403部分的要求，系统中实现了GDA（Generic Data Access）通用数据访问接口，使其它应用系统可以方便的从该系统中查询和获取各类数据。

从数据采集到数据存储和管理的每个环节，负荷数据管理系统提供了校验修补，日志，异常，邮件通知等多种手段，充分保障数据的有效性、完整性和准确性。

• 采用数据仓库技术，实现海量数据的处理与分析

采用Microsoft SqlServer2005的分析服务(Analysis Services)，为电力负荷分析管理系统提供联机分析处理和数据挖掘功能，在用户和数据仓库之间搭建一座完备的桥梁——统一纬度模型，提供支持交互式分析的高性能查询，以支持海量数据的高效处理与分析。

采用Microsoft SqlServer2005的报表服务(Reporting Services)为上电负荷分析系统提供前端丰富的数据展示形式，用来创建和管理包含关系数据源和多维数据源中的数据的表格、矩阵、图形和自由格式的报表。

• 依据国家电网公司统一规范（【309】号文），结合资深负荷分析预测专家丰富经验，以保证分析方法的合理和完整性

以国家电网公司《电力市场分析预测内容深度要求》（简称【309】号文）是为了建立科学有效的市场分析预测工作管理体系，满足国家电网公司改革和发展的需要，提高电力市场分析预测的质量和水平，在对原国家电力公司《 电力市场分析预测工作暂行规定》 及《 电力市场分析预测内容深度要求》 进行多次修改和讨论后的，其内容覆盖的电力负荷分析预测的各个方面，本系统建立在对309号文的深入分析与理解的基础上，实现了309号文对电力市场分析预测内容深度的要求，同时结合电力行业多位资深负荷分析预测专家十几年实际工作积累的经验及上海电力的特需分析要求，扩展了特色的分析计算方法，以保证系统分析方法的合理和完整性。

系统的技术架构如下图：

2.4系统功能

系统提供了6大业务分析功能及1个数据接入与管理模块，共约100多个分析子功能项, 覆盖了309号文对负荷预测分析的深度要求规定的内容，满足各级负荷分析预测人员的日常工作所要，系统主要包括以下应用功能模块：

供电区域负荷分析

分析对象：供电区域负荷总加/供电区域功率总加/部分10KV负荷总加的 的8760数据

区域范围： 电力公司、三家分公司、十三家分公司

分析纬度：历年、年、季、月、周、日、分时段

主要功能包括：最高负荷统计、日月年负荷特性、典型日负荷分析、月时序持续负荷曲线 年时序持续负荷曲线、90％持续时间及天数统计、概率密度负荷分析、季节性负荷分析等

典型用户负荷分析

典型用户分析主要针对各典型大用户的负荷进行分析，除包含供电区域负荷分析的所有功能外，还增加了行业、产业的同时率及8760数据收资，从而有利于负荷预测人员对行业、产业的负荷作各项负荷分析，以了解其对供电区域负荷整体的影响，为实现日、年负荷曲线的预测积累数据。

供电区域电量统计

供电区域电量是对各行业、产业售电量的分析，主要进行月度售电量统计、行业售电量统计、产业售电量统计、峰谷平电量统计、售电量贡献率统计。

功能块负荷分析

功能块负荷分析是将功能块负荷分析系统中各供电分公司功能块基本信息、功能块负荷数据导入进本系统，在系统中可查看各功能块、行政区、分公司、供电公司的容载比、负荷密度、最高负荷增长率、同时率、占比率等各类指标。

主变线路负荷分析

主变及线路的基本信息查看；主变及线路的日遥测信息；主变及线路日、月、年统计信息，包括最高负荷、峰谷差、负载率等。

国民经济指标

国民经济数据来自于各统计年鉴，在这一功能模块里面可以对国民经济数据进行分类统计和分析。

原始数据管理

提供对各类原始数据的接入（（包括系统每天自动采集功能、前台人工干预接入功能、文件报表导入）、数据校验与修补、原始数据查询等功能。

2.5功能特色

1) 分析方法全面深入、数据覆盖面广

• 系统功能全面: 实现了国网“309号文”对电力市场分析预测内容深度的要求，同时整合上海多年地区特有的负荷分析方法及功能；
• 数据覆盖面广: 包括各级供电单位负荷8760负荷数据、分行业产业的月季年电量、峰谷平电量、温度、经济指标、功能块负荷数据、典型用户8760数据等。

分析纬度丰富:

• 时间纬度：历年、年、季、月、周、日、分时段的分析
• 区域纬度：电力公司、供电公司、分公司、行政区、功能块、用户
• 分类 ：电压等级、产业、行业

2) 基于标准化集成平台，集成多源头的各种类型的负荷相关分析数据，同时提供辅助的报表导入工具及数据修补工具，保证了接入的原始数据的完整性和准确性

• 基于标准化集成平台，通过IDP提供的IEC标准接口，集成历史负荷数据；
• 同时支持各类辅助的数据采集方式,如报表格式
• 提供了数据维护功能， 对缺陷数据进行修补，包括三种方法：单点修补、 曲线拟合、整日替换

3) 系统服务于电力公司范围内本部及各下级单位，方便实现上下级公司之间的数据统计分析

• 服务于三级单位，系统的功能设计及数据的采集都考虑三级单位数据及需求，包括上海市电力公司、三家供电公司、十三家供电分公司三个级别的电力系统的负荷分析预计及规划人员；
• 方便实现上下级公司之间的数据统计分析，如： 典型日的上级对比，负荷电量统计报表的统计分析，负荷季节显著性分析中的多用户分析、负荷曲线等。

4) 系统提供了快速、直观、灵活的数据展现方式，分析结果使用性强

利用数据挖掘技术，快速处理海量数据，实时高效、简单易用，从而促进快速响应需求侧对冬夏负荷变化影响的决策、未来电力基建投资计划等方面的应用。

3 实施效果

• 经过本系统的实施，完成了对上海电力范围内所有负荷相关数据的统一接入，解决了大量的负荷、电量等相关资料分散采集的难题，把负荷预测人员从繁琐的数据整理与中解放出来；
• 实现了数据的集中存放和应用，为各级负荷专职提供了完整和准确的数据应用平台；使各级人员有了一个科学的信息化的分析工具，能够快速及时的实现复杂的负荷数据分析，极大的提高了工作效率。
• 各级负荷专职通过在本系统上进行统一的负荷分析相关工作，统一了业务思路和工作成果，满足了各级人员的信息共享，方便上级公司调用下级公司的数据，同时促进了经验和方法的交流；

总之，通过电力负荷分析管理系统的建设，统一并提高了上海电力负荷分析工作的整体水平，同时为电力负荷预测、需求侧管理、电网规划积累了必要的数据和经验，有效推动了上海电力负荷分析工作向深度挖掘和发展。