关于电力企业信息集成的实践与思考

关于电力企业信息集成应用的实践与思考摘要：目前大多数电力企业都面临新一轮的数据集成和应用整合问题，本文根据国电九江发电厂在这方面的规划和实践，提出了在此项工作中应着重解决的重点问题和实用化的发展思路。关键词：电力数据整合信息集成一、引言近年来，电力企业信息化工作的广度和深度都在不断扩展，在业务部门的需求各不相同而又存在大量数据关联和交换的情况下，软件体系和功能实现思路各不相同，技术水平参差不齐，而目前缺乏统一的分层次规划和相应的信息化标准，使得“信息孤岛”现象不断出现，由此产生的数据整合和应用集成难度加大。上述问题引起了业内专家和主管部门的高度重视，在信息化战略和规划层面进行了深入分析，就统一平台建设、建立标准的信息编码、数据整合实施策略等方面提出了可行的解决方案，但方案的实施往往涉及到电力行业和发电集团的规则、技术路线的制定和整体推进。对于广大的电力企业而言，如何解决目前存在的问题，将积累的数据转换为有价值的信息是当务之急。本文试图通过分析一个在信息化发展历程中具有典型意义的电力企业来提出信息集成的实用化思路。国电九江发电厂动工兴建于1977年6月，一期工程安装两台125MW机组，先后于1983年9月和1984年9月投产发电。二期工程安装两台200MW机组，分别1991年11月和1992年9月并网发电。九江三期发电工程是江西省首家利用外资建设的电力项目，规模为两台35万千瓦发电机组，2003年投产后与一、二期工程一起形成了135万千瓦装机能力，是国电集团公司的主力电厂之一。建设阶段跨度大、机组类型和自动化水平不同、管理模式发展快是其显著特点。1998年开始建设的管理信息系统遵循当时省电力公司的实用化标准，设计开发了17个子系统，涵盖了大部分电厂生产经营管理数据和流程，在当时的应用环境下取得了预期的效果，同时为信息化思想在电力企业的启蒙起到了较大的作用；随着电力体制改革的进行和信息化理论研究的深入，以及企业对自身需求的逐步明确，各类专业系统应用层出不穷，先后实施了新的燃料管理系统、巡点检系统、工作票管理系统、实时数据系统、经营项目管理系统等等；近年来，基于电力集团的多项应用已经迅速启动实施，如基于广域网的物资管理系统、生产经营分析系统、实时数据监控系统等。以上系统的建设满足了特定时期内的专业需求，同时也产生了一系列数据集成应用方面的问题。二、数据整合对于电厂而言，解决在数据共享和一致性方面存在的问题是影响信息集成的基础工作。这方面问题的来源及相应的解决方式主要有以下几点：1、数据来源不同：例如进煤量数据，生产部门以每日入厂煤轨道衡过衡数据为准，财务部门以结算数据为准；一些电量指标，用于日报的数据是由现场整点抄表数据计算生成，而实时指标则是根据相关曲线模拟计算得出。这部分问题的解决难度不大，只需要将数据按使用对象细分后赋予相应的附加属性，在将来的引用过程注意使用适用的数据即可。2、计算公式不同：部分统计数据往往在多个应用系统中均会生成，而各系统数据都根据相应的数据源自行生成，一旦数据源发生变化，各系统配置和适应变更的能力不同容易导致数据的不一致。建立统一的指标库和数据引用标准是避免上述问题的重要手段。3、数据同步问题：相同的数据被重复建立而又缺乏同步更新机制时容易出现此问题。例如，在设备缺陷管理系统中基于一个完整的设备树进行流程化管理，在巡点检系统中又根据其特定要求建立专用的设备树，一旦发生设备改造和变更，两个系统中的设备数据都必须分别更新。在设计阶段增强数据关联度、完善数据筛选和可配置性可以较好地解决该问题。4、人为数据调整：有些调整是必须的，例如每月实际上网电量需要对每日上网电量的月累计值进行电量平衡计算后进行调整，以消除表计校验、线损等方面的影响；燃料部门每月存煤量根据盘煤结果进行调整以消除场损因素的影响。这些调整必须考虑到数据的连续性和与之相关联数据的同步变化，需要有一个细致的数据清理过程。而有些数据的调整则出于管理目的，例如以前有些报表存在对内和对外两套数据的情况，这种情况就必须通过管理模式和管理手段的完善来逐步消除。上述数据方面问题的存在会对建立在之上的数据应用和信息集成工作造成困难，经过一段时间的数据清理和针对性的解决措施，目前已经取得一定成效，从数据库和软件体系结构来讲，我们希望将目前已有的数据按以下方式组织：在上述结构的数据库集成层面，我们采用的是元数据集/视图的概念，而不是完整的数据仓库概念，主要原因还是基于现实条件的考虑。其重点在于数据抽知识库与模型库数据分析/挖掘燃料管理数据库生产指标数据库经营财务数据库设备管理数据库成本预测模型机组运行模型评价方法经济指标体系经营综合分析市场分析模型资产管理模型……DCS/RTU数据轨道衡/煤计量数据数据库实时数据库元数据集/视图辅助决策系统指标管理平台….成本分析系统专业应用系统数据抽取转换取和转换，从而形成一个统一的，具有数据唯一性的数据源，为各应用系统提供标准接口，它具有数据仓库的某些特征，但由于数据仓库系统的昂贵的投资费用、项目实施周期长、项目成功率风险大等原因制约了应用，因此实践中并不一定需要使用数据仓库，逻辑上能实现上述功能就可以了。在实现过程中，数据抽取转换工作会遇到一定的困难，影响因素主要有：1、数据结构的多样化问题：例如实时数据库表结构可能是下列方式：刷新时间测点名测点值（测点1）（测点值1）….（测点N）（测点值N）也可能是下面的方式：刷新时间测点1测点2….测点N（测点值1）（测点值2）（测点值N）对于平台化开发的软件而言，数据库表结构往往更加复杂，以我们实施的某报表管理系统为例，读取一个指标数据需要涉及多个关联的库表：如果新的应用系统直接利用现有的系统，则必须分别开发一对一的专用数据接口，导致整个信息系统形成复杂的网状结构，极大的增加了开发成本和维护难度，因此必须在元数据集/视图层进行集成，从而屏蔽底层数据库层的操作。2、数据库类型和版本问题：该问题的存在主要是由于各系统建设时期不同、规模不一等原因产生。某些专业部门自行实施独立系统时，与信息专业缺乏沟通，当需要进行数据共享和交换时也容易出现此类问题。它对后续维护和备份及恢复工作带来的影响不容忽视。应当在考虑数据库兼容性的前提下会同开发商一起将其整合到一个统一的数据库管理系统中。3、商品化软件的开放性问题：例如有些产品不提供数据库结构说明、有些数据字段加密存放等。必须开发商提供文档配合解决，此类问题最好在开发前的技术协议中予以明确。实例名控件名控件值表单实例表表单数据表控件清单表单版本信息因此，针对具体的每个分系统编写具体的数据转换代码，来完成从原始数据采集、错误数据清理、异构数据整合、数据结构转换、数据转储和数据自动定期刷新的全部过程是数据集成工作的重点。当上述问题基本解决，数据体系结构大体清晰后，我们才可以继续进行下一步的工作，即应用整合和信息集成工作。三、信息集成上面讨论的数据整合主要面对的是信息技术平台的构建，属于后端整合工作；而信息集成则是前端整合及功能整合，需要体现企业管理模式的变革和管理思想的进步。总体来说，信息集成工作必须反映当前电力企业在保证安全生产的前提下，提高应对市场化能力、追求效益最大化的目标。这个目标可以通过引进实施包含成熟管理思想的软件来实现，如EAM、ERP体系；也可以通过对现有数据的结构化分析来实现。以下通过两个案例进行讨论：1、煤耗计算问题：煤耗是影响发电厂生产变动成本的主要因素。通过燃料在生产过程中的消耗计算、对影响煤耗的参数进行分析，为生产运行控制决策提供依据。具体做法通常是正平衡煤耗计算结合实时数据生成的煤耗率特性曲线，配合耗差分析来指导运行操作。随着电力企业成本压力的增加和燃料、营销等业务部门对数据追踪、效果反馈的需求，不仅需要知道原来的发/供电标煤耗率（克/度），还需要知道在当前运行环境下每发一度电的燃料成本是多少（元/度）。为了实现这一目标，必须对原有数据和流程进行分析后进行集成：杂费入炉煤质入炉煤计量厂用电量场损入厂煤质煤场管理发电量入厂煤计量运费途损运输方式煤价煤耗成本由上图可以看出，为了实现煤耗成本的计算，必须将燃料采购、储运管理和生产运行等多方面的数据进行关联。某一批次的煤经入厂计量后存放在煤场的哪个区域，何时入炉消耗、产生的发电量和供电量分别是多少、与之相关的煤质和结算价格是多少、最终计算结果产生的偏差是由哪些因素引起等等，这一系列的问题都必须在一个闭环的流程中予以明确。要达到这一目标，不仅需要大量数据的分析，还需要煤场管理系统、自动计量、在线分析等技术以及相应的管理手段的支持。当然也可以根据数据源的实际情况进行仿真计算，得到每日煤耗成本曲线或实时煤耗成本曲线。不仅有利于指导生产运行，还可以对燃料采购及供应商管理和电力市场营销提供分析依据。2、实时数据应用问题：目前谈到实时数据都会考虑到SIS系统建设的可行性。而目前SIS系统的建设重点往往集中在实时数据库的建立和数万个实时测点的配置方面，而其核心功能的实现却往往与设计目标相去甚远。对于电厂生产管理层而言，生产信息过程监视主要还是由值长为首的运行人员在集控室等生产现场完成，把它扩展到管理网络上面向哪些用户群体、能达到什么目标似乎并不明确。而我们期待SIS能达到通过实时计算分析机组运行成本和设备检修维护成本来提高生产经济性，从这方面适应当前电力企业经营管理的发展趋势。然而由于运行分析技术水平的相对落后，SIS规划中的高阶功能难以实现，从项目的投资回报效果来看，管理层看不到由此产生的运行水平的优化和经济性的提高，也就无法对该领域的开发提供更多的支持。因此在实施SIS之前，我们可以考虑对现有实时数据的小规模应用，例如目前我厂每台机组传出的实时测点大约1000点左右，在目前的数据库存储环境下可以做到实时的经济指标分析及考核、为集团提供远程实时监视等应用。通过局部的应用和经验积累，为将来实时数据的整体集成应用打下基础。除了上述案例外，其它专业系统，如巡点检系统、设备管理系统等在应用过程中也往往存在数据分析功能弱化的现象。提供更有效的分析手段和集成化、人性化的功能界面，解决最终用户的需求细节问题往往能获得较好的效果。三、信息中心的实践和运行模式为做好信息集成应用工作，信息中心必须充分履行信息管理职责、发挥沟通协调能力，从企业层面上实现数据集成、应用整合，并在此基础上推动新的应用。1、由于IT部门在企业中的定位普遍难以明确，因而缺乏足够的权威性，但是其着眼点必须在企业层面。否则如果出现各专业数据来源各不相同，彼此之间没有沟通，发布渠道不同，导致企业和集团需要的一些信息出现矛盾，最终会导致高层应用难以开展。2、信息中心必须具备一定的软件开发维护能力，以及时响应用户需求的变更；3、信息中心必须参与各专业部门的应用系统实施，而不是被动的作为一个信息维护和支持部门存在；4、信息中心应该成为业务部门和开发商之间的桥梁。一方面，对业务部门的需求目标和实现方式进行正确的解读和引导，使之在技术上容易实现，同时使开发商了解业务部门提出该项需求的确切意图以及将来可能需要的扩展；另一方面，对开发商的实施过程进行监督和控制，对于界面、模块划分以及特定功能的实现方式都必须站在最终用户的角度进行评估。参考文献：罗四夕CIM/CIS标准在电力企业信息化领域中的应用董伟建设电厂信息化的目标和意义（电力信息化2005，10）笪开源细节战术战略（AMT前沿论丛2005，8）