欧洲配网智能化中数据仓储技术

       引言

　　欧洲配电网智能化系列专题已经介绍了欧洲配电网智能化发展的驱动力和需求分析、应用场景及其功能、技术标准化工作、控制技术、通信技术及规划技术，本篇为数据仓储技术。当前各个组织每天都要捕获一些基本不可使用的数据，原因是无法很方便地访问、操作和呈现这些数据。在一个组织的各计算机系统上，有数十亿字节的数据基本上是“锁定”的，数据仓储技术定义了可以使该数据更容易访问的策略。需要强调的是，在智能电网中，信息和通信技术（ICT）已不再是电力系统的附属品，而是一种有利于智能电网发展的技术，通信基础设施和信息技术控制系统将在智能配电网中起着极大的作用，而首先要创造一个信息和数据管理安全、高效的解决方案。

　　未来智能配电网的规划与运行，涉及模型精确度和时间粒度（年、日前、时、分、秒）的正确选择，将涉及大量的数据，并需将大量数据转换成信息，而且对这些数据和信息在数量、粒度和速度方面的需求，有可能比现在提高几个数量级，也可能是海量的数据，也可能是大数据。未来的智能配电网显然将高度依赖于完整且高度集成的信息。因此，作为信息来源的数据，其实时性和准确性就显得尤为重要。零散的、非集成性的源于传统企业IT系统的信息有可能不能满足未来的需求。有两种不同类型的数据，一是用于网络规划和电网的控制的技术数据，二是用于能效和计费目的的消费数据，两者都是市场运作的关键。

　　对于数据和信息的管理，需要考虑以下问题：

　　①不同利益相关者（特别是DSO）在数据和信息的管理中的作用，有何激励机制；

　　②哪些数据需要所有成员（DSO、供应商、节能服务公司、聚合商）来共同执行任务；

　　③对于信息和数据管理，作为一个中立的市场促进者，DSO是否具有足够的独立性；

　　④是否会由于不兼容性而使不同数据中心与国家市场相抵触；

　　⑤数据和信息是否有足够的完整性和安全性；

　　⑥为了刺激客户主动参与系统/市场，什么是顾客的最佳的解决方案；

　　⑦为了适应给家庭抄表服务供应商的大规模扩张，是否有一个标准化（欧盟层面）的开放式接口；

　　⑧这是大数据还是数据量的挑战。欧盟委员会在智能电网工作组内已经开展了相应的重点工作，如专家组2和2014年期间发布的DPIA模型。像瑞典、芬兰和意大利等国，智能电表已经在国家层面成功地普及。

　　对这些数据和信息的需求，一方面来自高度集成化的配电网，其中包括集中式或分布式的能源、消费者以及“产消者（生产电能并消费电能的客户）”，见图1；另一方面，来自响应节能减排政策而衍生的用电需求，这需要配电运行部门更为主动地对配电网进行监控和管理，从而可以避免因网络约束而导致的网络容量越限问题，也可以避免传统规划造成的网络容量下的过度性或矛盾性投资。

　　图1 未来配电网的集成特性

　　数据仓储可以同时服务于电力企业的多个系统，能够确保及时更新网络的运行状态、网络资产状况等信息，并可以被相关的所有系统同步访问到最新信息。虽然可以采取多种方式设计和组织数据仓储，但是最常见的还是采用集中式公共信息仓储的概念。从长期来看，数据有可能将会伴随智能电网的发展而爆炸性增长，未来更趋于采用分散和虚拟的系统。与此同时，对于智能电网以及集中式数据仓储而言，运行数据存储（ODS）将是关键的组成部分。

　　如果没有海量的、高精度的和同步的数据提供必要的基础，智能配电网管理无法依据正确的信息做出所需的决策（通常决策是自动进行的），那么智能配电网就不可能真正实现。下面将对数据仓储的作用、数据仓储的效益以及数据仓储的结构部分进行概要介绍。

       1 数据仓储的作用

　　为了分享和区分大量的数据与信息，构建标准的、可共享的，并可持续更新的数据仓储的重要性是不言而喻的。数据仓储可以同时服务于电力企业的多个系统，能够确保及时更新网络的运行状态、网络资产状况等信息，并可以被所有的系统同步访问到最新信息。智能电网信息的集中管理和可视化是其最基本的要求。如何将不同来源和不同格式的信息汇集成具有一致性及功能性的可视化信息将是一大挑战，同时还要考虑到将传统的（主要为非集成的）系统重新集成到新的集中管理系统中。构建满足以上条件的数据仓储的直接好处是，能够有效地降低运营成本，并能通过更好的现场资源管理来改善客户服务。智能配电网的数据集合关系见图2。

　　图2 智能配电网涉及的数据集成

　　图2是配电网运行的一个简单子集，从中可以明显看出对于不同来源的数据进行集成的需求。集成的作用在于：

　　1）调度最适合的现场资源（综合考虑技能、位置、材料和设备）；

　　2）进行准确和及时的信息通信；

　　3）制定更好的规划，确保在需要的时间和地点有正确且可用的现场资源；

　　4）可以对开关操作（包括非计划/停运的事件）进行更好的计划、执行和记录。

　　值得注意的是，对数据集成的需求，远不止对现场资源的优化集成，数据集成还要包括资产状况数据、网络和元件载荷数据、线路故障数据等。此外，还有一些其他数据：自动智能计量数据和一些参考数据（如网络管理、SCADA、资产管理、人员管理、地理信息系统和客户信息管理系统等）。图3展示了智能电网的一种数据管理架构。

　　图3 智能电网的典型数据管理架构

    　2 数据仓储的效益

　　一个设计良好的集成系统提供了底层计算平台和基础硬件设施，使得有可能应用成熟的数据收集技术和存储技术进行电网分析和优化。其好处包括：

　　1）数据管理方面：

　　①可以降低或延缓新增电网容量和储能成本；

　　②降低冗余度需求和改善电网的安全性；

　　③保证信息网络的安全性；

　　④保证私人信息的安全性；

　　⑤消除解决数据冲突的成本。