智能用電高級計量及其全景交互策略的構(gòu)架研究

摘要：近年來，隨著高科技信息技術(shù)的不斷推廣，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用，促進(jìn)了我國社會生產(chǎn)力的不斷創(chuàng)新。文章就智能用電高級計量體系的構(gòu)建進(jìn)行概述，對基于無線虛擬專網(wǎng)的有線通信和無線通信兩種情況下的AMI全景通信策略進(jìn)行探討，對家庭用戶智能用電管理與信息交互的需求情況下的互動策略進(jìn)行研究，提出了基于ASOA的適用于集群微網(wǎng)的智能用電與信息交互策略的實施。

關(guān)鍵詞：電網(wǎng)；智能用電；高級計量體系；全景交互策略

中圖分類號：TM730 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）30-0026-02

市場經(jīng)濟(jì)體制下，國家對電網(wǎng)建設(shè)實行了大量改革政策，使我國電網(wǎng)建設(shè)技術(shù)水平得到不斷提升，大大促進(jìn)了電網(wǎng)技術(shù)的智能化發(fā)展。智能用電高級計量體系的形成和全景交互策略的實施，使我國電力系統(tǒng)得到重大改善，對于推動電網(wǎng)建設(shè)的信息化發(fā)展具有重大影響。

1 智能用電高級計量體系的構(gòu)建

現(xiàn)代化建設(shè)中，我國電網(wǎng)建設(shè)的智能信息平臺包括發(fā)電、輸電、變電、配電、用電和調(diào)度六個主要環(huán)節(jié)，全景交互策略的實施推動了我國電網(wǎng)建設(shè)的信息化、智能化和集成化發(fā)展，對于構(gòu)建高效、經(jīng)濟(jì)、清潔和互動的現(xiàn)代電網(wǎng)具有重要現(xiàn)實意義。其中，智能用電是為用戶提供優(yōu)質(zhì)的供電服務(wù)，提高電能的有效利用率。

智能用電高級計量體系的研究主要包括智能電表、用戶信息采集、用戶能力管理和系統(tǒng)集成與安全等方面，其中，智能電表是AMI的基礎(chǔ)單元和核心設(shè)備，因此，智能用電高級計量體系在本質(zhì)上是運用智能手段進(jìn)行用戶信息的采集、處理和應(yīng)用等，并依靠現(xiàn)代的通信技術(shù)將配電管理中心和用戶信息互通連接，采用信息處理技術(shù)對用戶進(jìn)行能量管理，最后運用信息集成技術(shù)將高級計量體系采集和處理后的相關(guān)用戶的數(shù)據(jù)信息與其他自動化系統(tǒng)共享，實現(xiàn)智能用電的現(xiàn)代化發(fā)展。其中，通信網(wǎng)絡(luò)相關(guān)技術(shù)有窄帶通信技術(shù)、擴(kuò)頻通信、正交頻分復(fù)用技術(shù)、ZigBee、WiFi、3G等；信息化相關(guān)技術(shù)有可擴(kuò)展標(biāo)記語言、統(tǒng)一建模語言、多智能體系統(tǒng)、SOA體系結(jié)構(gòu)、Web服務(wù)等。

因此，智能用電高級計量體系的構(gòu)建，集MAS智能化功能主體和SOA靈活業(yè)務(wù)流程管理和IEC61979/IEC61968標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型于一體，具有模型標(biāo)準(zhǔn)化、模塊定制動態(tài)化、信息共享與集成等技術(shù)特點，最大限度地保護(hù)了用戶原有的硬軟件投資，提高了整個應(yīng)用程序的自治性和互協(xié)作性，實現(xiàn)了多應(yīng)用用戶系統(tǒng)并行的廣域網(wǎng)絡(luò)化信息集成，推動我國電網(wǎng)建設(shè)中智能用電高級計量體系的高科技發(fā)展。

2 基于無線虛擬專網(wǎng)的全景通信策略分析和探討

電力公司、用戶和可控負(fù)載等的信息交互動能是AMI通過通信網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)的，因此，AMI必須具有開放式的雙向通信標(biāo)準(zhǔn)，以為智能電網(wǎng)提供更多的信息，保證智能用電的安全可靠性。在基于無線虛擬專網(wǎng)的全景通信策略中，通信系統(tǒng)的媒介采用的是無線商用網(wǎng)絡(luò)，并運用網(wǎng)絡(luò)安全管理技術(shù)將電力公司和用戶相連接，保持暢通聯(lián)系。其中，集中器和調(diào)度中心是通過出口與計量數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)MDG來連接的，集中器側(cè)MDG將數(shù)據(jù)打成IP包，由IPSec協(xié)議來完成二次加密，再通過無線發(fā)射終端傳入GPRS&CDMA網(wǎng)，最后經(jīng)過配電中心側(cè)MDG解密傳送到計量數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)中。

因此，通信網(wǎng)系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)有通信組網(wǎng)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)容錯技術(shù)和智能數(shù)據(jù)傳送技術(shù)四個方面。其中，基于IPSec的無線虛擬專網(wǎng)的安全性由APN專線接入、基于VPN隧道技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、數(shù)據(jù)傳輸?shù)募咏饷芗夹g(shù)、智能分包數(shù)據(jù)傳輸機(jī)制等來進(jìn)行安全保護(hù)運行，使無線虛擬專網(wǎng)的安全性、可靠性和時效性得到大大提高，推動無線虛擬專網(wǎng)的普遍應(yīng)用。

3 基于對等互聯(lián)OSGi的家庭智能用電與信息互通策略的研究

在家庭用戶和電網(wǎng)公司之間AMI是運用雙向通信技術(shù)來實現(xiàn)互動連接的，使數(shù)據(jù)可以快速讀取、傳遞，大大提高了電網(wǎng)的綜合效率，OSGi平臺在家庭智能用電管理中心側(cè)部署AMI的應(yīng)用，實現(xiàn)了局域網(wǎng)到廣域網(wǎng)小型智能設(shè)備間多種服務(wù)的開放式傳送。運用OSGi服務(wù)平臺，可以將標(biāo)準(zhǔn)Web Service組件接口引入到系統(tǒng)中，在家域網(wǎng)內(nèi)發(fā)布或者訂閱服務(wù)，從而構(gòu)建分布式OSGi平臺，通過統(tǒng)一的插件機(jī)制來實現(xiàn)各種不同組件與用戶的多樣性需求。在公共信息模型中，互操作語義模型構(gòu)建的關(guān)鍵技術(shù)可擴(kuò)展標(biāo)記語言、資源描述框架、資源描述框架模式，因此，由CIM RDF Schema來構(gòu)建互操作的實際AMI網(wǎng)絡(luò)的CIM/XML，然后以CIM/XML為載體進(jìn)行AMI數(shù)據(jù)和信息的交換，與此同時，實現(xiàn)不同廠家之間的互操作，進(jìn)而完成自動互交和自動協(xié)同工作等。

在進(jìn)行基于對等互聯(lián)OSGi的家庭智能用電與信息互通策略的研究時，有兩種互動策略可以用來選擇：第一種是由配電公司對用戶智能設(shè)備實行統(tǒng)一監(jiān)控和管理，使各設(shè)備的運行處于地理和容錯狀態(tài)下，但是服務(wù)端數(shù)據(jù)容易出現(xiàn)擁塞情況，因此，對用戶管理本地用電信息具有較大影響；另一種是以用戶入口作為用戶和配電公司信息交互的唯一連接點，用戶局域網(wǎng)內(nèi)的所有設(shè)備操作由用戶入口統(tǒng)一調(diào)度和管理，可以緩解服務(wù)端的運行負(fù)載，提高用戶側(cè)對用電信息的管理能力，但是用戶入口出現(xiàn)故障問題或其他情況有可能引起家域網(wǎng)內(nèi)所有智能設(shè)備與外界失去通信。

不同OSGi平臺之間可以通過獨立的Web服務(wù)組件訂閱和注冊所需的服務(wù)，服務(wù)間的消息是通過SOAP協(xié)議來傳輸?shù)?，可以彌補(bǔ)P2P技術(shù)在安全性和可靠性上的不足，而P2P提供的計算機(jī)可理解的語義滿足了平臺組件對Web上異構(gòu)和分布信息的檢索與訪問，從而實現(xiàn)了AMI語義層的全方位信息互聯(lián)，大大提高了分布式對等互聯(lián)OSGi平臺的性價比，促進(jìn)智能用電高級計量體系的不斷完善。

4 基于ASOS的集群微信網(wǎng)智能用電與信息互動策略的實施

智能微網(wǎng)是一種由分布式電源和儲能設(shè)備等組成的小型電力系統(tǒng)，采用了先進(jìn)的電力技術(shù)、計算技術(shù)和通信技術(shù)，使用戶的供電信息變得更加可靠，滿足了用戶對用電的多樣性需求。其中，Agent封裝作為一個智能服務(wù)主體，采用Web Service技術(shù)解決各智能服務(wù)主體間的相互通信，以更深入地用智能體的組織模型和交互模型來描述智能服務(wù)之間的相互關(guān)系。基于ASOS的集群微信網(wǎng)智能用電與信息互動策略，是將MAS和SOA設(shè)計理念相融合，從而滿足智能電網(wǎng)環(huán)境下集群智能微網(wǎng)的廣域分布協(xié)同控制需求。Agent封裝是通過WSDL、SOAP、UDDI等以智能服務(wù)的形式提供功能給外界，智能用電高級計量系統(tǒng)是通過Web Service來進(jìn)行全面服務(wù)的，Web Service是以XML作為表達(dá)數(shù)據(jù)的基本格式，具有操作方便、易于分析等特點。

基于ASOS的集群微信網(wǎng)智能用電的關(guān)鍵技術(shù)是，面向Agent的Web服務(wù)描述和ACL消息格式與SOAP消息格式之間的轉(zhuǎn)換，在Agent的描述中使用WSDL可以作為一組服務(wù)訪問點，通過對FIPA ACL信息參數(shù)和WS尋址所提供的MI包頭信息之間映射關(guān)系的分析和對比，可以發(fā)現(xiàn)ACL信息參數(shù)中沒有隊形的參數(shù)。智能微網(wǎng)分部管理平臺體系包括用戶交互層、智能微網(wǎng)管理層、數(shù)據(jù)模型層和服務(wù)注冊代理層四個部分，其中，本地Agent能夠?qū)G電壓和電力流等進(jìn)行高效控制，對整個電網(wǎng)進(jìn)行有效的調(diào)節(jié)。

在基于ASOS的集群微信網(wǎng)智能用電與信息互動策略的研究中，通過測試系統(tǒng)來驗證策略的可行性，分析Web通信的實效性，結(jié)合Agent特有的智能化功能以及Web服務(wù)的標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)化，運用WS規(guī)范中的Reliable Messaging采用序列Sequence建立相對應(yīng)的數(shù)據(jù)次序，Web Service的擴(kuò)展規(guī)范采用WS-Security從識別、認(rèn)證和授權(quán)等方進(jìn)行驗證，并通過安全套接層SSL和HTTP基本認(rèn)證等安全技術(shù)，大大提高了系統(tǒng)的安全性和

可靠性。

5 結(jié)語

21世紀(jì)是一個高科技信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)泛濫的時代，使電力工業(yè)的發(fā)展面臨著越來越復(fù)雜的環(huán)境，給電力系統(tǒng)的改革和創(chuàng)新提供了許多新的挑戰(zhàn)和機(jī)遇。智能用電高級計量及其全景交互策略的構(gòu)架研究，大大提高了電力系統(tǒng)的安全性和可靠性，促進(jìn)了我國電網(wǎng)建設(shè)的長遠(yuǎn)

發(fā)展。

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作者簡介：唐毅（1978-），男，四川南充人，供職于國網(wǎng)四川省電力公司廣安供電公司，工程碩士，研究方向：營銷管理。