智能用電高級計量及其全景交互策略的構架研究

摘要：近年來，隨著高科技信息技術的不斷推廣，網絡技術得到了廣泛的應用，促進了我國社會生產力的不斷創新。文章就智能用電高級計量體系的構建進行概述，對基于無線虛擬專網的有線通信和無線通信兩種情況下的AMI全景通信策略進行探討，對家庭用戶智能用電管理與信息交互的需求情況下的互動策略進行研究，提出了基于ASOA的適用于集群微網的智能用電與信息交互策略的實施。

關鍵詞：電網；智能用電；高級計量體系；全景交互策略

中圖分類號：TM730 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）30-0026-02

市場經濟體制下，國家對電網建設實行了大量改革政策，使我國電網建設技術水平得到不斷提升，大大促進了電網技術的智能化發展。智能用電高級計量體系的形成和全景交互策略的實施，使我國電力系統得到重大改善，對于推動電網建設的信息化發展具有重大影響。

1 智能用電高級計量體系的構建

現代化建設中，我國電網建設的智能信息平臺包括發電、輸電、變電、配電、用電和調度六個主要環節，全景交互策略的實施推動了我國電網建設的信息化、智能化和集成化發展，對于構建高效、經濟、清潔和互動的現代電網具有重要現實意義。其中，智能用電是為用戶提供優質的供電服務，提高電能的有效利用率。

智能用電高級計量體系的研究主要包括智能電表、用戶信息采集、用戶能力管理和系統集成與安全等方面，其中，智能電表是AMI的基礎單元和核心設備，因此，智能用電高級計量體系在本質上是運用智能手段進行用戶信息的采集、處理和應用等，并依靠現代的通信技術將配電管理中心和用戶信息互通連接，采用信息處理技術對用戶進行能量管理，最后運用信息集成技術將高級計量體系采集和處理后的相關用戶的數據信息與其他自動化系統共享，實現智能用電的現代化發展。其中，通信網絡相關技術有窄帶通信技術、擴頻通信、正交頻分復用技術、ZigBee、WiFi、3G等；信息化相關技術有可擴展標記語言、統一建模語言、多智能體系統、SOA體系結構、Web服務等。

因此，智能用電高級計量體系的構建，集MAS智能化功能主體和SOA靈活業務流程管理和IEC61979/IEC61968標準的統一數據模型于一體，具有模型標準化、模塊定制動態化、信息共享與集成等技術特點，最大限度地保護了用戶原有的硬軟件投資，提高了整個應用程序的自治性和互協作性，實現了多應用用戶系統并行的廣域網絡化信息集成，推動我國電網建設中智能用電高級計量體系的高科技發展。

2 基于無線虛擬專網的全景通信策略分析和探討

電力公司、用戶和可控負載等的信息交互動能是AMI通過通信網絡實現的，因此，AMI必須具有開放式的雙向通信標準，以為智能電網提供更多的信息，保證智能用電的安全可靠性。在基于無線虛擬專網的全景通信策略中，通信系統的媒介采用的是無線商用網絡，并運用網絡安全管理技術將電力公司和用戶相連接，保持暢通聯系。其中，集中器和調度中心是通過出口與計量數據網關MDG來連接的，集中器側MDG將數據打成IP包，由IPSec協議來完成二次加密，再通過無線發射終端傳入GPRS&CDMA網，最后經過配電中心側MDG解密傳送到計量數據管理系統中。

因此，通信網系統的關鍵技術有通信組網技術、網絡安全防護技術、網絡容錯技術和智能數據傳送技術四個方面。其中，基于IPSec的無線虛擬專網的安全性由APN專線接入、基于VPN隧道技術的網絡架構、數據傳輸的加解密技術、智能分包數據傳輸機制等來進行安全保護運行，使無線虛擬專網的安全性、可靠性和時效性得到大大提高，推動無線虛擬專網的普遍應用。

3 基于對等互聯OSGi的家庭智能用電與信息互通策略的研究

在家庭用戶和電網公司之間AMI是運用雙向通信技術來實現互動連接的，使數據可以快速讀取、傳遞，大大提高了電網的綜合效率，OSGi平臺在家庭智能用電管理中心側部署AMI的應用，實現了局域網到廣域網小型智能設備間多種服務的開放式傳送。運用OSGi服務平臺，可以將標準Web Service組件接口引入到系統中，在家域網內發布或者訂閱服務，從而構建分布式OSGi平臺，通過統一的插件機制來實現各種不同組件與用戶的多樣性需求。在公共信息模型中，互操作語義模型構建的關鍵技術可擴展標記語言、資源描述框架、資源描述框架模式，因此，由CIM RDF Schema來構建互操作的實際AMI網絡的CIM/XML，然后以CIM/XML為載體進行AMI數據和信息的交換，與此同時，實現不同廠家之間的互操作，進而完成自動互交和自動協同工作等。

在進行基于對等互聯OSGi的家庭智能用電與信息互通策略的研究時，有兩種互動策略可以用來選擇：第一種是由配電公司對用戶智能設備實行統一監控和管理，使各設備的運行處于地理和容錯狀態下，但是服務端數據容易出現擁塞情況，因此，對用戶管理本地用電信息具有較大影響；另一種是以用戶入口作為用戶和配電公司信息交互的唯一連接點，用戶局域網內的所有設備操作由用戶入口統一調度和管理，可以緩解服務端的運行負載，提高用戶側對用電信息的管理能力，但是用戶入口出現故障問題或其他情況有可能引起家域網內所有智能設備與外界失去通信。

不同OSGi平臺之間可以通過獨立的Web服務組件訂閱和注冊所需的服務，服務間的消息是通過SOAP協議來傳輸的，可以彌補P2P技術在安全性和可靠性上的不足，而P2P提供的計算機可理解的語義滿足了平臺組件對Web上異構和分布信息的檢索與訪問，從而實現了AMI語義層的全方位信息互聯，大大提高了分布式對等互聯OSGi平臺的性價比，促進智能用電高級計量體系的不斷完善。

4 基于ASOS的集群微信網智能用電與信息互動策略的實施

智能微網是一種由分布式電源和儲能設備等組成的小型電力系統，采用了先進的電力技術、計算技術和通信技術，使用戶的供電信息變得更加可靠，滿足了用戶對用電的多樣性需求。其中，Agent封裝作為一個智能服務主體，采用Web Service技術解決各智能服務主體間的相互通信，以更深入地用智能體的組織模型和交互模型來描述智能服務之間的相互關系。基于ASOS的集群微信網智能用電與信息互動策略，是將MAS和SOA設計理念相融合，從而滿足智能電網環境下集群智能微網的廣域分布協同控制需求。Agent封裝是通過WSDL、SOAP、UDDI等以智能服務的形式提供功能給外界，智能用電高級計量系統是通過Web Service來進行全面服務的，Web Service是以XML作為表達數據的基本格式，具有操作方便、易于分析等特點。

基于ASOS的集群微信網智能用電的關鍵技術是，面向Agent的Web服務描述和ACL消息格式與SOAP消息格式之間的轉換，在Agent的描述中使用WSDL可以作為一組服務訪問點，通過對FIPA ACL信息參數和WS尋址所提供的MI包頭信息之間映射關系的分析和對比，可以發現ACL信息參數中沒有隊形的參數。智能微網分部管理平臺體系包括用戶交互層、智能微網管理層、數據模型層和服務注冊代理層四個部分，其中，本地Agent能夠對DG電壓和電力流等進行高效控制，對整個電網進行有效的調節。

在基于ASOS的集群微信網智能用電與信息互動策略的研究中，通過測試系統來驗證策略的可行性，分析Web通信的實效性，結合Agent特有的智能化功能以及Web服務的標準網絡化，運用WS規范中的Reliable Messaging采用序列Sequence建立相對應的數據次序，Web Service的擴展規范采用WS-Security從識別、認證和授權等方進行驗證，并通過安全套接層SSL和HTTP基本認證等安全技術，大大提高了系統的安全性和

可靠性。

5 結語

21世紀是一個高科技信息網絡技術泛濫的時代，使電力工業的發展面臨著越來越復雜的環境，給電力系統的改革和創新提供了許多新的挑戰和機遇。智能用電高級計量及其全景交互策略的構架研究，大大提高了電力系統的安全性和可靠性，促進了我國電網建設的長遠

發展。

參考文獻

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作者簡介：唐毅（1978-），男，四川南充人，供職于國網四川省電力公司廣安供電公司，工程碩士，研究方向：營銷管理。