用电信息采集系统互动化信息建模及处理技术研究

用电信息采集系统互动化信息建模及处理技术研究

张冶宋晓文康乃荻高胜宇张雯舒刘晓琳

（国网辽宁辽宁省电力有限公司客户服务中心辽宁沈阳110001）

摘要：为强化电网与客户之间高效、互动的新型供用电关系，提供面向电力客户的多元化互动服务，迫切需要建立面向所有电力用户的双向互动服务，实现电网侧和用户侧的直接互动，合理利用分布式电源、电动汽车充放电设施，发挥其平衡电网负荷的作用，因此，如何设计覆盖用户规模最大的用电信息采集系统的互动模式成为一项重要课题。本文从用电信息采集信息模型、基础数据模型、互动化信息构建和互动化信息模型处理与共享技术等四个层面研究了用电信息采集系统互动化信息建模及处理技术。

关键词:用电信息采集系统；互动化；信息建模；信息处理技术

1引言

根据国家电网公司《智能用电服务系统建设导则》统一要求，需构建电网与客户之间高效、互动的新型供用电关系，为电力客户提供多元化互动服务。用电信息采集系统支撑互动用电服务，不仅可以建立和所有电力用户的双向互动服务，实现电网侧和用户侧的直接互动，而且可以通过双向互动实现分布式电源、电动汽车充放电设施的合理利用，发挥其平衡电网负荷的功效，可作为对电网进行补充的良好手段。

2用电信息采集系统信息模型

智能用电信息采集系统源自于自动抄表系统，采集、处理和实时监控用户的用电信息，实现用电数据的自动抄收、计量、异常监测、电能质量监测、分布式能源监控、智能用电设备的信息交互等功能，最终实现自动抄表、错峰用电、用电检查、负荷预测及节约用电成本的目标。智能用电信息采集模型主要包括电能采集层模型和主站层数据存储模型，其中，数据采集层模型主要包括采集和控制模型，需满足与采集设备和主站层的数据实时双向传输，数据通过采集层采集现场数据，经通信信道层进入主站层；主站层模型主要是数据管理模型，主站层的数据需满足与采集端互操作的要求和与其它业务系统的数据交互要求。

基于SG-CIM规范模型的分析，给合智能用电信息采集要求数据实时传输的特点，智能用电信息采集模型采用面向组件设计，数据管理与分析部分可取CIM中适用于应用系统间数据交换的模型。为便于与终端设备采集的数据进行交互，采集与控制部分模型数据的传输格式采用XSD格式，主站管理层模型数据传输格式采用RDF格式。

3基础数据模型构建

用电信息采集系统基础数据主要是计量电表的远程抄表、实时用电电量、负荷数据和现场事件信息，具有用户用电负荷控制与用电量控制、预付费和本地信息服务等功能。

按照电力用户性质和营销业务需要，将电力用户划分为大型专变用户、中小型专变用户、三相一般工商业用户、单相一般工商业用户和居民用户等五种用户。从实时和当前数据、历史日数据、历史月数据、事件记录等四个方面分析面向五类用户所需采集的数据项。根据分析的结果，建立用电信息采集系统远程抄表模型、事件记录模型、用电检查模型、预付费功能模型与状态监测功能模型，其中，远程抄表模型包括采集任务、采集任务明细、任务执行信息等数据实体；事件记录模型包括采集质量信息、越限参数、异常告警信息等数据实体；用电检查模型包括限电方案编制、负荷控制、终端保电和负控方案执行查看等功能；预付费功能模型包括预付费单接收、催费控制、预付费情况统计等功能；状态监测功能模型包括用电异常监测、用电质量监测、事件处理等功能。

4互动化信息构建

以用电信息采集系统基础数据为互动业务的支撑，融入分布式电源、电动汽车等新兴元素，梳理智能用电互动业务当前面临的要求和新变化，针对不同类型的典型用户，如居民用户、分布式电源用户、电动汽车用户等，详细分析典型用户的互动业务及互动内容，在此基础上建立适合用电信息采集系统的互动化CIM模型。智能用电互动交互内容从交互内容角度包括信息发布、信息查询、互动用电、监测与告警、终端作业、消息推送、运维任务管理；从互动对象角度，对于所有用户包括信息公告、用户档案两方面互动内容，对于用电用户包括电量电费、账户余额、缴费记录、营业网点、用电指南、电价标准、推介用电、电价策略变更、停电通知、电费催缴等互动内容，对于电动汽车用户包括电动汽车充电站有序用电、电动汽车充电站优选、电动汽车电池充电故障告警、电动汽车电池充电故障、电动汽车充电站有序用电等互动内容，对于发电用户包括分布式电源电费收益跟踪、分布式电源盈亏平衡预测、分布式电源发电异常告警、分布式电源发电异常等互动内容，对于电力运维人员包括主站异常告警、应用指标监测两方面互动内容，对于电力管理人员仅有应用指标监测需互动，对于电力作业人员包括近场抄表、参数下发、运维任务管理、任务管理、现场运维定位、任务统计等互动内容。

5互动化信息模型处理及共享技术

用电信息采集系统与其他外部业务应用系统间的数据交互，采用CIM模型作为数据交换模型，CIM数据交换格式采用RDF格式。对于实时性要求高的互动信息数据，由业务应用方主动发起数据查询、更新等操作，通常采用CIS接口进行数据的及时交互。为实现某互动共享服务业务场景，可基于CIS的GDA接口定义用电信息采集系统互动化信息CIM模型数据服务，即一系列访问CIM对象的接口规范，可将多个CIM数据服务“组合和包装”为一个面向业务的数据服务。

用电信息采集系统互动化信息模型共享交互接口服务采用Webservice形式对外提供，其定义了查询、新增、修改和删除等四种API接口。通过XML在数据中附加标记以表达数据的逻辑结构和含义，实现数据的统一接口问题，基于CIM模型的RDF语法定义则规范了相应XML文档的结构和标记定义，使其在不同的环境下可获得理解的一致性。基于CIM模型的XML定义可被称为CIM/XML语言，可作为实现用电信息采集系统与营销业务系统、电动汽车运营管理系统等不同系统间数据共享的手段。

6结论

本文以用电信息采集系统为支撑，研究了支撑用电互动的用电信息采集技术、互动化业务的CIM模型和数据模型、用电信息采集系统互动化信息建模和处理技术，为实现电信息采集系统与营销系统、95598系统、电动汽车运营管理系统、分布式电源管理等系统的数据融合，支撑互动用电、分布式电源与微网、电动汽车充放电等多种业务互动，实现智能电网以多种渠道与多类用户的互动，增强智能电网用电环节的互动化提供了理论指引。

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