集抄集收模式下智能電費(fèi)核算體系的應(yīng)用

[關(guān)鍵詞]集抄集收模式；智能電費(fèi)核算體系；智能電網(wǎng)

一、集抄集收模式的特點(diǎn)分析

集抄集收模式是電力公司針對(duì)用電信息采集與電費(fèi)收繳環(huán)節(jié)采取的一種高效、便捷的管理方式。其特點(diǎn)有三點(diǎn)。一是自動(dòng)化程度高。集抄集收模式能夠依托先進(jìn)的智能電表和信息通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)電能數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集、處理和傳輸，從而大大提高抄表的效率和準(zhǔn)確性，減少人工抄表的工作量和差錯(cuò)率。二是集中管理效果好。通過集中抄表和集中收費(fèi)，電力公司可以實(shí)時(shí)掌握用戶的用電情況和繳費(fèi)狀態(tài)并及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常用電行為和欠費(fèi)風(fēng)險(xiǎn)，以便開展電費(fèi)催繳和竊電打擊等工作，從而大大降低電費(fèi)回收的成本和風(fēng)險(xiǎn)。三是用戶體驗(yàn)度高。集抄集收模式能為用戶提供多樣化、個(gè)性化的電費(fèi)繳納渠道，如網(wǎng)上營(yíng)業(yè)廳、手機(jī)APP、銀行代扣等。在這一模式下，用戶可以隨時(shí)隨地查詢自己的用電信息和繳費(fèi)記錄，根據(jù)自身需求靈活選擇繳費(fèi)方式和時(shí)間，無(wú)需到營(yíng)業(yè)廳排隊(duì)等候，這極大地提高了用戶的獲得感和滿意度。

集抄集收模式順應(yīng)了電力體制改革和信息技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)，是提高供電服務(wù)質(zhì)量、構(gòu)建和諧電力營(yíng)商環(huán)境的重要舉措。

二、集抄集收模式下智能電費(fèi)核算體系構(gòu)建思路

（一）構(gòu)建多源異構(gòu)的數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)

多源異構(gòu)的數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)是打造集抄集收模式下智能電費(fèi)核算體系的基礎(chǔ)。構(gòu)建多源異構(gòu)的數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)，首先，需要建立全覆蓋、多層次的電能數(shù)據(jù)采集體系。為此，在用戶層面需要大力推廣智能電表的安裝和部署，實(shí)現(xiàn)用電信息的精準(zhǔn)采集。在變電站、配電房等關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)需要部署智能測(cè)控裝置，對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。在輸電線路上也需要布設(shè)在線監(jiān)測(cè)設(shè)備，以實(shí)現(xiàn)對(duì)線路狀態(tài)的動(dòng)態(tài)評(píng)估。通過全覆蓋的部署，能夠構(gòu)建起縱向到戶、橫向到邊的電能數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)。其次，需要統(tǒng)一數(shù)據(jù)采集標(biāo)準(zhǔn)，提高數(shù)據(jù)互操作性。為此，需要制定統(tǒng)一的數(shù)據(jù)采集規(guī)范和接口標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范數(shù)據(jù)格式、數(shù)據(jù)頻率和數(shù)據(jù)質(zhì)量等要素，實(shí)現(xiàn)多個(gè)采集終端的無(wú)縫對(duì)接和數(shù)據(jù)共享。同時(shí)，需要通過總結(jié)最佳實(shí)踐與優(yōu)秀方案，進(jìn)一步提高數(shù)據(jù)采集的規(guī)范性和一致性。最后，需要引入新技術(shù)，提高數(shù)據(jù)采集的智能化水平。為此可以積極應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)、邊緣計(jì)算等新技術(shù)，以優(yōu)化數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，還可以在智能電表、用電信息采集終端等設(shè)備中嵌入智能算法，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的分布式處理和智能分析，減輕數(shù)據(jù)傳輸壓力。同時(shí)，可以探索數(shù)據(jù)采集終端的即插即用、自組網(wǎng)等智能化功能，以簡(jiǎn)化設(shè)備部署和維護(hù)流程。

（二）搭建安全可靠的數(shù)據(jù)傳輸通道

搭建安全可靠的數(shù)據(jù)傳輸通道能為集抄集收模式下智能電費(fèi)核算體系提供重要保障。為此，首先要構(gòu)建多級(jí)安全防護(hù)體系，在數(shù)據(jù)傳輸?shù)母鱾€(gè)環(huán)節(jié)，可以采用縱深防御的安全策略，即在數(shù)據(jù)采集終端嵌入安全加密芯片，對(duì)敏感數(shù)據(jù)進(jìn)行加密存儲(chǔ)和簽名認(rèn)證，防止數(shù)據(jù)被非法讀取和篡改；或在數(shù)據(jù)傳輸過程中采用高強(qiáng)度的加密算法，通過對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密傳輸，確保即使數(shù)據(jù)被截獲，也難以破解。在數(shù)據(jù)接收端則可以嚴(yán)格驗(yàn)證數(shù)據(jù)來(lái)源的真實(shí)性和完整性，并對(duì)失敗的數(shù)據(jù)請(qǐng)求進(jìn)行安全日志記錄和報(bào)警，以及時(shí)阻斷可疑行為。同時(shí)，可以建立安全管理制度以明確各崗位的安全職責(zé)，規(guī)范安全操作流程，加強(qiáng)安全意識(shí)教育，提高全員安全防范能力。其次要提高通信網(wǎng)絡(luò)的可靠性，采用如光纖通信、5G等高可靠性的通信技術(shù)，提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾屎头€(wěn)定性。同時(shí)，建立完善的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維管理制度，定期對(duì)通信設(shè)備進(jìn)行巡檢和維護(hù)，對(duì)潛在的故障隱患及時(shí)排查和處理，確保通信網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定運(yùn)行。針對(duì)偏遠(yuǎn)地區(qū)等通信條件較差的場(chǎng)景，可以制定專門的通信保障預(yù)案確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?。最后要建立?shù)據(jù)傳輸?shù)膫浞莺腿轂?zāi)機(jī)制。對(duì)關(guān)鍵數(shù)據(jù)和通信鏈路進(jìn)行冗余備份，一旦出現(xiàn)故障，可以快速切換到備用通道，保障數(shù)據(jù)傳輸不中斷。針對(duì)重要的計(jì)量數(shù)據(jù)，可以建立異地災(zāi)備中心定期進(jìn)行數(shù)據(jù)同步和備份，確保即使主中心發(fā)生災(zāi)難性事件，也能快速恢復(fù)數(shù)據(jù)傳輸功能。不僅如此，還需要不斷優(yōu)化數(shù)據(jù)傳輸?shù)穆酚伤惴ê驼{(diào)度策略，合理平衡通信鏈路的負(fù)載，通過動(dòng)態(tài)調(diào)整數(shù)據(jù)傳輸?shù)膬?yōu)先級(jí)以提高通信資源的利用率。

（三）開發(fā)智能高效的數(shù)據(jù)處理平臺(tái)

開發(fā)智能高效的數(shù)據(jù)處理平臺(tái)是集抄集收模式下智能電費(fèi)核算體系的核心環(huán)節(jié)。為了更好地搭建平臺(tái)，第一步要構(gòu)建高性能的計(jì)算框架。采用分布式計(jì)算架構(gòu)，基于Hadoop、Spark等大數(shù)據(jù)處理平臺(tái)，搭建可擴(kuò)展、高可用的計(jì)算集群，并利用并行計(jì)算、內(nèi)存計(jì)算等技術(shù)，優(yōu)化計(jì)算任務(wù)的調(diào)度和執(zhí)行，提高數(shù)據(jù)處理的速度和效率。對(duì)計(jì)算密集型任務(wù)，采用異構(gòu)計(jì)算架構(gòu)，可以引入GPU、FPGA等專用加速器，進(jìn)一步提高計(jì)算性能。同時(shí)，可以建立完善的數(shù)據(jù)治理體系，制定數(shù)據(jù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范元數(shù)據(jù)管理，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗、轉(zhuǎn)換、集成，提高數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和一致性。第二步要提供靈活智能的數(shù)據(jù)服務(wù)。構(gòu)建統(tǒng)一的數(shù)據(jù)服務(wù)總線，封裝標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)訪問接口，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享和交換；針對(duì)不同的業(yè)務(wù)場(chǎng)景，提供個(gè)性化的數(shù)據(jù)服務(wù)，滿足用戶側(cè)、企業(yè)側(cè)、市場(chǎng)側(cè)等不同主體的數(shù)據(jù)需求；同時(shí)積極推進(jìn)數(shù)據(jù)的開放共享，建設(shè)電力大數(shù)據(jù)共享平臺(tái)，以促進(jìn)數(shù)據(jù)要素的流通和價(jià)值釋施此外，可以建設(shè)數(shù)據(jù)可視化平臺(tái)，采用圖形化、交互式的方式呈現(xiàn)數(shù)據(jù)分析結(jié)果，以提高數(shù)據(jù)洞察的直觀性和易用性。

三、集抄集收模式下智能電費(fèi)核算體系的應(yīng)用路徑

（一）優(yōu)化電表設(shè)計(jì)，滿足多樣化用電需求

在集抄集收模式下，優(yōu)化電表設(shè)計(jì)可以滿足多樣化用電需求，是智能電費(fèi)核算體系應(yīng)用的重要路徑。首先，需要提高電表的計(jì)量功能與精度。采用高精度的計(jì)量芯片與算法，可以實(shí)現(xiàn)電能參數(shù)的精準(zhǔn)采集與計(jì)算，且電表可以支持多費(fèi)率、分時(shí)計(jì)量等復(fù)雜計(jì)量方式，滿足不同用戶的差異化計(jì)費(fèi)需求。同時(shí)，電表需要具備多種通信接口以實(shí)現(xiàn)與數(shù)據(jù)采集終端的靈活連接。其次，要拓展電表的智能化功能，提供更多增值服務(wù)。在電表中集成用電信息采集、電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)、用電安全預(yù)警等功能，可以實(shí)現(xiàn)用電數(shù)據(jù)的綜合采集與分析，并提供用電賬單查詢、在線繳費(fèi)、電量預(yù)測(cè)等智能化服務(wù)，方便用戶管理用電。同時(shí)，電表要支持遠(yuǎn)程升級(jí)與參數(shù)配置，實(shí)現(xiàn)電表功能的動(dòng)態(tài)擴(kuò)展與優(yōu)化。

例如，某電力公司在智能電表中集成了用電負(fù)荷分析功能。此功能通過采集用戶的詳細(xì)用電數(shù)據(jù)，利用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，對(duì)用戶的用電行為進(jìn)行深入挖掘，以識(shí)別用電負(fù)荷的特征與規(guī)律；并基于分析結(jié)果，為用戶提供個(gè)性化的用電優(yōu)化策略，包括但不限于合理調(diào)配用電時(shí)段、選擇優(yōu)惠電價(jià)政策等，旨在幫助用戶實(shí)現(xiàn)智能用電、節(jié)能降耗的目標(biāo)。同時(shí)，該功能還可以預(yù)測(cè)用戶未來(lái)的用電需求，為電網(wǎng)的負(fù)荷平衡與電力調(diào)度提供決策支持，從而提高供電可靠性。這種智能化的電表設(shè)計(jì)，不僅能夠滿足用戶多樣化的用電需求，還能為電力公司提供創(chuàng)新服務(wù)的手段，實(shí)現(xiàn)多方共贏。

（二）完善通信架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)全覆蓋數(shù)據(jù)采集

在集抄集收模式下，完善通信架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)全覆蓋數(shù)據(jù)采集，是智能電費(fèi)核算體系應(yīng)用的關(guān)鍵路徑。為此需要構(gòu)建多層次、多方式的通信網(wǎng)絡(luò)，通過采用光纖、電力線載波、無(wú)線通信等多種通信技術(shù)，形成覆蓋全面、冗余備份的通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。在局域范圍內(nèi)，可以利用電力線載波、微功率無(wú)線等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)低成本、高可靠的“最后一公里”通信連接。在廣域范圍內(nèi)，可以采用光纖、4G/5G等高速通信技術(shù)，構(gòu)建骨干傳輸網(wǎng)絡(luò)以滿足海量數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)回傳需求。同時(shí)，還需要優(yōu)化通信協(xié)議與數(shù)據(jù)格式，提高數(shù)據(jù)傳輸效率。采用輕量級(jí)、高效率的通信協(xié)議，如MQTT、CoAP等，以減小數(shù)據(jù)傳輸?shù)膸捳加门c時(shí)延。此外，可以對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮、加密處理，減小數(shù)據(jù)量，保障數(shù)據(jù)安全。

例如，某電力公司在偏遠(yuǎn)山區(qū)建設(shè)了一套微功率無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)，用于采集分布式光伏發(fā)電的電量數(shù)據(jù)。相比傳統(tǒng)的有線通信方式，微功率無(wú)線通信具有部署靈活、覆蓋廣泛的優(yōu)勢(shì)，能夠通過在每個(gè)光伏電站安裝微功率無(wú)線通信模塊，利用自組網(wǎng)技術(shù)，構(gòu)建起一張覆蓋全域的無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)。通過多跳路由的方式，數(shù)據(jù)采集終端可以將光伏發(fā)電數(shù)據(jù)傳輸?shù)郊衅鞴?jié)點(diǎn)，再通過4G網(wǎng)絡(luò)回傳到主站系統(tǒng)。此外，公司還開發(fā)了一套智能化的通信網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，可以對(duì)無(wú)線節(jié)點(diǎn)進(jìn)行遠(yuǎn)程配置、狀態(tài)監(jiān)控、故障診斷等操作，大大提高了通信網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)維效率。通過這種方式，電力公司可以實(shí)現(xiàn)偏遠(yuǎn)山區(qū)的全覆蓋數(shù)據(jù)采集，為分布式光伏發(fā)電的精細(xì)化管理與智能電費(fèi)核算提供數(shù)據(jù)支撐。

（三）革新計(jì)費(fèi)模型，適應(yīng)復(fù)雜電價(jià)政策

在集抄集收模式下，為了更好地適應(yīng)復(fù)雜電價(jià)政策，電力公司可以革新計(jì)費(fèi)模型，這是智能電費(fèi)核算體系應(yīng)用的重要思路。革新計(jì)費(fèi)模型首先需要構(gòu)建靈活可配置的計(jì)費(fèi)規(guī)則引擎。具體可采用基于規(guī)則的計(jì)費(fèi)模型，將電價(jià)政策、計(jì)費(fèi)公式等以規(guī)則的形式進(jìn)行抽象與建模，并通過可視化的規(guī)則編輯器，實(shí)現(xiàn)計(jì)費(fèi)規(guī)則的靈活配置與動(dòng)態(tài)調(diào)整。計(jì)費(fèi)規(guī)則引擎可以根據(jù)實(shí)時(shí)電價(jià)、用電量等參數(shù)自動(dòng)觸發(fā)相應(yīng)的計(jì)費(fèi)規(guī)則并實(shí)現(xiàn)電費(fèi)的實(shí)時(shí)準(zhǔn)確計(jì)算。其次需要開發(fā)智能化的電價(jià)優(yōu)化模型，支持復(fù)雜電價(jià)政策的自動(dòng)分析與優(yōu)化。具體可以利用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，對(duì)海量用電數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘分析，識(shí)別用戶的用電模式與特征，并結(jié)合實(shí)時(shí)電價(jià)信息，建立電價(jià)優(yōu)化模型，自動(dòng)為用戶匹配最優(yōu)的電價(jià)政策組合以實(shí)現(xiàn)電費(fèi)支出的最小化。同時(shí)，電價(jià)優(yōu)化模型還可以預(yù)測(cè)未來(lái)的電價(jià)走勢(shì)，為用戶提供電費(fèi)管理的決策支持，幫助用戶合理安排用電，以進(jìn)一步降低電費(fèi)成本。

例如，某電力公司為響應(yīng)階梯電價(jià)政策，開發(fā)了一套智能化的階梯電價(jià)計(jì)費(fèi)模型。該模型能夠基于用戶的歷史用電數(shù)據(jù)，利用機(jī)器學(xué)習(xí)算法，建立用戶用電負(fù)荷的預(yù)測(cè)模型；還能夠根據(jù)預(yù)測(cè)的用電量，結(jié)合階梯電價(jià)的級(jí)距與電價(jià)，自動(dòng)計(jì)算用戶在不同階梯下的電費(fèi)支出；同時(shí)，該模型可以模擬不同的用電行為方案，評(píng)估其對(duì)電費(fèi)支出的影響，為用戶提供最經(jīng)濟(jì)的用電策略。用戶可以通過移動(dòng)App、微信公眾號(hào)等渠道，查看自己的階梯電價(jià)檔位、電費(fèi)明細(xì)、優(yōu)化建議等信息，便于實(shí)現(xiàn)對(duì)電費(fèi)的透明管理與智能節(jié)約。通過這種智能化的階梯電價(jià)計(jì)費(fèi)模型，電力公司不僅能提高電費(fèi)核算的精準(zhǔn)性，還能為用戶提供增值服務(wù)，豐富用戶體驗(yàn)。

（四）探索多元應(yīng)用，創(chuàng)造智能電網(wǎng)新價(jià)值

在集抄集收模式下，為了更好地創(chuàng)造智能電網(wǎng)新價(jià)值，電力公司需要探索多元應(yīng)用，這是智能電費(fèi)核算體系應(yīng)用的創(chuàng)新路徑。為此，首先需要深度挖掘電費(fèi)數(shù)據(jù)的價(jià)值，延伸電費(fèi)核算的應(yīng)用場(chǎng)景。具體而言，可以利用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，對(duì)海量的電費(fèi)數(shù)據(jù)進(jìn)行多維度、多角度的探索分析，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)背后隱藏的價(jià)值洞察；還可以基于電費(fèi)數(shù)據(jù)的用戶畫像、負(fù)荷特性和區(qū)域差異等分析結(jié)果，開發(fā)面向電力營(yíng)銷、電網(wǎng)規(guī)劃與節(jié)能服務(wù)等領(lǐng)域的創(chuàng)新應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)電費(fèi)數(shù)據(jù)價(jià)值的多元化變現(xiàn)。其次，與外部系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享與業(yè)務(wù)協(xié)同，構(gòu)建智能電網(wǎng)的生態(tài)體系。這需要打破電費(fèi)核算系統(tǒng)的數(shù)據(jù)壁壘，通過標(biāo)準(zhǔn)化接口，與客戶關(guān)系管理、需求響應(yīng)管理和分布式能源管理等方式系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)互聯(lián)與業(yè)務(wù)集成。為此，可以利用電費(fèi)數(shù)據(jù)支撐外部系統(tǒng)的智能化運(yùn)行，同時(shí)借助外部數(shù)據(jù)完善電費(fèi)核算的功能，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)價(jià)值的共享共創(chuàng)。

例如，某電力公司利用智能電費(fèi)核算系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，開發(fā)了一款面向中小企業(yè)的智慧能效服務(wù)平臺(tái)。該平臺(tái)通過分析企業(yè)的電費(fèi)數(shù)據(jù)，識(shí)別其能耗特征與效率瓶頸，為企業(yè)提供針對(duì)性的節(jié)能改造方案并持續(xù)監(jiān)測(cè)改造效果。同時(shí)，平臺(tái)還可以預(yù)測(cè)企業(yè)未來(lái)的用電需求，自動(dòng)為企業(yè)申請(qǐng)電力需求響應(yīng)項(xiàng)目，在滿足企業(yè)用電需求的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的削峰填谷。在此期間，企業(yè)可以通過平臺(tái)查看自己的能效指標(biāo)、節(jié)能潛力、電費(fèi)預(yù)算等信息，并與同行業(yè)企業(yè)進(jìn)行對(duì)標(biāo)，找出差距與不足。通過這種創(chuàng)新應(yīng)用，電力公司不僅能拓展服務(wù)領(lǐng)域，創(chuàng)造新的利潤(rùn)增長(zhǎng)點(diǎn)，還能為企業(yè)客戶帶來(lái)實(shí)實(shí)在在的節(jié)能價(jià)值，實(shí)現(xiàn)企業(yè)、電網(wǎng)、環(huán)境的多方共贏，彰顯了智能電網(wǎng)數(shù)據(jù)應(yīng)用的巨大潛力。

結(jié)語(yǔ)

集抄集收模式下智能電費(fèi)核算體系的應(yīng)用是智能電網(wǎng)發(fā)展的必然趨勢(shì)，通過構(gòu)建多源異構(gòu)的數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)，搭建安全可靠的數(shù)據(jù)傳輸通道，開發(fā)智能高效的數(shù)據(jù)處理平臺(tái)，能夠形成一套技術(shù)先進(jìn)、功能完備的智能電費(fèi)核算解決方案。在此基礎(chǔ)上，優(yōu)化電表設(shè)計(jì)、完善通信架構(gòu)、革新計(jì)費(fèi)模型、探索多元應(yīng)用，進(jìn)一步提升智能電費(fèi)核算體系的應(yīng)用價(jià)值，在實(shí)現(xiàn)電費(fèi)核算的精準(zhǔn)高效的同時(shí)，為電力用戶帶來(lái)了更加優(yōu)質(zhì)便捷的服務(wù)體驗(yàn)。