智能電網(wǎng)系統(tǒng)建設(shè)中的三戶模型設(shè)計(jì)研究

曹港基 江靖

摘? 要：隨著智能電網(wǎng)的發(fā)展和《國(guó)務(wù)院辦公廳關(guān)于加快電力市場(chǎng)化改革的意見(jiàn)》（1439號(hào)文）的頒布，電力市場(chǎng)化改革步伐加快，電力輸配用各環(huán)節(jié)業(yè)務(wù)形態(tài)可能發(fā)生改變。作為供電企業(yè)的市場(chǎng)營(yíng)銷系統(tǒng)，隨著電網(wǎng)市場(chǎng)化改革的推進(jìn)，客戶賬戶管理將變得更加復(fù)雜。因此，該文立足于智能電網(wǎng)的發(fā)展形勢(shì)和電力改革的方向，基于大數(shù)據(jù)時(shí)代的相關(guān)知識(shí)體系，從源頭開始探索電力行業(yè)的三戶模型，并以此為案例，逐步分層研究當(dāng)前電力相關(guān)數(shù)據(jù)管理的思路。

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)；數(shù)據(jù)質(zhì)量；三戶模型

中圖分類號(hào)：TP311? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? 文章編號(hào)：2096-4706（2023）07-0138-04

Abstract： With the development of smart grid， especially with the issuance of document No.1439， the pace of electricity market-oriented reform has been accelerated. The business models in the transmission， distribution， and consumption sectors may undergo changes. As the marketing system of power supply enterprises， the customer account management will become increasingly complex with the progress of electricity market-oriented reform. This paper will focus on the development situation of smart grid and the direction of power reform， based on the relevant knowledge system of the big data era， and explore from the source. Taking the three-party model of the power industry as an example， this paper will study the train of thought of current power-related data management step by step and layer by layer.

Keywords： database design; data quality; three-household model

0? 引? 言

俗話說(shuō)“武功再高也怕菜刀”，在大數(shù)據(jù)時(shí)代背景下，技術(shù)人員并非缺少大數(shù)據(jù)分析的技術(shù)，也不缺少大數(shù)據(jù)挖掘的工具，更不缺少分布式計(jì)算的硬件。但是，當(dāng)大數(shù)據(jù)中心獲取到的數(shù)據(jù)是缺少邏輯關(guān)系，而且是存在靈活多變關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)，相信再先進(jìn)的技術(shù)也無(wú)法從一堆“散沙”式的數(shù)據(jù)中提取到有價(jià)值的數(shù)據(jù)。以電力行業(yè)的三戶模型為例，如果在數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)階段沒(méi)有從根本上厘清客戶、用電戶、結(jié)算戶、計(jì)量點(diǎn)的關(guān)聯(lián)關(guān)系，而且沒(méi)有制定統(tǒng)一的數(shù)據(jù)約束，隨著數(shù)據(jù)量的不斷增大，數(shù)據(jù)質(zhì)量就會(huì)下降，最后將進(jìn)入無(wú)序狀態(tài)，誰(shuí)也不敢相信哪個(gè)數(shù)據(jù)是正確，哪個(gè)數(shù)據(jù)是錯(cuò)誤的。本文將以數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的原理開始，探索數(shù)據(jù)質(zhì)量的治理的根源原理。

1? 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)雜談

數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)（Database Design）是指對(duì)于一個(gè)給定的應(yīng)用環(huán)境，構(gòu)造最優(yōu)的數(shù)據(jù)庫(kù)模式，建立數(shù)據(jù)庫(kù)及其應(yīng)用系統(tǒng)，使之能夠有效地存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，滿足各種用戶的應(yīng)用需求（信息要求和處理要求）。在數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是最重要環(huán)節(jié)之一，這將決定著數(shù)據(jù)質(zhì)量的關(guān)鍵因素之一。要設(shè)計(jì)出科學(xué)的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)，需要遵守一致性原則、完整性原則、安全性原則、可伸縮性原則、可擴(kuò)展性原則、規(guī)范化原則?；谶@次原則，已經(jīng)是老生常談的話題，本文將不作細(xì)節(jié)論述，但從中需要重點(diǎn)明確三個(gè)問(wèn)題[1]。

首先，在數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)中需要盡量避免表與表的多對(duì)多的關(guān)聯(lián)關(guān)系。多對(duì)多的關(guān)聯(lián)性會(huì)容易造成數(shù)據(jù)維護(hù)難度增大，如果沒(méi)有嚴(yán)格的約束力之下，技術(shù)人員一個(gè)小錯(cuò)誤就會(huì)造成災(zāi)難性的后果。當(dāng)遇到多對(duì)多的關(guān)聯(lián)性，我們應(yīng)該拆分為1： N及N ：1的關(guān)系。

其次，為了保障數(shù)據(jù)屬性的一致性，相同的屬性定義原則上不能同時(shí)存放在多個(gè)實(shí)體中。特別在主干的表體系中，要盡量避免同一定義屬性存放在多個(gè)表中。比如手機(jī)號(hào)碼，原則上手機(jī)號(hào)碼只能掛靠在某一個(gè)實(shí)體下，如果多處掛靠就破壞了數(shù)據(jù)的一致性原則，多處掛靠在數(shù)據(jù)修改時(shí)是難于確保數(shù)據(jù)能同時(shí)被修改，如果只修改一處，隨著數(shù)據(jù)的增多，最后就難于保證哪種掛靠的手機(jī)號(hào)碼是正確的[2]。

最后，為了提升數(shù)據(jù)的維護(hù)能力，復(fù)雜關(guān)聯(lián)關(guān)系的表實(shí)體設(shè)計(jì)要呈現(xiàn)樹型結(jié)構(gòu)，盡量避免環(huán)型的結(jié)構(gòu)。樹型結(jié)構(gòu)最大的優(yōu)勢(shì)是找到數(shù)據(jù)的源頭，只要牽住牛頭，數(shù)據(jù)的維護(hù)就會(huì)變得簡(jiǎn)單。如圖1，從數(shù)據(jù)維護(hù)的難度及復(fù)雜性，通常比較合理的數(shù)據(jù)表設(shè)計(jì)偏向樹形結(jié)構(gòu)。

2? 電力數(shù)據(jù)質(zhì)量研究

中國(guó)電力改革從1997年到2022年可劃分為四個(gè)階段。其中2015年中共中央、國(guó)務(wù)院頒發(fā)了《關(guān)于進(jìn)一步深化電力體制改革的若干意見(jiàn)》，明確了“管住中間，放開兩頭的”政策，電力行業(yè)售電環(huán)節(jié)進(jìn)入市場(chǎng)化。2021年電力進(jìn)入新時(shí)代，發(fā)改委頒發(fā)《關(guān)于進(jìn)一步深化燃煤發(fā)電上網(wǎng)電價(jià)市場(chǎng)化改革的通知》取消目錄電價(jià)，這意味著國(guó)家一直在堅(jiān)持推動(dòng)電力市場(chǎng)化改革不動(dòng)搖。那么，將來(lái)電力領(lǐng)域的市場(chǎng)化將會(huì)越來(lái)越高，電力公司將要面臨兩種職能，既要肩負(fù)著國(guó)家賦予的民生兜底責(zé)任，同時(shí)也要面對(duì)市場(chǎng)化競(jìng)爭(zhēng)的局面。所以作為電力公司，要重點(diǎn)關(guān)注數(shù)據(jù)質(zhì)量的管理能力提升，特別關(guān)乎客戶的消費(fèi)側(cè)數(shù)據(jù)[3]。

隨著電力企業(yè)的市場(chǎng)化改革的不斷深入，傳統(tǒng)的觀念導(dǎo)致電力企業(yè)在轉(zhuǎn)型中遇到頗多障礙，以數(shù)據(jù)處理能力方面為例，當(dāng)前的數(shù)據(jù)整合能力還存在比較大的短板，不合理的使用不正確的數(shù)據(jù)將會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)質(zhì)量下降。數(shù)據(jù)信息是企業(yè)重要的戰(zhàn)略資源，合理有效地使用正確的數(shù)據(jù)能為企業(yè)做出正確的決策，擴(kuò)展企業(yè)的服務(wù)范圍，提高企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)能力?；谧髡邔?duì)電力的運(yùn)營(yíng)情況觀察，以三戶模型為例，當(dāng)前的數(shù)據(jù)質(zhì)量還存在以下問(wèn)題。

首先，缺乏新業(yè)務(wù)拓展的支撐能力。電力企業(yè)的產(chǎn)業(yè)鏈在不斷升級(jí)，除了基礎(chǔ)用電產(chǎn)品以外還增加了綜合能源產(chǎn)業(yè)、電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)、保險(xiǎn)金融產(chǎn)業(yè)等。當(dāng)這些新興產(chǎn)業(yè)的誕生，企業(yè)在客戶資源整合方面存在比較大的缺陷。比如普通用電戶購(gòu)買了電動(dòng)汽車產(chǎn)品同時(shí)也購(gòu)買了保險(xiǎn)金融產(chǎn)品，理論上客戶的檔案、賬單等信息是共用的。猶如在京東購(gòu)買商品，客戶一處注冊(cè)就能在不同的商家中選購(gòu)商品，而且客戶都能將賬單整合起來(lái)統(tǒng)一支付，并且綁定相同的地址讓商品配送到指定的位置，當(dāng)訂單完成后，客戶能統(tǒng)一獲得積分，還能統(tǒng)一對(duì)商品開展評(píng)價(jià)。如果客戶賬戶有余額，客戶還能夠使用余額對(duì)各種商品進(jìn)行結(jié)算。然而，目前的電力企業(yè)是無(wú)法滿足以上的應(yīng)用場(chǎng)景，其根本原因是三戶模型的設(shè)計(jì)存在缺陷，無(wú)法將電力企業(yè)旗下的產(chǎn)品、賬單、訂單、金額融為一體。

其次，缺失跨地區(qū)共享能力。當(dāng)客戶A在北京購(gòu)買了住宅，與北京電力公司簽署了用電合同，并提交了客戶的資料?？蛻鬉繼續(xù)在佛山購(gòu)買了房產(chǎn)，與佛山電力公司簽署了用電合同，又提交了一次客戶資料。后續(xù)在昆明購(gòu)買房產(chǎn)、商鋪，同樣需要多次提交客戶資料，這種現(xiàn)象就是跨區(qū)共享能力缺失的表現(xiàn)。

3? 認(rèn)識(shí)三戶模型

隨著計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)越來(lái)越普及，對(duì)于三戶模型的理解也隨之出現(xiàn)頗多版本的理解，曾經(jīng)有人還拋出四戶模型五戶模型。三戶模型起源于電信運(yùn)營(yíng)圖，后續(xù)在電信、行業(yè)中得到廣泛使用，后續(xù)，只要是商品交易的行

業(yè)，三戶模型都適合使用。電雖然摸不著看不到，但從本質(zhì)上說(shuō)電也是一種商品，從發(fā)電廠生產(chǎn)然后經(jīng)過(guò)輸電網(wǎng)進(jìn)行運(yùn)輸?shù)脚潆娋W(wǎng)，再經(jīng)配網(wǎng)輸送到各家各戶。這一系列過(guò)程就是商品生產(chǎn)交易的過(guò)程，雖然不同的行為對(duì)三戶的命名可能存在差異，但本質(zhì)上三戶模型的內(nèi)在原理是相通的。在電力行業(yè)中，三戶模型通常被命名為：客戶賬戶、用電戶賬戶、結(jié)算戶賬戶。下面將分步介紹電力行業(yè)的三戶模型的內(nèi)在含義[4]。

首先論述客戶賬戶。從客戶賬戶的模型定義來(lái)分析客戶體現(xiàn)了社會(huì)域的信息，指自然人或者法人。法人一般被稱之為企業(yè)客戶，一般客戶指?jìng)€(gè)人客戶。當(dāng)供需合同簽署時(shí)，客戶賬戶的產(chǎn)生就意味著確定了需求方主體，客戶賬戶通常是指合同中的乙方（即用電需求方）。從賬單模型分析，客戶賬戶的法定身份就能明確賬單是誰(shuí)的，是由誰(shuí)購(gòu)買了商品。那么，這也決定了發(fā)票的抬頭。根據(jù)以上理解，如果客戶想變更發(fā)票抬頭，變更賬單主體，原則上需要變更合同或者重簽合同。

其次論述用電戶賬戶。從用電戶賬戶的模型定義分析用戶是體用電服務(wù)的現(xiàn)服務(wù)實(shí)體，在電力行業(yè)用電戶是指用電地址，用電地址是明確電力供給方主體是誰(shuí)。比如用電地址在中國(guó)廣州天河區(qū)，那么電力的供給方主體就是中國(guó)廣州天河區(qū)，未來(lái)客戶的賬單是由天河區(qū)的供電企業(yè)來(lái)提供服務(wù)，也就是說(shuō)發(fā)票的開票方就是用電地址所管轄的供電公司。那么，原則上如果需要變更發(fā)票銷售方信息，那么合同需要重簽或變更。

最后論述結(jié)算賬戶。在電力行業(yè)中，結(jié)算賬戶通常與計(jì)量表計(jì)關(guān)聯(lián)，其之間的關(guān)系方式是1對(duì)1，即是一個(gè)電表對(duì)應(yīng)一個(gè)結(jié)算賬戶。計(jì)量方式將決定著計(jì)費(fèi)規(guī)則，比如是居民用電、商業(yè)用電，應(yīng)該由結(jié)算賬戶來(lái)決定而非客戶決定。有些客戶擁有多套房產(chǎn)，多間公司的情況下，客戶旗下的用電賬戶是可以多種多樣的。再者，結(jié)算賬戶是明確商品名稱的標(biāo)志，賬單明細(xì)及發(fā)票明細(xì)的商品各類是由結(jié)算賬戶的性質(zhì)所決定。當(dāng)用電業(yè)務(wù)需要變更，比如居民用電改為商業(yè)用電，那么結(jié)算賬戶需要變更，則合同也需要變更或者重簽[5]。

以上對(duì)三戶模型的定義理解，其圖解如圖1所示。

4? 三戶模型設(shè)計(jì)

根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)原則分析，數(shù)據(jù)并不是孤立存在的，數(shù)據(jù)之間往往存在著各種各樣的約束，不同的約束描述了數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)關(guān)系，數(shù)據(jù)必須能夠滿足這種數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，而不能夠相互矛盾。合理的數(shù)據(jù)約束設(shè)計(jì)，能提高數(shù)據(jù)的真實(shí)性、完備性、自洽性，這是數(shù)據(jù)本身應(yīng)具有的能力?？梢?jiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)關(guān)聯(lián)關(guān)系的合理性，數(shù)據(jù)的約束性是解決數(shù)據(jù)質(zhì)量的關(guān)鍵因素。

4.1? 常見(jiàn)的三戶模型設(shè)計(jì)

據(jù)筆者對(duì)各行業(yè)的三戶模型設(shè)計(jì)的研究，技術(shù)人員為了提升數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)的靈活性，將三戶模型設(shè)計(jì)成為環(huán)狀架構(gòu)，如圖2所示?？蛻糍~戶與用電戶是1對(duì)多關(guān)系，客戶賬戶與結(jié)算戶也是1對(duì)多關(guān)系。用電戶及結(jié)算戶與計(jì)量點(diǎn)是1對(duì)多關(guān)系。銀行賬戶及發(fā)票信息與結(jié)算戶關(guān)系。這種設(shè)計(jì)過(guò)于靈活，數(shù)據(jù)容易出現(xiàn)隨意關(guān)聯(lián)現(xiàn)象，導(dǎo)致屬性來(lái)源多源。

首先，會(huì)導(dǎo)致客戶功能缺失、用電戶功能缺失。從圖2中可見(jiàn)，結(jié)算戶與用電戶是缺失關(guān)聯(lián)的，如果客戶A擁有多套房子及多間公司，而每個(gè)物業(yè)的計(jì)費(fèi)規(guī)則是差異的，那么就難于設(shè)置每個(gè)用戶地址的計(jì)費(fèi)規(guī)則，導(dǎo)致用電戶功能缺失。再者，客戶賬戶、用電戶、結(jié)算戶具有資金屬性，三個(gè)賬戶的欠費(fèi)余額必須勾稽。第一，客戶賬戶余額等于所屬用戶賬戶余額之和；第二，用戶賬戶余額等于所屬結(jié)算賬戶余額之和。如果三個(gè)賬戶的關(guān)聯(lián)關(guān)系難于支撐這以上兩點(diǎn)的應(yīng)用場(chǎng)景，即代表客戶功能缺失。

其次，數(shù)據(jù)維護(hù)是系統(tǒng)維護(hù)的重要內(nèi)容之一，包括數(shù)據(jù)內(nèi)容的維護(hù)（無(wú)錯(cuò)漏、無(wú)冗余、無(wú)有害數(shù)據(jù)）、數(shù)據(jù)更新、數(shù)據(jù)邏輯一致性等方面的維護(hù)。為了確保數(shù)據(jù)的質(zhì)量，信息系統(tǒng)通常會(huì)建設(shè)配套的數(shù)據(jù)質(zhì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)負(fù)責(zé)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的正確性，同時(shí)建立業(yè)務(wù)行為規(guī)范監(jiān)控體系負(fù)責(zé)監(jiān)測(cè)信息系統(tǒng)的業(yè)務(wù)行為的正確性。根據(jù)第一章論述數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)原則分析，環(huán)狀形的關(guān)聯(lián)性欠缺合理性，數(shù)據(jù)質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)就要對(duì)每個(gè)實(shí)體進(jìn)行管理，增加檢測(cè)的難度，降低數(shù)據(jù)質(zhì)量監(jiān)控能力。如圖3所示，無(wú)論從數(shù)據(jù)正確性監(jiān)測(cè)還是從業(yè)務(wù)正確性監(jiān)測(cè)方法錯(cuò)綜復(fù)雜，難度都極高。

4.2? 正確的三戶模型設(shè)計(jì)

在探討模型設(shè)計(jì)前筆者需要重點(diǎn)論述客戶檔案與客戶賬戶的關(guān)系，參照銀行行業(yè)的管理經(jīng)驗(yàn)，客戶檔案通常由受理業(yè)務(wù)的所屬單位保管。那么在電力行為中，客戶經(jīng)理受理用電需求時(shí)原則上客戶檔案由受理所屬供電公司保管，而開通的客戶賬戶信息是共享到全網(wǎng)，即一處注冊(cè)，全網(wǎng)通用。所以，三戶模型不等于客戶檔案，即是客戶檔案是不能全網(wǎng)共享的，但客戶賬戶、用電戶、結(jié)算戶信息是全網(wǎng)共享，因此三戶模型的設(shè)計(jì)就變得非常重要。

依照合同、發(fā)票、賬單等邏輯關(guān)系建立三戶模型關(guān)聯(lián)關(guān)系。如圖4所示，以個(gè)人或組織為單位，全局只有一個(gè)客戶賬戶，一個(gè)客戶賬戶可以擁有多個(gè)用戶賬戶。以不動(dòng)產(chǎn)或位置為單位，全局只有一個(gè)用戶賬戶，一個(gè)用戶賬戶可以擁有多個(gè)結(jié)算賬戶。以合同及結(jié)算規(guī)則為單位，全局只有一個(gè)結(jié)算賬戶，一個(gè)結(jié)算賬戶有且只有一個(gè)計(jì)量點(diǎn)。

以手機(jī)號(hào)為唯一標(biāo)識(shí)建立“干系人”數(shù)據(jù)表，干系人信息包括手機(jī)號(hào)、身份證號(hào)、郵箱以及微信、支付寶等聯(lián)系信息?？蛻羰謾C(jī)號(hào)除存放于干系人信息庫(kù)外，整個(gè)賬戶體系中只有客戶賬戶存放一個(gè)根手機(jī)號(hào)?？蛻糍~戶下的根手機(jī)號(hào)和根密碼主要用于客戶賬戶重大或重要業(yè)務(wù)辦理，如：密碼找回、大額支付、過(guò)戶等。

圍繞干系人通過(guò)客戶賬戶建立與用戶賬戶、結(jié)算賬戶的關(guān)系，支撐個(gè)人用戶開展分享（業(yè)主）、委托（二房東）、租賃（租客）等自主管理功能；支撐企業(yè)用戶開展催費(fèi)聯(lián)系人（財(cái)務(wù)）、停電聯(lián)系人（電工）、電力市場(chǎng)交易聯(lián)系人（交易員）等多元業(yè)務(wù)角色自主管理；通過(guò)利益綁定提高客戶的數(shù)據(jù)質(zhì)量。

遵循樹狀的邏輯結(jié)構(gòu)關(guān)系約束，實(shí)現(xiàn)三個(gè)賬戶的欠費(fèi)余額必須勾稽，客戶賬戶余額等于所屬用戶賬戶余額之和，用戶賬戶余額等于所屬結(jié)算賬戶余額之和。

5? 結(jié)? 論

隨著電力體制和電力市場(chǎng)化改革深入、加速推進(jìn)，我國(guó)電力市場(chǎng)化環(huán)境發(fā)生了根本性的改變。電力行業(yè)由原來(lái)的垂直一體化壟斷經(jīng)營(yíng)，發(fā)展到目前放開發(fā)電、配電、售電、用電等環(huán)節(jié)。通過(guò)市場(chǎng)開放、引入競(jìng)爭(zhēng)，誕生了各類新型電力市場(chǎng)主體，如：售電公司、增量配電公司、分布式光伏、用戶側(cè)儲(chǔ)能、綜合能源公司、負(fù)荷聚集商、虛擬電廠等，涌現(xiàn)出各種新的商業(yè)模式。在這些大背景下，電力公司的信息化建設(shè)需要合理地使用三戶模型管理客戶資源，為各市場(chǎng)主體提供開放、合理的技術(shù)支持，為推進(jìn)新型電力系統(tǒng)建設(shè)貢獻(xiàn)應(yīng)有的力量。

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作者簡(jiǎn)介：曹港基（1981.05—），男，漢族，廣東茂名人，高級(jí)工程師，碩士研究生，主要研究方向：電力行業(yè)信息化規(guī)劃、建設(shè)；江靖（1987.03—），男，漢族，肇慶德慶人，高級(jí)工程師，本科，主要研究方向：電力行業(yè)信息化規(guī)劃、建設(shè)。