智能电网的数据模型标准

运营技术广角数据中台SG -C IM 模型应用方法万齐鸣，王思宁，何鑫(北京中电普华信息技术有限公司，北京100192)摘要：分析了国网电力物联网总体架构、数据中台分层架构，研究了 S G -C IM 在数据中台中的定位与应用 方式、模型对于数据分析应用的支撑。

对于数据中台的物理模型设计，在采用基线版管控的前提下，建议采 取创建平行拓展表和联合视图的方式，进行个性化模型拓展设计；对于数据中台模型数据的整合实施，建议 结合数据库选型，采用批量数据装载方式，以提高数据整合实施效率；对于数据中台模型的升级与更新， 建议选择创建中间表方式，以尽量减少对于数据分析应用的影响，实现对于基于数据中台的数据分析应 用的良好支撑。

关键词：S G -C I M ;数据模型；数据中台；模型应用中图分类号.• TP393文献标识码：Adoi: 10.11959/j.issn.l000-0801.2020066SG-CIM model application method in data middle platformWAN Qiming , WANG Sining , HE XinBeijing China-Pow er Inform ation Technology Co., Ltd., Beijing 100192, ChinaAbstract: The overall fram ew ork o f State Grid ubiquitous pow er IoT and the layered architecture o f data m iddle platform w ere analyzed. The positioning and application m ode o f SG -CIM in data m iddle platform , and the support o f m odel for data analysis application w ere studied. The physical m odel design o f data m iddle platform w as put for­w ard, on the prem ise o f adopting the baseline version control, parallel expansion tables and jo in t view s w as created for personalized m odel expansion design. As to the integrated im plem entation o f m odel data for data m iddle platform , com bining database selection and adopt bulk data loading w as proposed, so as to im prove efficiency o f data integra­tion. A s for the upgrading and updating o f data m iddle platform m odel, creating a m iddle table to m inim ize the im ­pact on the data analysis application w as recom m ended, and a good support w as achieved for the data analysis appli- cation based on data m iddle platform.Key words: SG -CIM , data m odel, data m iddle platform , m odel application1引言统一数据模型（SG -CIM )是国家电网公司参考国际标准（IEC 61970/61968/62325)和行业最佳实践（SAP /ERP ),结合公司核心业务需求、在运系统数据字典等，采用“业务需求驱动自顶向 下”和“基于现状驱动自下向上”相结合的模式, 基于面向对象建模技术而构建的企业数据模型。

基于人工智能的智能电网调度优化实验报告一、引言随着社会经济的快速发展和能源需求的不断增长，智能电网作为现代电力系统的重要发展方向，其高效、可靠的运行对于保障能源供应和推动可持续发展具有至关重要的意义。

在智能电网中，调度优化是实现资源合理配置、提高能源利用效率和保障电网安全稳定运行的关键环节。

传统的电网调度方法往往依赖于人工经验和简单的数学模型，难以应对日益复杂的电网运行环境和多样化的用户需求。

人工智能技术的出现为智能电网调度优化带来了新的机遇和挑战。

二、实验目的本实验旨在研究基于人工智能的智能电网调度优化方法，通过建立人工智能模型，对电网的运行数据进行分析和预测，实现电网调度的智能化和优化，提高电网的运行效率和可靠性。

三、实验环境与数据（一）实验环境本次实验采用了高性能的计算机集群和深度学习框架，包括TensorFlow、PyTorch 等，以满足模型训练和计算的需求。

（二）数据来源实验数据来源于实际的智能电网监测系统，包括电网的拓扑结构、设备参数、负荷数据、发电数据以及气象数据等。

这些数据涵盖了不同时间段和不同运行条件下的电网状态，为模型的训练和验证提供了丰富的样本。

四、实验方法（一）模型选择在本次实验中，我们选择了深度神经网络（DNN）和强化学习（RL）两种人工智能模型进行研究。

DNN 模型用于对电网的运行数据进行特征提取和预测，RL 模型则用于优化电网的调度策略。

（二）模型训练对于 DNN 模型，我们采用了反向传播算法进行训练，通过调整模型的权重和偏置，使模型的预测输出与实际数据之间的误差最小化。

对于 RL 模型，我们采用了策略梯度算法进行训练，通过不断尝试不同的调度策略，并根据奖励信号来优化策略，以实现电网调度的最优解。

（三）模型评估为了评估模型的性能，我们采用了均方误差（MSE）、平均绝对误差（MAE）和准确率等指标对 DNN 模型的预测结果进行评估，采用了奖励值和电网运行指标（如电压合格率、网损率等）对 RL 模型的调度策略进行评估。

鞋塑盥．电力系统C I M模型及其建模技术苏伟平(广东电网公司深圳供电局工程部，广东深圳518001)脯要】C I M模型有助于电力系统解决异构环境下的数据集成问题。

本文简述了C I M模型体系，并对其U M L建模语言和xM L实现方法进行了阐述和分析jD蝴】电力系统；CIM模型；U M L建摸；X M L异构环境下，电网公司往往使用不同格式存储数据，如资产管理和运行调度数据、电网拓扑和控制系统数据、仿真软件产生的静态文件等。

这需要在不同应用系统之间交换和共享数据。

当应用集成数量增加时，相应互操作复杂性呈现指数增长，因此需要采取电力系统各领域数据交换的有关技术简化这一复杂性，并实现系统间数据的交换和共享，最终支撑智能电网g-件-F电力系统应用的总体集成。

公共信息模型是I E C61970—302和I EC61968一”标准共同提供的，是由E PR I(美国电科院)研究提出的，与语言无关，定义了电力系统部件类及其关系，以简化软件应用之间的互操作性。

前者是侧重于从电力系统角度描述电力系统各组成部分及其相互关系的语义模型。

后者则在此基础上覆盖电力系统运行和管理等系统软件数据，如资产跟踪、运行调度和客户支持等。

它们共同构成电力系统C I M模型，并用于电力系统网络数据交换。

1电力系统的数据存储和访问传统E，EM S能量管理系统和资产管理系统等电力系统应用都采用数据库定义数据存储结构，并常采用定制方式反映实际数据管理需求。

而执行负荷潮流分析、容错分析t i5真的离线应用或实时应用系统则往往采用厂商自定义的文件格式。

—般，电力系统应用之间要实现共享和交换数据，可以采取以下方式：以多个格式维护统一数据的多个拷贝；以与各软件兼容的格式存储数据；以高度精细定义的格式存储数据，并开发软件将改格式转换为目标格式。

使用高度精细化的格式，与每一应用兼容，且标准格式包含了电力系统需要的基本数据，同时也支持不影响标准数据格式前提下的其它自定义数据。

智能电网数值仿真及其优化算法研究智能电网是指运用现代信息技术、通信技术、控制技术以及计算机技术建立起来的新型电力系统。

它主要通过对供应电网进行智能化的改造，实现对电力系统运行的精细化监测、控制和调度。

为了更好地实现智能电网的建设，必须对其进行数值仿真和优化算法研究。

这可以帮助我们更好地理解智能电网的运行机理，预测电力系统的运行状态和性能，进而提高电力系统的可靠性和经济性。

一、智能电网数值仿真的重要性智能电网数值仿真是验证智能电网新理论、新技术的主要手段之一。

它可以对智能电网进行全面的实现和模拟试验，评估智能电网的性能，促进其应用和发展。

在现代电力系统中，仿真可以将各种组件和系统连接在一起，在现实世界中进行测试。

这样，就可以在节省时间和成本的情况下研究大量的设计和系统方案，提高电力系统的可靠性和经济性。

智能电网数值仿真的优点还表现在下面两个方面：1. 节省成本随着现代仿真技术的不断发展，智能电网数值仿真可以节省大量的成本，因为在实际的操作中，每个系统都需要进行重复的研究和设计工作，但是如果利用仿真可以模拟出现实环境，减少需要设计的情况和道路，这样可以节省时间和成本。

2. 提高效率通过数值仿真和优化算法的研究，可以通过模拟某些特定的运行模式，或者预先针对某些问题进行测试，从而使电力系统更有效地运行。

这样，电力系统运行的效率大大提高，同时也为系统的稳定运行做出了贡献。

二、智能电网数值仿真的技术细节采用智能电网数值仿真技术，需要进行多层次的系统建模。

系统模型能够以整体的方式来描述电力系统的各个成分、各个层次之间、各个时域之间的相互作用和特性。

在智能电网数值仿真中，可以使用以下三种方法：1. 基于物理模型的仿真方法这种仿真利用数学模型来描述智能电网中的物理过程。

因为这种仿真涉及到许多详细的物理过程，所以需要大量的时间和资金。

2. 基于软件模型的仿真方法这种仿真利用软件模型的数学公式来模拟智能电网中的各种感应、控制和调度过程。

智能电网IEC61850标准智能电网是建立在集成的、高速双向通信网络的基础上，通过先进的传感和测量技术、先进的设备技术、先进的控制方法以及先进的决策支持系统技术的应用，实现电网的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全的目标。

智能变电站是智能电网的物理基础，也是智能电网建设中变电站的必然发展趋势。

智能变电站是通过采用先进的传感器、电子、信息、通信、控制、人工智能等技术，以智能一次设备和统一信息平台为基础，实现变电站实时全景监测、自动运行控制、设备状态检修、运行状态自适应、智能分析决策等功能，对智能电网安全状态评估/预警/控制、优化系统运行、可再生能源即插即退、与调度中心/电源/负荷及相关变电站协同互动等提供支撑的变电站。

本章介绍了基于IEC61850标准的数字化变电站，建立全站统一的数据模型和数据通信平台，实现站内一次设备和二次设备的数字化通信，以全站为对象统一配置保护和自动化功能。

1 IEC61850标准基本情况1.1 IEC61850提出背景变电站自动化系统(Substation Automation Sysetm，SAS)在我国应用发展十多年来，为保障电网安全经济运行发挥了重要作用。

但目前也多少存在着二次接线复杂，自动化功能独立、堆砌，缺少集成应用和协同操作，数据缺乏有效利用等问题。

这些问题大多是由于变电站整体数字化、信息化水平不高，缺乏能够完备实现信息标准化和设备之间互操作的变电站通信标准造成的。

电网的不断发展和电力市场化改革的深入对电网安全经济运行和供电质量的要求不断提高，变电站作为输配电系统的信息源和执行终端，要求提供的信息量和实现的集成控制越来越多，数字化、信息化以及信息模型化的要求越来越迫切，数字化变电站成为SAS的发展方向。

据统计，全世界共有50多种变电站通信规约。

如此多种规约不仅给用户带来不便，也增加了厂家自身的负担。

很多厂家为了适应更多的用户往往在其产品中集成了几种规约。

电力调度自动化中的智能电网技术分析摘要：科学技术的发展进一步推动智能控制技术的更新，近年来在电力调度自动化中应用有效的智能电网技术实现了整体运行效率和质量的提升，通过全新的智能电网技术能够对电力系统进行实时的监控与维护，加强电力设施的建设，优化整体运行效果。

所以，要想提高智能电网调度的自动化水平，需要创新控制系统设计，应用更多先进技术，推动我国电网调度自动化发展。

关键词：电力调度；自动化；智能电网技术引言我国经济快速发展对电力系统的需求量不断增加，为了保障人们生活的安全性、稳定性、舒适性，需要应用先进的技术进一步提高电力系统的自动化和智能化水平。

所以，针对电力系统中存在的电力调度问题，需要应用智能电网技术，通过有效的技术应用实现对电网调度的自动控制，提高电力系统的集成和兼容等功能，满足自动化调度的应用优势，这样才能促进我国智能电网系统的稳定性和安全性。

1电力调度自动化概述电网调度自动化指的是在数字化发展过程中，电网的应用模式也有所改变。

传统的电网大部分是由人工来进行监控，而通过电网调度进一步满足电网数字化发展。

目前社会各界对电力都有了更高的需求，所以对电网调度的可靠性和安全性提出了更高的挑战，如果一个部件出现问题，就会导致整个电力系统出现瘫痪和不稳定情况，如果长时间出现大范围停电现象，不仅会影响正常的社会生产，也会给人民的生命财产安全造成巨大威胁。

所以，当前电力企业一定要加强电力调度的科学性和系统性，通过严格的控制手段满足当前的实际需求。

在电力系统当中有许多的发电站、电力用户、变电站共同组成，不同级别的电压等级以及电力线路相互连接，在控制过程中通过电力调度自动化能够满足实际用电需求。

近年来，各种新型的设备和先进的软件使得运行操作越来越便捷，但是对于人们的技能需求也越来越高，所以当前通过电力调度自动化能够减轻电力企业的压力，一旦出现事故，电力调度自动化会进行提前预警，并采取相关的措施减少事故对电网运行产生的影响。

sg-cim标准
SG-CIM（Smart Grid Common Information Model）是智能电网公共信息模型的缩写，是一个用于管理智能电网数据和信息交换的标准。

SG-CIM定义了一套统一的数据模型和数据交换规范，以便各个组织和系统能够共享、整合和交换智能电网相关的数据和信息。

SG-CIM标准的目标是促进智能电网各个组件之间的互操作性和协作性，实现智能电网数据的一致性和集成性。

它通过定义一套共享模型和规范，帮助不同厂商和系统将各自的数据整合到一个统一的数据模型中，从而实现系统之间的数据交换和集成。

SG-CIM标准基于现有的CIM（Common Information Model）标准，并针对智能电网特定的需求和应用进行了扩展和调整。

它包括了电网组件、设备、资源、通信、控制和管理等各个方面的数据模型和交换规范。

SG-CIM标准的应用范围非常广泛，包括传输和配电网的管理和优化、能源市场和交易、智能电网设备和系统管理等。

它为智能电网的建设和运行提供了一套共同的基础和标准，促进了智能电网的发展和应用。

智能电网中的数据分析技术在当今社会，电力已经成为我们生活中不可或缺的一部分。

随着科技的不断进步，智能电网应运而生，为电力系统的高效运行和可靠供电提供了有力保障。

而在智能电网中，数据分析技术发挥着至关重要的作用，它就像是电网的“大脑”，能够对海量的数据进行收集、处理和分析，从而帮助我们更好地理解电网的运行状态，优化电力资源的配置，提高电网的安全性和稳定性。

智能电网中的数据来源非常广泛，包括各种传感器、智能电表、监控设备等。

这些设备每时每刻都在产生大量的数据，如电压、电流、功率、电量等电气参数，以及设备的运行状态、环境温度、湿度等信息。

这些数据具有量大、多样、高速和价值密度低的特点，如何从这些海量的数据中提取有价值的信息，是智能电网数据分析面临的首要挑战。

为了应对这一挑战，数据采集和预处理技术显得尤为重要。

在数据采集方面，需要采用先进的传感器和通信技术，确保数据的准确性和实时性。

同时，由于采集到的数据可能存在噪声、缺失值和异常值等问题，因此需要进行数据清洗和预处理，以提高数据的质量。

例如，通过采用均值滤波、中值滤波等方法去除噪声，通过插值法、回归法等补充缺失值，通过设定阈值、统计分析等方法识别和处理异常值。

数据存储和管理也是智能电网数据分析的关键环节。

由于智能电网中的数据量巨大，传统的关系型数据库已经难以满足需求。

因此，分布式数据存储技术，如 Hadoop 生态系统中的 HDFS（Hadoop 分布式文件系统）和 NoSQL 数据库（如 MongoDB、Cassandra 等）得到了广泛的应用。

这些技术能够实现数据的分布式存储和并行处理，大大提高了数据的存储和访问效率。

同时，为了方便数据的管理和查询，还需要建立数据仓库和数据集市，对数据进行整合和分类。

在数据分析方法方面，传统的统计分析方法仍然具有重要的应用价值。

例如，通过计算均值、方差、概率分布等统计量，可以了解电网的运行规律和特征。

同时，回归分析、聚类分析、分类分析等方法也能够用于电力负荷预测、故障诊断、用户行为分析等领域。

电网智能规划系统技术【摘要】:为了我国电力快速发展形势和智能电网发展的要求，本文阐述了电网规划的现状，智能规划系统架构和基本特征，以及电网规划数据模型标准、应用接口标准和管理体系数据流标准等三类智能规划标准。

最后总结了智能规划系统的主要支撑技术。

【关键词】:智能规划; 数据模型标准; 电网规划;中图分类号： u665 文献标识码： a 文章编号：1 电网规划的现状目前，我国电网规划现状主要存在以下问题:( 1)人为因素不确定,数据差规划中的数据无法通过量测单元获取，实际工作中主要依靠人为设计和估测，但每个设计单位的规划思路和预测方法都不相同，因而在数据一致性上存在差异。

( 2) 电网规划相关标准尚未建立现有各类数据模型标准难以应用于电网规划系统中。

电网规划是电力系统建设的第 1 步，由于规划存在不确定性，规划电网的信息和数据模型颗粒度没有必要也不可能达到实际电力系统信息模型的细致程度。

( 3) 缺乏统一衔接电网规划不是独立过程，规划数据及结果必须考虑是否能够与后期工程的规划、基建、生产、调度各过程相衔接。

( 4) 电网规划业务和数据的组织方式难以适应电网快速发展要求，亟需创新为此，本文提出了构建电网智能规划系统的设想，给出了智能规划的基本目标、性能特征和主要支撑技术，并在国家电网公司电网规划研究平台的建设中进行了初步探索。

2 智能规划系统构架传统上，电网“智能规划”概念主要出现在两大类研究中。

一类是将智能工程理论、优化理论、风险评估理论等理论、方法应用于电网规划问题中，研究实现电网规划的优化核心算法。

这类研究偏理论化，由于缺乏应用开发平台，转化为实际应用较少。

另一类是采用计算机技术构建软件系统，开发实现已成熟的相关方法，提高电网规划的准确度和工作效率。

整体架构如图 1 所示。

该智能规划系统中智能规划标准是关键，为电网规划涉及的各类关系对象进行标准建模，保证各类开发应用的无缝集成，为电网规划理论成果转化和功能实现提供标准的开发平台。

一1 2 3 4二5 6 7 8 9 1011 12 13 14 15 16三17201420102012发展部、智能电网部待制定常规电源网源协调试验标准系列已有已有待制定国调中心国调中心生技部、基建部、智能电网部待制定待制定待制定待制定部分已有，部分待制定部分在制定，部分待制定新能源发电并网大容量储能系统并网待制定待制定待制定柔性直流输电智能输电智能发电国调中心20132013201320122014智能电网部20122014国调中心国调中心智能电网规划设计20112011部分已有，部分待制定部分已有，部分待制定发展部发展部发展部国调中心2014国调中心大容量储能系统监控系统功能规范标准系列大容量储能系统监控设备标准系列柔性直流输电技术导则标准系列新能源发电监控设备标准系列大容量储能系统接入电网技术规定标准系列大容量储能系统并网特性测试标准系列大容量储能系统并网运行控制标准系列新能源发电接入电网技术规定标准系列新能源发电并网特性测试标准系列新能源发电并网运行控制标准系列新能源发电监控系统功能规范标准系列智能输电网规划设计标准系列智能输电网规划设计标准系列常规电源网源协调技术条件标准系列常规电源网源协调试验标准系列智能电网部门智能电网部门20102014智能电网的术语与方法学标准系列智能电网的术语与方法学智能电网各环节接口标准系列待制定待制定综合与规划牵头部门完成时间国家电网公司智能电网技术标准体系及制定规划汇总表序号标准系列名称技术领域制定状态18 19 20 21 22 23 24 25 26 27四28 29 30 31 32五33 34 35 36 3738配电分布式电源并网生技部生技部生技部生技部配电自动化配电自动化技术导则待制定20102011201120122012生技部部分已有，部分待制定部分已有，部分待制定部分已有，部分待制定已有部分在制定，部分待制定2011201020102010智能变电站设备标准系列部分已有、部分待制定国调中心、生技部生技部、国调中心基建部、生技部智能变电站部分已有、部分待制定部分已有、部分在制定、部分待制定生技部生技部生技部基建部、生技部已有部分已有、部分待制定2012201320142014线路状态与运行环境监测待制定待制定部分已有，部分在制定部分已有，部分在制定，部分待制定部分已有，部分在制定，部分待制定柔性交流输电生技部、基建部生技部、基建部生技部、基建部生技部、基建部部分已有，部分在制定，部分待制定部分已有，部分在制定，部分待制定配电自动化系统功能规范标准系列配电自动化设备标准系列分布式电源接入配电网技术规定标准系列智能变电站自动化系统功能规范标准系列智能配电配电自动化建设标准系列配电自动化运行控制标准系列线路状态与运行环境监测设备标准系列智能变电站技术导则智能变电站建设标准系列智能变电站运行控制标准系列智能变电柔性交流输电运行控制标准系列柔性交流输电设备标准系列线路状态与运行环境监测系统建设标准系列线路状态与运行环境监测系统运行管理标准系列生技部、基建部生技部、基建部、智能电网部20132014待制定柔性交流输电技术导则标准系列柔性交流输电建设标准系列柔性直流输电运行控制标准系列柔性直流输电设备标准系列2014部分已有，部分在制定，部分待制定待制定生技部、基建部柔性直流输电建设标准系列39 40 41 42 43 44 45 46 47六48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 5960智能量测201120102010智能用能服务待制定待制定电动汽车充放电部分已有、部分待制定部分已有、部分待制定部分已有、部分待制定营销部、智能电网部用电信息采集20102010待制定营销部、智能电网部营销部、智能电网部营销部、智能电网部营销部、智能电网部营销部、智能电网部20102010营销部、智能电网部已有已有已有待制定双向互动服务待制定待制定20102010生技部待制定待制定部分在制定，部分待制定配电储能系统并网智能用电待制定待制定待制定待制定待制定待制定待制定20132013201320102012201220122013生技部生技部20112012生技部生技部生技部生技部生技部生技部智能量测系统建设标准系列智能用电小区/楼宇设备及系统标准系列电动汽车充放电设施建设标准系列电动汽车充放电运行管理标准系列电动汽车充放电设备、接口及控制系统标准系列用电信息采集系统运行管理标准系列用电信息采集系统设备标准系列智能用电小区/楼宇建设标准系列智能用电小区/楼宇运行管理标准系列双向互动服务平台建设标准系列双向互动服务平台运行管理标准系列双向互动服务终端设备及系统标准系列用电信息采集系统建设标准系列配电储能系统并网特性测试标准系列配电储能系统并网运行控制标准系列配电储能系统监控系统功能规范标准系列配电储能系统监控设备标准系列分布式电源并网运行控制标准系列分布式电源监控系统功能规范标准系列分布式电源监控设备标准系列储能系统接入配电网技术规定标准系列分布式电源并网特性测试标准系列61 62七63 64 65 66 67 68八69 70 71 72 73 7475 76 77 78 79 80 81通信支撑网业务网智能电网信息基础平台201020132010201020112013201220102010信息化部信息化部信息化部、国调中心信息化部信息化部国调中心、智能电网部国调中心国调中心国调中心部分已有，部分在制定部分已有，部分在制定在制定待制定部分已有、部分在制定通信网待制定待制定待制定已有在制定传输网配电和用电侧待梳理部分已有，部分待定部分已有，部分待定电网运行集中监控待制定在制定待制定201120122012国调中心国调中心国调中心2011国调中心、生技部国调中心、生技部国调中心、生技部2010201220102011智能调度智能电网调度技术支持系统部分已有、部分待制定国调中心201120112011营销部、智能电网部营销部、智能电网部国调中心国调中心待制定部分已有、部分待制定部分已有、部分待制定在制定移动作用平台系列规范企业级数据集中管理平台标准系列人力资源管理系统标准系列智能电网通信网管系统标准系列智能电网一体化信息模型标准系列信息网络建设标准系列电网空间信息服务平台标准系列用电侧通信技术系列规范专用业务通信技术标准系列通用业务通信技术标准系列电网运行集中监控系统功能规范标准系列传输网技术标准系列电力特种光缆技术标准系列配电通信技术系列规范通信信息智能电网调度技术支持系统基础信息平台功能规范标准系统系列智能电网调度技术支持系统应用功能规范标准系统系列电网运行集中监控中心建设标准系列电网运行集中监控中心运行标准系列智能量测系统运行管理标准系列智能量测系统设备标准系列智能电网调度技术支持系统基础信息标准系统系列82 83 84 85 86 87 88 89 9091 92信息化部国调中心、智能电网部信息化部待制定部分已有，部分待制定部分已有，部分待制定已有2012协同办公管理系统标准系列综合管理系统标准系列通信网安全防护技术导则标准系列信息系统与设备安全技术标准系列信息技术安全性评估准则标准系列信息安全管理体系标准系列已有已有2013201420102010信息化部信息化部部分已有，部分在制定已有已有已有部分已有，部分在制定通信与信息安全智能电网信息应用平台物资管理系统标准系列安全生产管理系统标准系列项目管理系统标准系列营销业务应用系统标准系列财务管理系统标准系列。