曾祥富
四川西昌电力股份有限公司 四川省 615000
摘要：目前结合公司信息化建设现状,以及公司营销信息化发展需求,探讨构建多规约兼容、技术先进、性能优良的电能量采集系统,为提高电力营销的自动化水平、提高客户服务水平、创新电费回收机制、提高公司盈利能力提供技术支撑，急需建设一套电力信息采集系统推动公司业务发展。
关键词：电力信息采集；采集系统
第1章现状分析
1.1项目背景
整合优化系统平台,统一规章制度,规范业务流程,构建一套系统的、完整的、可持续发展的信息化架构是实现信息化建设价值体现的重要保障。西昌电力股份有限公司结合公司信息化建设现状,以及公司营销信息化发展需求,探讨构建多规约兼容、技术先进、性能优良的电能量采集系统,为提高电力营销的自动化水平、提高客户服务水平、创新电费回收机制、提高公司盈利能力提供技术支撑。
1.2项目必要性
西昌电力股份有限公司从电能量采集系统建设至今，在自动化抄表和远程控制业务中起到了一定业务推动作用，但随着业务和需求的快速发展，也逐渐暴露出一些问题，主要有以下几点。
（一）技术架构缺乏良好设计，扩展性差
采集系统整体缺乏较好的分层设计，从数据采集功能到数据应用功能都紧密耦合在一起，扩展性差，任何应用层功能的较大变化都会对系统架构产生冲击，无法适应快速发展的客户需求的变化，造成后期运维和需求变更的成本急剧上升。
（二）与营销系统的集成性差，手工环节多、工作效率低
采集系统与营销系统之间存在着大量的数据交互，主要有客户档案、采集设备资料、抄表册等档案类数据的同步，有缴费后客户剩余电量的同步，有各种停复电指令的下发和实时召测等指令类交互。目前这些集成接口均是手工线下进行，造成工作量剧增，而且非闭环的数据应用很容易出错，严重影响了营销业务的发展。
（三）对费控业务的支撑不足，影响电费回收机制的创新
费控业务是构建新型电费回收体系的重要内容，是营销业务发展的重要方向，主要包括智能表的本地费控和专变预付费用户的量控，目前采集系统缺乏这部分业务的成熟功能，延误了智能表的推广和应用的进程。
（四）业务数据，缺乏高层次的质量管理、决策分析等应用
目前采集系统只完成了抄表自动化的工作，没有高层次的质量管理、决策分析等应用，比如电能分析、线损分析等，随着智能表的覆盖率、成功率的提高，这部分将是提高营业工作的重要内容。
1.3项目建设目标
构建多规约兼容、技术先进、性能优良的电能量采集系统。采集系统可通过接口给营销业务应用提供数据支撑，同时也可独立运行，能够支撑30万用户的数据采集任务。
（一）统一平台、统一接入、统一存储规划实现对采集对象的全采集、全覆盖，从系统架构上满足业务发展需求。
（二）实现与营销系统的集成。
（三）实现对费控业务的支撑，与营销系统配合,对本地费控表实现远程下发功能，对专变客户实现电量下发、阀值设置、日常监控等功能。
（四）运维监控与高级应用：通过故障监测、分析等手段提高终端上线率、采集成功率；提升数据应用率，通过大数据分析等手段实现线损管理、电能分析等功能，
第2章业务规划
2.1业务分析
采集系统的总体业务分为数据采集、设备控制、数据应用、接口服务等4部分内容
2.1.1数据采集
采集分类：包括主站巡测、主动上报和人工采集三种模式。
采集内容：采集对象应包括终端、表计、测量点、总加组等；数据内容包括曲线数据、日冻结数据、月冻结数据等冻结数据，电压、电流、功率、电量、电能示值、相位角、功率因数等电气数据。
通信信道：支持多种通信方式
通讯协议：支持Q/GDW 376—2009《电力用户用电信息采集系统通信协议》和Q/GDW 376—2012《电力用户用电信息采集系统通信协议》
2.1.2设备控制
集中器终端：人工停送电、本地费控管理、远程费控管理 、
负荷控制终端：遥控、终端剔除、终端保电、购电控等。
2.1.3数据应用
主要包括线损分析、趋势分析和费控等高级应用。
2.1.4接口服务
为其他系统提供数据支持 。包含营销系统、配网系统接口
第3章系统架构
3.1应用架构设计
主要为前置机功能、数据采集管理、运行监控管理、查询统计、档案管理、预付费管理、用电分析、线损分析等功能。
1）前置机功能：前置机的工作就是把终端上报的数据按规约分析之后存在数据库。另外把主站下发的命令，按照规约封装成终端报文，发送给终端。
2）数据采集管理：完成终端数据采集的管理工作，包括抄表简报、采集质量检查、数据召测、专配变批量巡测、单户抄表、集抄数据管理等。
3）查询统计：完成系统相关的查询统计工作。
4）档案管理：完成终端及集中器等设备的档案维护工作，包括档案同步、终端档案维护、集中器档案维护、档案完整性分析等。
5）预付费管理：支撑费控相关业务的远程电费下发、负控终端电量下发等功能。
6）用电分析：完成对用户的电量、电压、负荷、功率因素等指标的分析。
7）线损分析：实现台区日线损、线路日线损、综合日线损等功能。
3.2技术架构设计
整个系统包含主站层、通讯层和采集层，其中主站层包括前置采集平台和主站应用两部分。
3.2.1前置机采集平台
一、系统架构
为保证前置机系统的高可用性，采集前置机系统采用“接入负载均衡-独立前置机群组-管理机群”的三层结构。
二、体系结构
前置机系统采用模块插件方式对通讯信道，规约处理，以及不同厂家终端进行兼容。当需要某种信道，某种规约时，只需加载相应模块及可实现对此信道，此规约的支持。
3.2.2主站应用
为了构建高可用性、安全性、可靠性、可伸缩性和扩展性的用电信息采集系统，主站软件原则应采用成熟、标准的J2EE（Java 2 Enterprise Edition）企业平台架构搭建，采用多层的分布式应用模型、组件再用、一致化的安全模型及灵活的事务控制，使系统具有更好的移植性，以适应用电信息采集系统应用环境复杂、业务规则多变、信息发布的需要，以及系统将来的扩展的需要。
主站软件应当采用分布式多层结构，典型的软件架构分表现层、应用层、服务层、数据层。根据本系统业务特点，应用层进一步细分为采集子层和业务子层、对外接口等。主站软件通过对外接口与外系统交互。
a） 表现层：提供统一的业务应用操作界面和信息展示窗口，是系统直接面向操作用户的部分。
b）业务层：实现具体业务逻辑，是系统主站的核心层，根据系统的应用特点，业务层可分为采集子层、业务子层、对外接口等。
c） 服务层：提供全局通用的业务服务、安全服务等组件服务支持，并实现本系统专用的业务逻辑服务，为业务层提供通用的技术支撑。
d）数据层：实现海量信息的存储、访问、整理，为系统提供数据的管理支持。数据层通过大型关系型数据库实现。
3.3物理架构设计
3.3.1物理拓扑
电力用户用电信息采集系统物理结构由采集对象、通信信道、系统主站等三部分组成：
采集对象指安装在现场的采集终端及计量设备，主要包括专变采集终端、公变采集终端、低压集中抄表终端以及电能表计。
通信信道是指系统主站与采集终端的通信信道，主要包括GPRS、CDMA、230MHz无线专网、PSTN以及光纤专网等。
主站部分单独组网，与营销应用系统和其它应用系统采用防火墙进行安全隔离，对公网信道采用防火墙进行安全隔离。
结束语
采集系统建设是公司信息化发展的必经之路，是公司业务规范及完善的重点项目，为后续推动线上业务开展，提供优质用电服务的保障，建设一套健全及可扩展的采集系统是提高电力营销的自动化水平、提高客户服务水平、创新电费回收机制、提高公司盈利能力提供技术支撑。
参考文献：
[1] 王铀.电力用户用电信息采集系统的设计与实现.电子科技大学 2015-03-01
[2] 林承坦.谈电力用户用电信息采集系统及其应用.科技经济市场 2015-02-15
[3] 张金志; 包海;杜文静.GPRS无线通信技术在电力用户用电信息采集系统中的应用.信息通信.2015-03-15