智能用电服务系统应用研究

智能用电服务系统应用研究

张晓君

（国网安徽蒙城县供电公司安徽蒙城233500）

摘要：实现智能用电一方面有利于电网企业走向营销现代化以及供电配电的科学化，另一方面也有利于实现电网与客户之间能量流、信息流、业务流的实时互动，构建新型的供用电关系。

关键词：智能电网；用电服务；设计原则；应用

1前言

随着现代信息和通信技术的进一步发展，以及人们节能意识的进一步加强，智能电网下的能源与信息交互变得愈加紧迫，凸显了在新的技术背景下实现智能用电的重要性。智能用电是智能电网终端应用的最终体现，也是构建坚强智能电网的重要支柱和主要环节之一。

2体系构架设计原则

2.1统一标准

对业务进行梳理、总结和提炼，确保业务构架、应用构架、数据构架、技术构架遵从统一的标准体系。

2.2整体设计

对业务进行整体设计，形成完整的业务模型，统一设计集成构架、数据构架和技术构架，整体设计构架以支撑业务的发展和创新。

2.3全面支撑

通过统一的构架设计，从业务、应用、数据和技术等４个层次全面支撑现有智能用电互动业务和未来互动业务的发展。

2.4柔性扩展

基于一体化平台应用系统，建立共享数据中心，并逐步将应用数据集中部署到数据中心。采用统一开发平台，共享公共组件；采用集成服务平台和门户平台，实现数据、应用、流程和界面的集成；采用目录服务，实现统一权限管理。

2.5充分互动

智能用电互动体系作为智能电网的设计构架，必须充分体现互动的原则，具有良好的用户交互方式和内容，及时地进行信息的传递和反馈，更好地体现智能电网的特点。

3系统硬件基础

智能电表是实现智能用电服务系统功能设计的底层硬件保障，设计合理的智能电表对系统实现用电数据的采集至关重要。该智能电表整合了实时电量的测量存储，数据信息的交流处理以及可控微系统等功能。计量单元与显示模块是智能电表的基础模块，该模块集成了基本的测量元件和具有高速数据处理能力的电能测量芯片。计量单元模块的工作具有实时性，它可以根据预先设定的时间间隔（在本文应用中设定为1min）对用户电量进行实时采集和测量，在这个过程中测量元件为电能信息采集提供了通道，而电能芯片则为实现相关用电数据的计算处理提供了基础。采集获得的电能信息经过一系列的A/D转换，在电能芯片内部实现高速运算和数值校准，由此获得电能量、功率参数及电压值。计量单元显示模块异常报警熔断断电数据存储事件记录可控微开关电源模块、数据存储和事件记录模块是智能电表的内部存储功能所在，在实际的设计中，该模块由两个独立的数据存储区构成。数据存储功能实现对一定时间电能计量信息的存储，电表内部以电能采集频率为参考，对电量信息进行存储，可以连续存储2个月内用户的所有计量信息，而在电表断电以后该数据信息可以实现2天的断电保存。

事件记录功能用于对电表的维护历史及异常信息进行存储，智能电表的事件记录以电网系统下发的事件代码为标准，对电表最近1个月内的开盖、计量清零、操作人员编码及操作时间、用电异常等事件进行记录。异常报警模块是智能电表的内部安全机制，该模块可以实时地根据用户电能信息在无人为干预的情况下对电表进行安全防护，包括过载保护、断电、超压及欠压报警。可控微系统由微处理芯片和多组继电控制开关构成，微处理芯片接收编程输入，可以与外部系统如电表付费平台、电力部门控制总站等建立联系，以脉冲输出或电平开关信号控制内置开关，对电表进行停电、送电等操作，实现电表的远程控制。外部通信模块和编程接入模块是智能电表实现智能控制的接口模块。智能电表内置局域网通信卡，集成RS-485转换接口，通过外部编程可以实现与电表间的双向通信，与电表内部的各个模块建立联系，对其进行远程设定和控制。

4系统软件

4.1系统体系架构

智能用电服务系统的软件设计是实现系统整体性能的核心部分。系统的软件实现需要满足对电表实时数据信息的处理和控制，同时为用户提供便捷的服务入口。为了保证系统的兼容性和拓展性，降低系统的维护成本与难度，本文采用B/S模式作为系统软件设计的总体思路。B/S模式是对传统的采用两层结构的客户端/服务器（Client/Server，C/S）模式的一种改进。在B/S模式下，将系统主要逻辑集中在服务器端实现，而客户端只包含极少部分的事务逻辑，由此形成一种瘦客户端的结构，改变了传统的C/S模式采用特定的客户端软件将大量的逻辑操连同显示逻辑放置在客户端带来的缺点，在减轻客户端负荷的同时，使得客户端的运行环境不再具有过强的约束性，增强了系统的跨平台性；同时，采用B/S模式使得系统数据不再像C/S模式下具有分布特性，数据被集中在后台数据库服务器，使得数据的实时共享和同步变得更加容易。

4.2系统数据库设计

数据库是系统工作数据的来源，系统功能的实现都建立在对数据库的访问之上。在智能用电服务系统中，智能电表采集的用电信息在后台软件的作用下写进系统数据库，作为用户用电信息的存储所在，再由数据库为客户端提供应用数据。在系统工作的过程中，数据库实际上既是底层用电数据采集的终端，同时也是系统上层应用的数据载体。在智能用电服务系统中，为了有效存储复杂巨量的用电信息，为用户提供准确的业务数据，依照关系数据库模型，采用MySQL数据库技术设计了系统数据库。根据系统的业务模型建立五个实体作为数据库数据表结构，分别为用户信息表（UserInfo）、电表信息表（MeterInfo）、业务信息表（ServiceInfo）、供电信息表（PowersupplyInfo）以及社区信息表（CmomunityInfo）。系统每个数据表具有多个数据字段（如电表信息表由电表编号、实时电量、日用电量、月用电量、剩余电量以及实时时间6个数据项组成），并通过电表编号（MeterID）实现关联，为每一个用户提供唯一的标识，保证数据库内部的关联属性。为了便于管理系统数据信息，在数据库设计过程中建立了数据库的权限管理机制。通过系统管理员的授权，不同权限的操作人员可以对数据信息，主要是电表信息进行管理，对历史测量信息进行备份存储，以节约数据存储资源；同时对数据库进行数据冗余检查，优化系统数据库的性能。

4.3页面实时交互机制

B/S模式下智能用电服务系统功能的实现有赖于对电表数据信息的实时处理，因此在系统工作过程中保证系统具有良好的响应机制以及稳定友好的用户界面是系统终端设计的关键。为了提高系统的实时性，在系统实现过程中，多处采用了AJAX技术。使用AJAX技术，系统在对用户请求操作进行响应的过程中建立起异步请求对象XMLHttpRequest，避免了客户端和服务器间的直接交互，将用户请求的数据信息交由AJAX引擎完成，实现从服务器中提取确定的数据信息，使用户操作和服务器响应异步化，减少了冗余数据的重载，缩短了用户的等待时间。

5结语

总之，B/S模式下的智能用电服务系统具有多种用电信息查询和业务服务功能，可以为用户提供电能消耗统计、用电费用缴纳、用电优化决策，以及实时信息交流等便捷、多样化的服务入口，为电力部门信息发布和用户用电互动提供了良好的支撑平台。

参考文献：

[1]陈辉，余南华，陈炯聪.探讨智能用电技术的应用[J].广东电力，2017，24（1）：82-86.

[2]贾东梨，孟晓丽.实时数据库在用电信息采集系统中的应用研究[J].电力建设，2016，33（1）：17-21.