智能用電條件下用戶用能管理與服務(wù)平臺建設(shè)研究

張德敏 李克寒 賈欣

（國網(wǎng)安徽省電力公司亳州供電公司 安徽亳州 236800）

智能用電條件下用戶用能管理與服務(wù)平臺建設(shè)研究

張德敏 李克寒 賈欣

（國網(wǎng)安徽省電力公司亳州供電公司 安徽亳州 236800）

在智能用電管理領(lǐng)域內(nèi)，為了滿足用戶對于用能的需求質(zhì)量，以及實現(xiàn)高標準的用戶用能管理水平。因此，研究在智能用電條件下的用能服務(wù)管理平臺的建設(shè)就具有重要的意義。鑒于此，本文給出了用戶用能服務(wù)管理平臺系統(tǒng)的整體架構(gòu)方案，軟件設(shè)計方案和功能需求。同時在平臺安全部署方面進行了闡述，主要針對信息和軟件安全進行了探討。最后針對現(xiàn)有的政策和環(huán)境分析了用戶用能管理平臺的發(fā)展前景。

智能用電；用電服務(wù)管理平臺；系統(tǒng)架構(gòu)；軟件設(shè)計

引言

現(xiàn)如今，智能電網(wǎng)在集用電采集系統(tǒng)、管理銷售系統(tǒng)等網(wǎng)絡(luò)化平臺上得到了廣泛的應(yīng)用，同時成效也是頗為顯著。電力行業(yè)也在試行各種用電機制，開展不同方式的收費應(yīng)用，通過電話和網(wǎng)絡(luò)平臺等工作，來統(tǒng)一實現(xiàn)各種業(yè)務(wù)功能以及管理服務(wù)模式和建設(shè)標準的統(tǒng)一。

本文從系統(tǒng)的整體方案設(shè)計、系統(tǒng)功能、軟件設(shè)計、系統(tǒng)安全等方面對用戶用能管理與服務(wù)平臺建設(shè)進行了研究和討論。對于使得用戶高效合理的應(yīng)用電力能源，以及提升用電營銷服務(wù)和管理水平，提升安全可靠的電力供需服務(wù)等方面都有重要的意義。

1 系統(tǒng)整體設(shè)計方案

用戶用能管理與服務(wù)平臺的系統(tǒng)整體設(shè)計方案主要有底層設(shè)備部分，中間通訊層和上層主站部分構(gòu)成。其整體框架圖如圖1所示。

主站層部分作為支撐部分，是系統(tǒng)的主要核心部分。其功能包含了前置層、應(yīng)用層以及數(shù)據(jù)層。在進行數(shù)據(jù)預處理和通信協(xié)議解析以及收發(fā)信息方面，主要是前置層通過前置機已經(jīng)負載均衡機協(xié)調(diào)完成；在管理用電服務(wù)方面，應(yīng)用層起到了主要的作用，同時包括對網(wǎng)絡(luò)防火墻的配置，認證系統(tǒng)服務(wù)器以及內(nèi)外網(wǎng)服務(wù)器等；數(shù)據(jù)層起到了對各項數(shù)據(jù)的分析管理以及存儲等方面的配置，其中主要是負載均衡機以及安全認證服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器等。

中間服務(wù)層作為系統(tǒng)的通信鏈路，起到了傳輸信息數(shù)據(jù)的作用。主要任務(wù)是完成對相應(yīng)數(shù)據(jù)的收發(fā)，保證信息傳輸安全可靠。同時其支持多種通信方式包括GPRS、CDMA以及光纖網(wǎng)和以太網(wǎng)等。

底層設(shè)備層集傳統(tǒng)采集設(shè)備和IT設(shè)備與一體，進行各種信息的收集和收發(fā)工作。其中一些智能終端和信息采集器作為傳統(tǒng)設(shè)備在應(yīng)用；平板、手機以及一些互聯(lián)網(wǎng)及移動終端設(shè)備則歸為了IT設(shè)備領(lǐng)域；分布式電源和智能家居以及電動汽車充電樁等并入了系統(tǒng)級設(shè)備中。

圖1 用戶用能管理服務(wù)平臺整體架構(gòu)圖

2 系統(tǒng)功能

用戶用能管理與服務(wù)平臺的建設(shè)主要包含了四個方面，第一部分即是用電設(shè)備總體評估子系統(tǒng)，第二部分是用戶用電監(jiān)測子系統(tǒng)、第三類是用戶用能服務(wù)管理子系統(tǒng)，第四部分是指導用電子系統(tǒng)。通過4部分在主站層的協(xié)同工作，信息互通，能夠?qū)τ脩粲媚芄芾韺崿F(xiàn)更加全面和快速的技術(shù)幫助。

用電設(shè)備總體評估子系統(tǒng)結(jié)合采集到的用戶設(shè)備的各方面電力數(shù)據(jù)，包括：電流、電壓、有功和無功功率等，建立了一套集設(shè)備級和裝置級以及系統(tǒng)級的用電設(shè)備評估模型。其能夠評價各項用電指標；同時，在基于此評估模型給出的評估標注的基礎(chǔ)上，還可以對用戶用電設(shè)備給出明確的用電能耗評估信息等。

用戶用電監(jiān)測子系統(tǒng)在整合了實時現(xiàn)場收集的電力營銷需求、策略等不同影響因子的情況下，通過用電設(shè)備評估子系統(tǒng)給出的評估信息，實現(xiàn)自動化監(jiān)測用戶用電情況。在此基礎(chǔ)上，能夠?qū)τ秒娫O(shè)備的能耗量等給出等級的評估；另一方面在用電安全方面，通過排查用電安全的隱患記錄數(shù)據(jù)和對事故的保護記錄情況，來進行自動的分析，從而能達到全面高效的監(jiān)測用戶用電設(shè)備的效果。

用戶用電管理子系統(tǒng)通過自動發(fā)送等方式，在基于互聯(lián)網(wǎng)平臺或其他門戶網(wǎng)站，進行服務(wù)模式、交流模式以及主從模式等各種各樣的服務(wù)，同時管理子系統(tǒng)還可以實時發(fā)送給用戶各方面用電管理信息，比如，對用電安全的檢測手段，對不同情形下用戶設(shè)備用電量監(jiān)察的方法等；另一方面上，用戶用能管理子系統(tǒng)還提供了人性化的向?qū)гO(shè)計，能夠讓用戶根據(jù)自己的喜好來制訂用電管理計劃，更加靈活的滿足用戶的需求。

用電指導子系統(tǒng)主要是通過各種移動終端設(shè)備與用戶進行信息互通，在用電方面給予用戶更多的合理建議和指引；在另一方面上，通過借助公眾信息服務(wù)平臺或社區(qū)服務(wù)平臺等，根據(jù)當?shù)鼐用駥嶋H的用電情況和用電消耗量，給予用戶用電公示，方便快捷的達到了指導覆蓋范圍廣、指導效率高等成效。

3 軟件設(shè)計

用戶用能管理與服務(wù)平臺系統(tǒng)的建立，總體是為了體現(xiàn)系統(tǒng)對于服務(wù)實現(xiàn)的靈活性、可調(diào)控性、協(xié)調(diào)一致性等效果。因此在軟件設(shè)計方向上，系統(tǒng)架構(gòu)運用了多層體系架構(gòu)，使得其能夠?qū)Ω黝惙?wù)應(yīng)用業(yè)務(wù)達到良好的技術(shù)支撐效果。圖2給出了用戶用能管理與服務(wù)平臺系統(tǒng)的軟件架構(gòu)。

圖2 用戶用能管理與服務(wù)平臺軟件架構(gòu)

軟件設(shè)計總體分為四層和一公共組件部分。由上至下分別是：展示層、服務(wù)層、業(yè)務(wù)邏輯層以及數(shù)據(jù)訪問層。同時四層又分別與公共組件部分協(xié)同合作，共同完成用能管理與服務(wù)平臺系統(tǒng)的各類應(yīng)用服務(wù)功能。

展示層是整個軟件設(shè)計的門面部分。展示層的主要功能是實現(xiàn)公共組件的信息傳遞，實現(xiàn)數(shù)據(jù)之間的交互功能；同時展示層還與業(yè)務(wù)邏輯層之間相關(guān)聯(lián)，實現(xiàn)系統(tǒng)業(yè)務(wù)與展示層互通的效果。展示層的框架設(shè)計采用模型控制視圖的理念，三個部分主要是：視圖、控制器和頁面模型。

服務(wù)層是業(yè)務(wù)流程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，通過服務(wù)層不但可以實現(xiàn)與業(yè)務(wù)邏輯層的數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)進行高效保真的信息交互，同時服務(wù)層也協(xié)同公共組件和其他應(yīng)用程序工作，實現(xiàn)各類數(shù)據(jù)和不同業(yè)務(wù)之間的交互。

業(yè)務(wù)邏輯層作為實現(xiàn)系統(tǒng)算法和業(yè)務(wù)的關(guān)鍵核心，主要由工作流設(shè)計器、工作流活動以及在業(yè)務(wù)部分的處理和實體四個部分組成。其與展示層和服務(wù)層都可以配合工作，完成數(shù)據(jù)之間的交互。

最底層的數(shù)據(jù)訪問層能夠作為數(shù)據(jù)庫管理訪問實時數(shù)據(jù)庫和歷史數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)層的主要工作集中在數(shù)據(jù)處理方面。由三部分構(gòu)成的情況下，主要是Entity Framework以及用在程序方面的應(yīng)用程序服務(wù)和在數(shù)據(jù)部分的數(shù)據(jù)實體三部分構(gòu)成。

作為在整個軟件架構(gòu)中起支撐作用的公共組件部分，其功能主要是和各層之間進行公共數(shù)據(jù)以及各類信息傳遞。日志組件、公共類庫以及安全組件等部分的存在起到了數(shù)據(jù)傳輸和信息交流傳遞的功能。

4 系統(tǒng)平臺安全性

系統(tǒng)平臺高校穩(wěn)定的運行以及平臺安全部署規(guī)劃，都是保證平臺業(yè)務(wù)能夠順利執(zhí)行的前提條件，因此平臺的信息安全和整個系統(tǒng)平臺所涉及的軟件安全都成了至關(guān)重要的部分。

4.1 信息安全

信息安全主要涉及到在平臺的不同服務(wù)之間，以及平臺不同應(yīng)用層方面的信息交互所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)安全，以及建立平臺框架下的信息安全等，為了達到這種效果，需要不同的途徑和技術(shù)手段來實現(xiàn)這些防護措施保證信息安全的效果得以實現(xiàn)。

（1）服務(wù)器的安全。服務(wù)器是信息進行交流最主要的媒介，因此加強服務(wù)器放置環(huán)境的安全，為服務(wù)器設(shè)置獨立網(wǎng)斷的防火墻進行隔離放置是不可或缺的一環(huán)。

（2）在具備較好的電磁兼容的工作環(huán)境機房中進行信息基礎(chǔ)設(shè)備的布置，這樣有利于服務(wù)平臺系統(tǒng)的運行比較穩(wěn)定，工作電源不會受到電磁泄漏、灰塵或者靜電等因素的干擾。

（3）建立切實可行的后備系統(tǒng)，尤其是關(guān)鍵設(shè)備要有應(yīng)急系統(tǒng)做為服務(wù)平臺能夠平穩(wěn)運行的后盾。

4.2 軟件安全

軟件安全主要是集中在對軟件架構(gòu)中存在的各種漏洞，需要有及時進行修正的方案；同時對應(yīng)用軟件中，設(shè)置不同的用戶組和不同的文件目錄等，分別分配不同的訪問和控制權(quán)限。

5 總結(jié)

本文從總體方案設(shè)計、系統(tǒng)功能、軟件架構(gòu)以及系統(tǒng)平臺安全等方面對用戶用能管理與服務(wù)平臺進行了闡述。平臺系統(tǒng)作為基礎(chǔ)性服務(wù)平臺，對節(jié)能環(huán)保以及合理經(jīng)濟的利用電能由很重要的意義。

同時，在管理服務(wù)平臺的基礎(chǔ)上，達到同國家相關(guān)的政策相適應(yīng)，促進與電力電網(wǎng)公司的信息交流，保證了各項業(yè)務(wù)的有序流通和進行，能夠積極的引導用戶更加合理化、經(jīng)濟化、方便化用電。

[1]薛晨，黎燦兵，曹一家，等.智能電網(wǎng)中的電網(wǎng)友好技術(shù)概述及展望[J].電力系統(tǒng)，2011，35（15）：102～107.

[2]王士政.電網(wǎng)調(diào)度自動化與配電自動化技術(shù)[M].北京：中國水利水電出版社，2003：123～125.

[3]Electric Power Research Insitute.The smart grid interoperability standards roadmap[R].Paloalto.CA.USA：Electric power Research Institute，2007.

TM76

A

1004-7344（2016）18-0093-02

2016-6-1

張德敏（1978-），女，用電監(jiān)察員技師，本科，主要從事業(yè)擴報裝工作。

李克寒（1983-），女，用電監(jiān)察員技師，本科，主要從事智能用電工作。

賈 欣（1978-），女，用電監(jiān)察員技師，本科，主要從事電力營銷稽查工作。