電力物聯網應用軟件開發分析

陸曉嵐

（廣西博聯信息通信技術有限責任公司 廣西南寧市 530023）

電力物聯網應用軟件開發分析

陸曉嵐

（廣西博聯信息通信技術有限責任公司 廣西南寧市 530023）

當今，隨著人們生活水平的不斷提高，對電量的需求也在逐漸增長。傳統的電網因其損耗大、效率低等特點，已經難以滿足人們日益增長的社會需求。本文旨在開發一套對電廠發電情況進行實時監控、統計、管理的電力物聯網應用軟件，希望為我國電網實現智能化、信息化提供幫助。

電力；物聯網；應用軟件

1 前言

如今，物聯網技術開始應用在各行各業。電力物聯網技術就是把物聯網和智能電網相結合而提出的一個新的概念。物聯網是一種新型的、智能化的網絡，它就是將預先設置好的傳感器根據事先協定好的互聯網和協議進行有效的連接，從而實現物與物的信息交換，而技術人員也可對這些物品進行實時的跟蹤、監控等。智能電網則是把分析決策技術與能源電力技術進行有效的融合，從而實現電網的智能化、自動化。兩者的結合對于我國電力系統的革新有著重要的意義。

2 系統框架設計

系統框架體系結構需要根據軟、硬件的運行平臺以及電網項目的具體需求來確定。由于電網系統需要對計量信息進行有效的統計處理、查詢分析、報表輸出等工作，因此，爭取數據庫管理系統的支持就是應用軟件必須做到的。當前，這類的應用軟件框架結構有很多，比較常用的是C/ S、B/S等系統框架結構。

C/S結構中的C是代表Client，也就是所說的客戶機；其中的S則代表Server，就是服務器。這種結構是較為典型的兩側結構，如圖1所示。

圖1 C/S軟件框架結構圖

通過圖1我們知道，在這一結構中，一端是服務器數據庫管理系統端，主要負責所有數據的儲存工作；另一端則是客戶端，主要負責業務邏輯的顯示和處理。C/S框架的工作原理是：客戶機如果需要在特定的業務邏輯處理數據時，那么就必須向數據庫系統發送數據請求，數據庫就會據此回應相關的數據。數據庫系統在接收到客戶機發送的請求之后，就會根據要求找到匹配的數據發送給客戶機。在此基礎上，客戶機就可根據數據庫發送的信息來對數據進行分析和處理。C/S框架結構相對而言是比較成熟的結構，它具有交互性強、數據傳輸量小、存儲安全的特點，它的缺點就是投資、運行、維護的成本高。

B/S框架結構中的B是指Browser，也就是常說的瀏覽器；其中的S則指的是Server，就是所謂的服務器，這是一種網絡結構模式。在這一結構中，瀏覽器是客戶端主要的應用軟件，另外，客戶端的所有功能都需要依靠服務器來實現，而客戶端則只需顯示。B/S框架結構的典型表現就是通過瀏覽器來瀏覽網上的各種網頁。以這一結構為基礎的應用軟件由三層結構組成，分別是應用邏輯層、表示層和數據層，三層結構就是在傳統的數據和客戶端中間加入了一個組建層，并通過中間層將軟件分為三個不同的處理層次。其中的每一層都是獨立的，不過中間層卻是非常重要的。中間層主要負責上下的連接，需要負責數據處理的封裝以及滿足客戶機在處理數據時的相關需求，而且還需要滿足服務器與客戶機之間以及各個服務器之間的通信要求。B/S框架結構的特點是開發和維護成本低，而且相較于C/S框架結構來說還具有良好的分布性。這種模式的缺點就是所有的業務邏輯都需要依靠服務器端來完成，因此，服務器端的質量就決定了整個結構的運行情況。另外，由于數據傳輸速度較低的問題，這種模式在處理數據時的速度也就相對較低。總體而言，這種模式相對于C/S框架結構來說還并沒有發展成熟。

3 系統分析

3.1 系統的功能性描述

由于數據庫系統是應用軟件的基礎，因此，應用軟件開發的設計思路是：服務器軟件單純承擔后臺運行的任務，只需負責數據的采集和處理，并把采集和處理后的數據存儲在相應的數據庫表格中。而客戶機軟件則需要訪問數據庫表格，并輸出查詢的相關信息，另外，系統的維護管理以及參數組態都需要在客戶機上完成。客戶機上對配置信息所進行的輸入和修改都需要存儲在相應的數據庫表格中，服務器讀取相應表格的用戶參數配置，并結合用戶所設置的組態參數來對數據進行有效的處理。這種設計模式是著眼于軟件的實現以及服務器軟件的代碼規模相對較小這一前提。

3.2 應用軟件構成

應用軟件的構成涵蓋三個方面內容：客戶端軟件、WEB服務器組件、數據采集與處理服務器軟件。客戶端軟件所負責的是電網系統的人機交互功能，其主要包括以下幾個方面：①用戶登錄。為了使系統安全性有保障，只有相關的技術人員或者是管理人員登錄成功后才能對系統進行相應的操作；②用戶管理。用戶管理就是對參與系統操作的人員的相關信息進行有效的管理。③數據查詢。數據查詢就是對系統所采集到的電能數據根據其不同的方式、不同的要求以及不同的種類進行查詢。④一次接線圖。這能夠保障電廠運行情況直觀且動態的顯示。⑤系統報表。由于用戶的需求各不相同，那么就需要對處理的數據結果進行導出或者是打印出來。⑥系統的維護和管理。相關的專業技術人員可以添加電廠的相關信息，另外也可對相關的技術參數進行調整。

WEB服務器組件就是滿足客戶通過瀏覽器來進行訪問的要求，通過實現服務器上C/S客戶端的軟件功能，從而方便用戶對電能計量信息的有效訪問。

數據采集、處理服務器軟件主要負責的是與eRTU的通信，通過對eRTU所采集的各種電能信息進行召喚，如電能表工作狀態、電能表瞬時量信息、電能表累積電量信息、電量負荷曲線等，把這些所采集到的信息儲存在相應的數據表表格中。除此之外，該軟件還能夠對用戶所輸入的配置組態參數進行有效分析，從而對電量數據進行相應處理，如發電量、變損電量、累積上網電量等，把處理的情況生成報表文件反饋給用戶。

3.3 系統運行流程

由于C/S模式的軟件具有交互性強、數據傳輸量小、存儲安全的特點，因此，本文研究的主要是該模式的軟件結構體系。除此之外，還采用由服務器軟件和客戶機軟件所組成的應用軟件對數據進行處理和分析。這兩套軟件能夠同時獨立運行，同時也可通過數據庫進行數據的交換，通過Sockect協議傳遞信息。

為了能夠有效的實現電網系統自動抄表功能，在設計服務器軟件時一般采用多線程程序設計思想。這種設計思想就是除了由主線程完成人機交互界面外，軟件設計Sockect協議偵聽線程能夠接受客戶機軟件所發送過來的配置修改信息，從而實現客戶機與服務器之間配置參數的同步。另外，數據采集線程執行任務調度算法，能夠自動的向電能量運動終端發送數據召喚命令，從而獲得電能量運動終端采集生成的計量信息，并把計量信息保存到數據庫中。

3.4 自動抄表流程分析

由于電網系統需要對計量信息進行有效的統計處理、查詢分析、報表輸出等工作，因此電力系統的自動抄表涵蓋兩個方面的內容：①電網關口表的自動抄表；②大用戶表以及居民表的自動抄表。前者主要用于發電、送電、配電領域的實時競價上網、電量核算、線損/網損分析以及電網事故、電廠支援、電量計算等方面的內容。后者主要是按月自動抄讀大用戶表以及居民表的表盤電量，這種抄表方式的特點是電能表的數量大，通信網絡的覆蓋面廣，對每塊電能表的數據抄讀很少，簡單滿足用電結算便可。由此可知，居民表的自動抄表與關口表自動抄表有著明顯本質的不同。發電廠電網系統則屬于關口表自動抄表系統。

根據現代關口表自動抄表設計理念，電網系統的自動抄表流程如下：①當前的電網系統是針對單個電廠，因此，系統可定時與電能量終端建立通信聯系，從而讀取相應的數據信息。另外還需在人際交換界面顯示，方便實時監控和查看。②如果通訊設備出現故障，數據沒有得到及時的采集，那么就需要在故障排除之后，電網系統通過人工追補或者是自動追補的方式補招丟失的數據，這樣可以保證數據的完整性。③如果數據丟失且通過自動或者人工的方式追補不回來，那么就需要及時的跳過這一區間，采集新的數據信息，這樣可有效的防止數據采集流程的中斷。

4 結束語

綜合而言，隨著時代的發展，傳統的電網已經很難滿足當今社會的需要。因此，對電網進行變革，用可靠、靈活、安全、高效的新型電網來取代傳統的電網，從而盡可能的提高電網的利用效率，減少傳輸損耗，這是當前需要迫切解決的問題。電力物聯網應用軟件的開發為解決這一問題提供了一些改革的參考。

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TM76

A

1004-7344（2016）29-0100-02

2016-9-12

陸曉嵐（1987-），女，助理工程師，本科，主要從事電力行業軟件開發、電力行業軟件需求分析工作。