论文部分内容阅读
摘 要：本文通过分析电网规划评价指标和评价过程，并基于现有的数据模型设计方法及构建标准，选取自上而下的设计方法，详细阐述电网规划评价数据模型的建模步骤，分析确立实体关系，最终建立起完整的电网规划数据模型。
关键词：电网规划数据模型；自上而下；实体关系
Study on Data Model of Network Planning Evaluation Business
FENG Jian-Lei1， WEI Fang2， CAO Shi-Liang2， SHAO Xiao-Meng2
（1. State Power Economic Research Institute， Beijing 102209， China；
2. Shanghai Shineenergy Information Technology Development CO.，LTD.， Shanghai 200025，China）
Abstract： By analyzing evaluation index and process of network planning， based on present data model design method of network planning and building standard， this article selects the top-down design method， to explain modeling steps of evaluation data model of network planning detailedly， finally， establishes the completed data model of network planning by analyzing entity relationship.
Keywords： data model of network planning； top-down method； entity relationship
0 引言
电力行业是国民经济的支柱产业之一，为应对我国电力产业快速发展的形势，需要积极开展电网规划评估工作，为电网发展提供技术支撑和决策依据，有效提高电网管理水平。然而，迄今为止，国家电网公司仍未建立一套完整的适用于电网规划评估业务的数据模型。
1 电网规划评价指标分析
电网规划评价方案的可行性以及城市电网结构的合理性需要依据评价指标体系[1-2]来实现。基于当前已有的评价指标库，在进行电网规划评价前，依据评价侧重方向选取指标库中的一部分指标构建评价指标体系，通过建立有效的评价体系来监测、引导和管理电网的建设和发展。构建完成指标体系后，再逐步完成数据抽取及校验、指标计算以及指标评价。
电网规划评价指标按照研究方向主要分为发展速度与规模、电网安全与质量、电网发展效率与效益、资产效益、成本控制、电价政策、低碳化、其他政策等几类；按照复杂性可分为单项指标和复合指标两种，前者需分析其计算所需的原始数据和数据来源，后者需利用单项指标或已有复合指标设置指标计算公式。
2 电网规划评价过程
电网规划评价过程主要包括指标设置和评价两个阶段。在指标设置阶段，需完成评价指标选择、指标评价判据和评分标准选择以及指标权重设定等任务；在评价阶段，先导入电网规划评价原始数据，再对指标的设置进行单项评价和综合评价。评价过程需考虑到不同地区电网建设规模水平的差异性。
在电网进行评价过程中，需要确定底层指标数值的合理范围。当某参数位于这个合理范围之内时，表明从这个角度而言电网的参数或其表征的系统运行状态基本满足要求；反之则不然。指标的这个“合理范围”即指标的评价判据。指标评价判据的确定，不仅要参考相关专业技术规定，而且要结合该领域专家的工作经验。
3 电网规划评价数据模型
“一体化电网规划设计平台”是当前国家电网公司开展电网规划设计工作的主要支撑，电网规划评估业务需要在一体化电网规划设计平台上实现。数据模型正是平台的核心。采用数据模型设计理论，并满足一体化电网规划设计平台数据模型设计标准，形成一套适用于电网规划评价业务的数据模型标准，从而满足电网规划评估业务的计算机实现要求。
3.1 电网规划评价数据模型设计理论
电网规划设计平台的建设旨在实现规划基础数据和规划交互流程的标准化，其中，电网规划数据模型是电网规划平台的核心部分。建立模型的目的是以文档的形式记录比较抽象的想法，称之为概念模型。数据模型设计一般采用自上而下、逐级深入（Top_Down）的设计方法和自下而上（BOTTOM-UP）的验证方法[3]。其中，自上而下的方法用流程来描述数据的处理过程，这是一种功能性的或者流程驱动的分析方法；自下而上方法的焦点在于流程中所包含的事物，寻找并列出可能的数据元素。
通过数据建模，可以记录信息、形状、尺寸和内容，以及在业务处理流程中数据元素使用的规律。最终完成的产品就像一张图表，旁边附加上所有必要的参考资料，可以清楚地说明一切。
3.2 电网规划评价数据模型
正如前文所述，数据模型设计方法通常有两种，分别是自上而下的设计方法和自下而上的验证方法。其中，自上而下的方法是用流程来描述数据的处理过程，是一种功能性的或者流程驱动的分析方法，重点分析事物是怎样工作的，从顶部开始，通过迭代的方式逐步细化；自下而上方法的焦点在于流程中所包含的事物，找到流程中可能的数据元素，分析这些元素是如何使用的。下面采用自上而下的方法阐述电网规划评价数据模型的具体建模步骤。
（1）记录活动步骤 电网规划的具体步骤如下：
■ 评价人员创建一个评价任务；
■ 评价人员创建评价方案；
■ 评价人员从指标库中选择相关指标作为本次评价需要的指标；
■ 评价人员对选取的指标进行权重设置；
■ 从系统抽取指标数据，并补充其他相关指标数据。
（2）建立活动描述
活动描述应该定义所有的元素，描述活动开始的触发机制，描述所有依赖关系和反馈循环，指出控制规则、机制或其他活动。
① 建立评价任务
② 创建评价方案
③ 选取评价指标
④ 设置指标权重
⑤ 抽取指标数据
⑥ 计算指标得分
（3）记录活动规则
为建立实体间的关系，就要对流程的规则进行分析。我们在活动步骤中没有提及方案包括哪些内容，方案评分和指标评分是什么关系，怎样完成一次评估。
评价任务规则如下：
■ 评价任务互不干扰，可以建立多个评价任务。
■ 评价任务下可以建立多个评价方案。
指标方案规则：
■ 指标方案所有指标从指标库中取出，至少要有一个指标。
■ 指标方案可以用于多个评价方案，但不可用于同一评价任务下的不同方案。
■ 评价方案一旦已经开始评价，指标方案不能进行更改。
■ 指标方案可以设置为一层指标，也可设置为多级指标。
■ 任意一个层级下所有指标权重之和为1。
（4）建立概念模型
通过以上分析，找到潜在的概念实体后，需要对其扩展定义，分析包含的实体，建立一个概念数据模型。
（5）构建实体关系
实体是现实世界中一组具有某些共同特性和行为的对象，对象和实体之间是“is member of”的关系。对象类型的组成成分可以抽象为实体的属性，组成成分与对象类型之间是“is part of”的关系。作为“属性”，不能再具有需要描述的性质，必须是不可分的，不能包含其他属性，也不能与其他实体具有联系。
（6）确立逻辑模型
逻辑数据模型是一种关系模型，需对概念模型数据进一步分解和细化，完成数据概念模型中未涉及的实体属性、主键及约束的定义，进行数据概念模型中的多对多关系转化，生成关系实体。数据逻辑模型设计一般遵从“第三范式”[4-6]以达到最小的数据冗余。
4 结束语
电网评估工作能够为电网发展提供技术支撑和决策依据，促进电网科学发展，提高电网管理水平。因此，电网评估方法与数据模型的研究工作变得更加迫切重要。选取科学客观的评估方法，并建立量化评估模型具有重要意义。本文选用自上而下的设计方法，详细阐述电网规划评价数据模型的建模步骤，通过分析确立实体关系，最终建立起完整的电网规划数据模型，对提高电网规划的科学性和有效性有重要作用。
参考文献
[1] 高海霞.城市中压配电网评估方法研究与应用[D].天津：天津大学，2007.
[2] 上海市电力公司市区供电公司，天津大学.电网规划评价指标体系[Z].天津：天津大学，2008.
[3] Sharon Allen. Data Modeling For Everyone[M]. 2004李化等译.数据建模基础教程 [M].北京：清华大学出版社，2004.
[4] 上海市电力公司市区供电公司，天津大学.电网规划评价指标体系[Z].天津：天津大学，2008.
[5] 高赐威，程浩忠，王旭.盲信息的模糊评估模型在电网规划中的应用[J].中国电机工程学报，2004，24（9）：24-29.
[6] 姜腊林，金小明，龙鹏飞，周保荣，孙春顺，廖年冬.电力系统规划数据平台的数据设计[J].电力科学与技术学报. 2012，27（1）：92-93.
作者简介：
冯建雷（1984—），男，硕士，副教授，研究方向为电网规划设计、电力系统软件设计开发和信息化管理。
魏芳（1980—），女，工程师，研究方向为电力系统软件设计开发。
关键词：电网规划数据模型；自上而下；实体关系
Study on Data Model of Network Planning Evaluation Business
FENG Jian-Lei1， WEI Fang2， CAO Shi-Liang2， SHAO Xiao-Meng2
（1. State Power Economic Research Institute， Beijing 102209， China；
2. Shanghai Shineenergy Information Technology Development CO.，LTD.， Shanghai 200025，China）
Abstract： By analyzing evaluation index and process of network planning， based on present data model design method of network planning and building standard， this article selects the top-down design method， to explain modeling steps of evaluation data model of network planning detailedly， finally， establishes the completed data model of network planning by analyzing entity relationship.
Keywords： data model of network planning； top-down method； entity relationship
0 引言
电力行业是国民经济的支柱产业之一，为应对我国电力产业快速发展的形势，需要积极开展电网规划评估工作，为电网发展提供技术支撑和决策依据，有效提高电网管理水平。然而，迄今为止，国家电网公司仍未建立一套完整的适用于电网规划评估业务的数据模型。
1 电网规划评价指标分析
电网规划评价方案的可行性以及城市电网结构的合理性需要依据评价指标体系[1-2]来实现。基于当前已有的评价指标库，在进行电网规划评价前，依据评价侧重方向选取指标库中的一部分指标构建评价指标体系，通过建立有效的评价体系来监测、引导和管理电网的建设和发展。构建完成指标体系后，再逐步完成数据抽取及校验、指标计算以及指标评价。
电网规划评价指标按照研究方向主要分为发展速度与规模、电网安全与质量、电网发展效率与效益、资产效益、成本控制、电价政策、低碳化、其他政策等几类；按照复杂性可分为单项指标和复合指标两种，前者需分析其计算所需的原始数据和数据来源，后者需利用单项指标或已有复合指标设置指标计算公式。
2 电网规划评价过程
电网规划评价过程主要包括指标设置和评价两个阶段。在指标设置阶段，需完成评价指标选择、指标评价判据和评分标准选择以及指标权重设定等任务；在评价阶段，先导入电网规划评价原始数据，再对指标的设置进行单项评价和综合评价。评价过程需考虑到不同地区电网建设规模水平的差异性。
在电网进行评价过程中，需要确定底层指标数值的合理范围。当某参数位于这个合理范围之内时，表明从这个角度而言电网的参数或其表征的系统运行状态基本满足要求；反之则不然。指标的这个“合理范围”即指标的评价判据。指标评价判据的确定，不仅要参考相关专业技术规定，而且要结合该领域专家的工作经验。
3 电网规划评价数据模型
“一体化电网规划设计平台”是当前国家电网公司开展电网规划设计工作的主要支撑，电网规划评估业务需要在一体化电网规划设计平台上实现。数据模型正是平台的核心。采用数据模型设计理论，并满足一体化电网规划设计平台数据模型设计标准，形成一套适用于电网规划评价业务的数据模型标准，从而满足电网规划评估业务的计算机实现要求。
3.1 电网规划评价数据模型设计理论
电网规划设计平台的建设旨在实现规划基础数据和规划交互流程的标准化，其中，电网规划数据模型是电网规划平台的核心部分。建立模型的目的是以文档的形式记录比较抽象的想法，称之为概念模型。数据模型设计一般采用自上而下、逐级深入（Top_Down）的设计方法和自下而上（BOTTOM-UP）的验证方法[3]。其中，自上而下的方法用流程来描述数据的处理过程，这是一种功能性的或者流程驱动的分析方法；自下而上方法的焦点在于流程中所包含的事物，寻找并列出可能的数据元素。
通过数据建模，可以记录信息、形状、尺寸和内容，以及在业务处理流程中数据元素使用的规律。最终完成的产品就像一张图表，旁边附加上所有必要的参考资料，可以清楚地说明一切。
3.2 电网规划评价数据模型
正如前文所述，数据模型设计方法通常有两种，分别是自上而下的设计方法和自下而上的验证方法。其中，自上而下的方法是用流程来描述数据的处理过程，是一种功能性的或者流程驱动的分析方法，重点分析事物是怎样工作的，从顶部开始，通过迭代的方式逐步细化；自下而上方法的焦点在于流程中所包含的事物，找到流程中可能的数据元素，分析这些元素是如何使用的。下面采用自上而下的方法阐述电网规划评价数据模型的具体建模步骤。
（1）记录活动步骤 电网规划的具体步骤如下：
■ 评价人员创建一个评价任务；
■ 评价人员创建评价方案；
■ 评价人员从指标库中选择相关指标作为本次评价需要的指标；
■ 评价人员对选取的指标进行权重设置；
■ 从系统抽取指标数据，并补充其他相关指标数据。
（2）建立活动描述
活动描述应该定义所有的元素，描述活动开始的触发机制，描述所有依赖关系和反馈循环，指出控制规则、机制或其他活动。
① 建立评价任务
② 创建评价方案
③ 选取评价指标
④ 设置指标权重
⑤ 抽取指标数据
⑥ 计算指标得分
（3）记录活动规则
为建立实体间的关系，就要对流程的规则进行分析。我们在活动步骤中没有提及方案包括哪些内容，方案评分和指标评分是什么关系，怎样完成一次评估。
评价任务规则如下：
■ 评价任务互不干扰，可以建立多个评价任务。
■ 评价任务下可以建立多个评价方案。
指标方案规则：
■ 指标方案所有指标从指标库中取出，至少要有一个指标。
■ 指标方案可以用于多个评价方案，但不可用于同一评价任务下的不同方案。
■ 评价方案一旦已经开始评价，指标方案不能进行更改。
■ 指标方案可以设置为一层指标，也可设置为多级指标。
■ 任意一个层级下所有指标权重之和为1。
（4）建立概念模型
通过以上分析，找到潜在的概念实体后，需要对其扩展定义，分析包含的实体，建立一个概念数据模型。
（5）构建实体关系
实体是现实世界中一组具有某些共同特性和行为的对象，对象和实体之间是“is member of”的关系。对象类型的组成成分可以抽象为实体的属性，组成成分与对象类型之间是“is part of”的关系。作为“属性”，不能再具有需要描述的性质，必须是不可分的，不能包含其他属性，也不能与其他实体具有联系。
（6）确立逻辑模型
逻辑数据模型是一种关系模型，需对概念模型数据进一步分解和细化，完成数据概念模型中未涉及的实体属性、主键及约束的定义，进行数据概念模型中的多对多关系转化，生成关系实体。数据逻辑模型设计一般遵从“第三范式”[4-6]以达到最小的数据冗余。
4 结束语
电网评估工作能够为电网发展提供技术支撑和决策依据，促进电网科学发展，提高电网管理水平。因此，电网评估方法与数据模型的研究工作变得更加迫切重要。选取科学客观的评估方法，并建立量化评估模型具有重要意义。本文选用自上而下的设计方法，详细阐述电网规划评价数据模型的建模步骤，通过分析确立实体关系，最终建立起完整的电网规划数据模型，对提高电网规划的科学性和有效性有重要作用。
参考文献
[1] 高海霞.城市中压配电网评估方法研究与应用[D].天津：天津大学，2007.
[2] 上海市电力公司市区供电公司，天津大学.电网规划评价指标体系[Z].天津：天津大学，2008.
[3] Sharon Allen. Data Modeling For Everyone[M]. 2004李化等译.数据建模基础教程 [M].北京：清华大学出版社，2004.
[4] 上海市电力公司市区供电公司，天津大学.电网规划评价指标体系[Z].天津：天津大学，2008.
[5] 高赐威，程浩忠，王旭.盲信息的模糊评估模型在电网规划中的应用[J].中国电机工程学报，2004，24（9）：24-29.
[6] 姜腊林，金小明，龙鹏飞，周保荣，孙春顺，廖年冬.电力系统规划数据平台的数据设计[J].电力科学与技术学报. 2012，27（1）：92-93.
作者简介：
冯建雷（1984—），男，硕士，副教授，研究方向为电网规划设计、电力系统软件设计开发和信息化管理。
魏芳（1980—），女，工程师，研究方向为电力系统软件设计开发。