综合停电与数据分析系统的设计与应用

摘 要：

近年来，随着电网规模的不断扩大，各单位部门生产任务越来越多，导致需要电力设备停电的工作迅速增加，出现了延期、停电申请拖沓、计划变更频繁、非计划随意性大、重复性停电等问题，使停电计划统计与分析工作变得更加烦琐和复杂，存在人工效率低下、失误比较多、管理不到位等弊端。鉴于此，设计了综合停电与数据分析系统，构建停电分析、停电管控、停电发布、监督考核等智能应用模块，实现对停电计划数据的快捷上报、重复检测、指标统计和考核分析，做到闭环管控，既能够有效提升工作效率，降低重复停电率，又可以提升停电计划管理的精益化水平和数字化水平，是电网数字化管理方式的创新与应用。该系统在来宾供电局的成功实施证实了其设计的合理性、实用性和可靠性。

0 引言

非计划停电和临时停电造成的影响极大，会给企业带来较大的经济影响，并给人们的生活和工作带来极大的不便。近年来，随着电网规模的不断扩大，各单位部门生产任务越来越多，设备预试、保护定检、大修技改、基建配合、消缺等相关工作的开展，导致需要电力设备停电的情况迅速增加[1-2]，这就造成一些电网设备停电工作中延期、停电申请拖沓、停电计划变更频繁、非计划随意性大、重复性停电的现象屡禁不止，使停电计划统计与分析工作变得更加烦琐和复杂，人工效率低下、失误较多、管理不到位等弊端日益突出[3]。

目前，客户停电计划统计分析工作依靠人工统计和上报，有如下亟待解决的问题：

（1）原有的网区各单位部门的年、月、周停电计划的梳理、执行情况及数据的分析都是通过手动录入Excel表格的方式进行，工作效率较低。随着时间的推移，产生了大量的文件和数据，不便于集中保存、查找、更新和日后的查询，容易发生出错、工作烦琐、数据丢失、查找不方便等问题，管理工作越来越繁杂，给工作人员带来了很大的工作量[4]。

（2）生产安排不均衡，需要综合考虑多种因素，在编制计划过程中难以全面考虑各个生产单位（输电、配电、变电、客户）的工作量。停电计划变更率和临时率高，计划的新增或变更增加了计划重排、协调和统计的工作量，不利于计划的刚性管理，使得生产难以安全有序进行。

（3）原有的停电考核机制通过人工统计、分析、考核、上报，存在着停电计划执行过程考核无依据等问题，需要浪费大量人力、时间去做考核评价，并且考核规则没有通过信息系统固化，人为主观因素容易影响分配结果，不能满足考核管理日益精细化的要求[5]。

针对以上问题，本文设计并实现了综合停电与数据分析系统，从总体设计思路、系统架构、技术实现、功能实现等方面进行阐述，最后以系统在地市供电局的成功应用说明了系统设计的合理性和实用性，可为类似的信息管理系统建设提供参考和借鉴。

1 总体设计思路

1.1 设计目标

通过设计开发综合停电与数据分析系统，对主配网停电计划进行管控，实现对停电计划数据的重复分析检测，自动记录是否按照每周、每月停电计划实际执行，实现停电计划情况实时跟踪，并将最终确定的、准确无遗漏的停电计划信息进行发布，以提高停电计划精益化管控水平。明确部门（单位）管理职责，对违反管理规定的进行考核，达到综合停电计划、执行、分析、考核闭环管控的目的，为电网的规划、建设、生产、运行提供重要的决策依据[6]。

1.2 功能设计与实现思路

系统功能架构主要包括停电分析、停电管控、停电计划发布、监督考核、查询统计、系统管理6个部分，如图1所示。

（1）停电分析是以年、月、周的停电计划为主线进行数据采集，建立数据分析模型，对计划停电和实际停电情况的数据进行智能分析，找出停电改期、取消、临时、重复原因；（2）停电管控包括对停电数据重复分析检测、实时跟踪的功能，可避免重复停电、临时停电情况的发生，并记录停电计划实际执行情况，实现停电计划实际执行情况的实时跟踪；（3）停电计划发布即发布最终确定的、准确无遗漏的停电计划信息；（4）监督考核通过选择“红、黄、绿”灯和扣分制对指标执行情况进行任务反馈，并对每月、每周计划执行指标、绩效考核和任务反馈进行抽查、监督和全面管控；（5）查询统计对每年、每月、每周的停电计划进行统计，方便供电局用户直观地进行数据查询、核对，实现停电计划精准化管理[7-8]。

2 系统架构与技术实现

2.1 设计原则与标准

（1）可靠性：功能具有高度的可靠性。应充分注意系统的安全性和可靠性，采用多种安全防范技术和措施，保障系统的信息安全，保障系统长期稳定可靠运行，同时设计要充分考虑系统运行性能。

（2）扩展维护性：系统采用结构和模块化构造，每个模块间保持相对的独立性和灵活性，系统配置、设置参数化。

（3）实用性和友好性：系统提供清晰、简洁、友好的人机对话界面，操控简便、灵活，便于使用和维护[9]。

2.2 系统架构

本项目采用应用服务器与数据库服务器整合的方式，如图2所示。

应用服务器中间件采用Tomcat提供Web访问服务；数据库服务器采用关系型数据库，提供对数据的存储及读取服务[10]。

2.3 技术实现

本系统技术架构如图3所示。

2.3.1 展现层

通过ExtJS、Bootstrap等基础UI组件，提供表单、提示框、表格、树、容器等控件，统一系统的界面样式。利用MVC模式，通过JSP或FreeMarks等界面渲染引擎将服务端输出的数据模型绑定到UI组件中，实现界面与业务逻辑隔离。

2.3.2 逻辑层

本系统在J2EE体系结构上进行开发，提供用于支撑业务的基础数据。基础应用组件主要包括：

（1）角色权限管理：实现基于角色的权限管理功能，并提供集团层级权限解决方案。

（2）加解密组件：提供结构化数据的加解密功能。

（3）流程引擎：实现流程管理及调度，支持顺序、条件分支、同步、聚合、循环等流程控制模型。

2.3.3 持久层

通过数据访问组件提供统一的数据访问接口，具有可同时支持多数据源、多方言、多缓存、多事务级别等特性。遵循CoC原则，零配置，极大地降低了代码量。

2.3.4 存储层

系统主要需求为结构化数据存储，因此采用关系数据库，使用Sql语句对结构化数据进行挖掘、分析处理。关系模型由关系数据结构、关系操作集合、关系完整性约束三部分组成[11]。

3 功能模块设计与实现

3.1 停电智能分析

以年、月、周的停电计划为主线进行数据采集汇总，建立数据分析模型，对计划停电与实际停电情况的数据进行智能分析，并对停电原因进行分类，严管延时用电，找出停电改期、取消、临时、重复的原因，并生成实际的、准确的停电计划数据指标统计表，实现停电计划工作的闭环管理。

3.2 停电管控

3.2.1 重复分析检测

对停电计划信息库中数据进行分析，整理收集每回线路主配网停电的计划需求，并结合停电前期信息数据，利用机器学习、关键字特征检测等手段，实现停电信息的重复检测，对重复停电范围和设备进行辅助提醒，最终形成基础停电计划数据库，实现同一回线路全年工程停电最少化，避免重复停电、临时停电等情况的发生。

3.2.2 实时跟踪

根据对停电计划数据库事件进行自动匹配和比对最终确定的年停电计划具体情况，将年停电计划分配到具体的每月停电计划，再将最终确定的月停电计划分配到每周的详细的停电计划，并自动记录是否按照每周、每月停电计划实际执行，实现停电计划实际执行情况的实时跟踪，提高每月、每周停电计划的执行率和准确率。

3.3 停电计划发布

停电计划发布是对正式停电计划进行发布的过程，年、月、周停电计划正式通过审批确定后，发布给各生产部门、各县域、各供电所等相关单位和部门。

3.4 监督考核

3.4.1 “红、黄、绿”灯闭环反馈

对涉及部门（单位）停电计划任务指标执行情况的管控，通过选择“红、黄、绿”灯和任务执行进度进行任务反馈，对工作或目标滞后的部门及县级供电企业提出亮灯警示，缩短客户停电时间，提高客户满意度。

3.4.2 绩效考核评价

部门（单位）停电计划考核实行扣分制，参考得分100分，根据不同部门（单位）的综合停电指标完成情况及计分规则，计算出部门（单位）指标完成情况的绩效考核结果，通过停电计划考核得分的结果，对部门（单位）停电计划执行情况提出改进方向和建议。

3.5 查询统计

对每年、每月、每周的停电计划进行统计，输入停电范围能自动统计出停电户数（中压），列出停电台区名称，减少人工统计的工作量，方便供电局用户直观地进行数据查询、核对，精准地对停电计划进行管理；能按时间、申请单位、变电站名称、设备、电压等级、停电范围等进行查询，实现停电计划的执行率、重复停电率和延时停送率的统计；统计信息支持以图表的方式显示，可为停电计划的管控提供最有效、最直观的数据依据。

（1）周计划统计：统计每周停电时间、停电范围、计划停电开始和结束的时间、责任部门、计划类型、停电影响低压用户数、是否列入月计划等情况。

（2）月计划统计：统计每月停电时间、停电范围、计划停电开始和结束的时间、责任部门、计划类型、停电影响低压用户数、是否列入年计划等情况。

（3）年度计划量汇总：统计年度停电计划情况，包括配电网电压等级、城区配网、各县配网、各供电局的年度停电计划具体情况。

（4）统计停电户数：输入停电范围自动统计出停电户数（中压），自动列出停电台区名称，减少人工统计的工作量，方便供电局用户直观地进行数据查询、核对，精准地对停电计划进行管理。

（5）停电计划执行情况的统计：实现停电计划的执行率、重复停电率和延时停送率的统计。

JI DIAN XIN XI

4 应用实例

本文所开发的系统已在地调供电局得到实施应用，系统界面如图4所示。

按每周使用至少4天、每天使用软件功能至少15次计算，年使用天数超208天，年使用频次超3 120次，按每次使用可使停电计划编排的工作时间缩短30 min计算，每年不仅可节省1 560 h的工作量，节约大量人工成本，还避免了大量的重复统计工作和冗余文件、数据。

利用停电智能分析、管控等模块，每次安排停电前就可对临时停电率、重复停电率等指标进行快速的分析统计、统筹规划，缩小停电范围，避免设备多次停电，每年能为企业提升上百万元的效益；借助系统的监督考核功能，可统计分析年、月、周停电计划执行情况，形成考核结果，闭环应用于部门绩效评价，实现精益化管理，显著提升管理质量。本系统功能丰富、操作便捷、运行稳定，解决了综合停电管理的痛点问题，使工作变得轻松，获得了用户的高度认可。

5 结语

针对综合停电管理存在的问题，本文提出了综合停电与数据分析系统的设计，构建了停电分析、停电管控、停电发布、监督考核等智能应用模块，并就系统架构设计与各功能模块实现进行了阐述。

本系统实现了对停电计划数据的上报统计、重复分析检测、高效编排与发布、自动执行和实时跟踪等功能，极大地减少了人力成本，提升了工作效率；还实现了停电计划的制定、执行、分析、考核等环节的闭环管控，降低了重复停电率，提高了供电可靠性，提升了停电计划管理的精益化和数字化水平，有助于企业提质增效，不失为电网数字化转型的大胆尝试和应用，可为同行提供借鉴和参考。

审核编辑：汤梓红