電力用戶用電信息采集系統(tǒng)統(tǒng)一接口建設(shè)探討

康麗雁，趙宇東，馬婉忠，劉馨然

(1.國網(wǎng)遼寧省電力有限公司電力科學(xué)研究院，遼寧 沈陽 110006; 2.國網(wǎng)遼寧省電力有限公司，遼寧 沈陽 110006)

電力用戶用電信息采集系統(tǒng)統(tǒng)一接口建設(shè)探討

康麗雁1，趙宇東2，馬婉忠1，劉馨然1

(1.國網(wǎng)遼寧省電力有限公司電力科學(xué)研究院，遼寧 沈陽 110006; 2.國網(wǎng)遼寧省電力有限公司，遼寧 沈陽 110006)

分析了電力用戶用電信息采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)接口存在的問題，提出通過統(tǒng)一接口平臺的方式規(guī)范數(shù)據(jù)接口，論述了電力用戶用電信息采集系統(tǒng)統(tǒng)一接口平臺的建設(shè)內(nèi)容及技術(shù)方案，以期為開展電力用戶用電信息采集系統(tǒng)的接口建設(shè)提供建設(shè)思路和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

采集系統(tǒng)；海量數(shù)據(jù)分類；數(shù)據(jù)發(fā)布；統(tǒng)一接口

Abstract: This paper analyzes the interface power users’ existing problem of the electricity information collection system .Through the unified interface platform way standard data interface, it discusses the contents of construction of electric information acquisition system of unified interface platform and technical scheme for power users.It provides the construction method and practical experience for the construction of the interface specification acquisition system.

Keywords：data acquire system; mass data classification;mass release;unified interface

電力用戶用電信息采集系統(tǒng)(以下簡稱采集系統(tǒng))是國家電網(wǎng)公司統(tǒng)一堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)建設(shè)的重要組成部分。采集系統(tǒng)是對電力用戶的用電信息進(jìn)行采集、處理和實(shí)時監(jiān)控的系統(tǒng)。經(jīng)過多年建設(shè)，采集系統(tǒng)存儲的用電數(shù)據(jù)達(dá)到了海量級別，這些用電數(shù)據(jù)對于電網(wǎng)規(guī)劃、安全生產(chǎn)、經(jīng)營管理、優(yōu)質(zhì)服務(wù)等專業(yè)是極其寶貴的數(shù)據(jù)資源。

1 采集系統(tǒng)接口建設(shè)情況分析

1.1采集系統(tǒng)的數(shù)據(jù)

遼寧公司從2010年開始采集系統(tǒng)建設(shè)，經(jīng)過6年建設(shè)，建成了符合國家電網(wǎng)公司標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)的采集系統(tǒng)主站，基本實(shí)現(xiàn)了“全覆蓋”、“全采集”、“全費(fèi)控”[1]的建設(shè)目標(biāo)。截至目前，全省實(shí)現(xiàn)采集電力用戶2 216萬戶，采集成功率達(dá)到99.12%。

系統(tǒng)采集的主要數(shù)據(jù)項(xiàng)[2]如下。

a. 電能量數(shù)據(jù)。包括總正反向電能示值、各費(fèi)率正反向電能示值、組合有功電能示值、分相電能示值、總電能量、各費(fèi)率電能量、最大需量等。

b. 交流模擬量。包括電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)等。

c. 工況數(shù)據(jù)。包括采集終端及計(jì)量設(shè)備的工況信息。

d. 電能質(zhì)量越限統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。包括電壓、電流、功率、功率因數(shù)、諧波等越限統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。

e. 事件記錄數(shù)據(jù)。包括終端和電能表記錄的時間記錄數(shù)據(jù)。

f. 其他數(shù)據(jù)。包括費(fèi)控信息等。

1.2接口現(xiàn)狀

隨著用戶采集覆蓋規(guī)模的擴(kuò)大，采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)資源越來越多，而隨著采集系統(tǒng)建設(shè)的深入，系統(tǒng)數(shù)據(jù)接口需求眾多。采集系統(tǒng)現(xiàn)與營銷業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)、營銷遠(yuǎn)程實(shí)時費(fèi)控系統(tǒng)、電能質(zhì)量在線監(jiān)測系統(tǒng)、供電電壓自動采集系統(tǒng)、設(shè)備(資產(chǎn))運(yùn)維精益管理系統(tǒng)等眾多系統(tǒng)存在數(shù)據(jù)接口。采集系統(tǒng)累計(jì)已為營銷、安質(zhì)、運(yùn)檢、運(yùn)監(jiān)、發(fā)策、信息等專業(yè)眾多業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)提供業(yè)務(wù)及數(shù)據(jù)支撐。

1.3存在問題

綜合當(dāng)前各接口應(yīng)用現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，目前采集系統(tǒng)對外數(shù)據(jù)服務(wù)接口應(yīng)用主要面臨以下問題。

a. 接口眾多，難以有效管理。眾多接口采用的實(shí)現(xiàn)方式不盡相同，缺乏統(tǒng)一管理，缺乏對接口服務(wù)效率、質(zhì)量的跟蹤監(jiān)測。

b. 負(fù)載壓力大，難以滿足時效性要求。眾多接口的存在已經(jīng)對采集系統(tǒng)本身造成很大的負(fù)載壓力，無法頻繁開展大量數(shù)據(jù)的發(fā)布，難以支撐時效性要求高的業(yè)務(wù)應(yīng)用需求。

c. 接口靈活性、擴(kuò)展性不夠。各業(yè)務(wù)系統(tǒng)間數(shù)據(jù)需求存在交叉，一對一方式的接口應(yīng)用導(dǎo)致接口開發(fā)重復(fù)無度，缺乏靈活性和擴(kuò)展性，給采集系統(tǒng)運(yùn)維工作帶來較大壓力。

d. 敏感性數(shù)據(jù)[3]提供未考慮脫敏。由于采集系統(tǒng)部分?jǐn)?shù)據(jù)存在敏感性，對外提供時未考慮數(shù)據(jù)脫敏，存在數(shù)據(jù)安全性隱患。

同時，加快構(gòu)建全球能源互聯(lián)網(wǎng)和全面建成“一強(qiáng)三優(yōu)”現(xiàn)代公司的目標(biāo)， 對全業(yè)務(wù)協(xié)同、全流程貫通提出了更高要求，深入挖掘數(shù)據(jù)價(jià)值、用數(shù)據(jù)管理企業(yè)、用信息驅(qū)動業(yè)務(wù)的需求更為迫切。

2 統(tǒng)一接口平臺設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

建設(shè)采集系統(tǒng)統(tǒng)一接口服務(wù)平臺是解決上述問題的可行技術(shù)方案。通過統(tǒng)一接口平臺，實(shí)現(xiàn)多維度信息交互模型[4]，按照數(shù)據(jù)類型的不同、數(shù)據(jù)流向的不同、交互方式的不同，分別構(gòu)建數(shù)據(jù)交互的模型，在統(tǒng)一接口平臺管理下，實(shí)現(xiàn)多維度數(shù)據(jù)交互的靈活性、擴(kuò)展性。通過采集系統(tǒng)統(tǒng)一接口平臺實(shí)現(xiàn)采集系統(tǒng)與外部系統(tǒng)數(shù)據(jù)交互接口統(tǒng)一，數(shù)據(jù)交互規(guī)范管理。

2.1建設(shè)內(nèi)容

圖1 統(tǒng)一接口服務(wù)平臺

如圖1所示，通過建設(shè)統(tǒng)一接口服務(wù)平臺，為采集系統(tǒng)主站與其他系統(tǒng)之間建立統(tǒng)一的交互通道，實(shí)現(xiàn)靜態(tài)數(shù)據(jù)發(fā)布、實(shí)時數(shù)據(jù)發(fā)布、外部數(shù)據(jù)獲取、特定交互接口等四類接口應(yīng)用。

靜態(tài)數(shù)據(jù)發(fā)布：將采集系統(tǒng)的凍結(jié)數(shù)據(jù)、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)、指標(biāo)數(shù)據(jù)等按對象化整理到統(tǒng)一接口服務(wù)平臺，根據(jù)發(fā)布需求靈活配置，實(shí)現(xiàn)定時發(fā)布。

實(shí)時數(shù)據(jù)發(fā)布：實(shí)時獲取采集系統(tǒng)的終端事件等實(shí)時數(shù)據(jù)，根據(jù)對側(cè)系統(tǒng)的服務(wù)要求，在業(yè)務(wù)需求時間內(nèi)向其主動推送數(shù)據(jù)。

外部數(shù)據(jù)獲取：根據(jù)采集系統(tǒng)不同功能的需求，從調(diào)度電能量系統(tǒng)、PMS系統(tǒng)等外部系統(tǒng)獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，并保存到采集系統(tǒng)主站。

特定交互接口：對于營銷系統(tǒng)等與采集系統(tǒng)存在復(fù)雜業(yè)務(wù)交互需求的，根據(jù)其交互特點(diǎn)一一制定接口，納入統(tǒng)一接口服務(wù)平臺進(jìn)行統(tǒng)一管理。

2.2技術(shù)架構(gòu)

如圖2所示，統(tǒng)一接口服務(wù)平臺分為數(shù)據(jù)層、服務(wù)層、應(yīng)用層[5]。

數(shù)據(jù)層構(gòu)建接口數(shù)據(jù)庫，從采集系統(tǒng)生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫通過ETL工具或其他技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)抽取，提供給靜態(tài)數(shù)據(jù)發(fā)布服務(wù)使用。接口庫的數(shù)據(jù)根據(jù)外部系統(tǒng)的需要保留有限的時間，過期數(shù)據(jù)定期清理。

服務(wù)層分為計(jì)算集群和服務(wù)集群。服務(wù)集群又分為接口服務(wù)集群和文件服務(wù)集群。接口服務(wù)集群以分布式負(fù)載均衡的方式負(fù)責(zé)對外提供統(tǒng)一的接口服務(wù)。對于大數(shù)據(jù)的對外提供，則以文件服務(wù)的形式提供下載。計(jì)算集群根據(jù)不同的接口應(yīng)用需求，分為靜態(tài)數(shù)據(jù)發(fā)布計(jì)算集群、實(shí)時數(shù)據(jù)發(fā)布計(jì)算集群、外部數(shù)據(jù)獲取計(jì)算集群、特定交互接口等四類應(yīng)用，其實(shí)現(xiàn)方式分別如下：

圖2 統(tǒng)一接口服務(wù)平臺總體架構(gòu)

靜態(tài)數(shù)據(jù)的發(fā)布基于面向?qū)ο蟮哪Ｐ团cWebService相結(jié)合的技術(shù)。外部系統(tǒng)(客戶端)將根據(jù)數(shù)據(jù)模型定義的組合對象傳遞給接口服務(wù)，接口服務(wù)調(diào)用發(fā)布計(jì)算解析該對象并從接口數(shù)據(jù)庫中提取其所需數(shù)據(jù)，最終返回?cái)?shù)據(jù)對象集合。

實(shí)時數(shù)據(jù)的發(fā)布采用Webservice+JMS、Socket等技術(shù)實(shí)現(xiàn)。由采集系統(tǒng)的采集前置機(jī)集群在保存生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫的同時，同步發(fā)送實(shí)時數(shù)據(jù)給統(tǒng)一接口服務(wù)平臺，平臺通過緩存機(jī)制對數(shù)據(jù)進(jìn)行暫存，并通過客戶端向外部系統(tǒng)(服務(wù)端)實(shí)時推送其訂閱的數(shù)據(jù)。

外部數(shù)據(jù)的獲取需根據(jù)外部系統(tǒng)的接口服務(wù)要求，開發(fā)相應(yīng)的客戶端，通過客戶端定期獲取數(shù)據(jù)并寫入采集系統(tǒng)生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫以供使用。

特定交互接口是指統(tǒng)一接口服務(wù)平臺開通專有通道集成具有復(fù)雜業(yè)務(wù)的交互接口，如與營銷系統(tǒng)的接口、與費(fèi)控管理系統(tǒng)的接口等。

應(yīng)用層包括需求管理、配置管理、服務(wù)監(jiān)測等支撐功能。可以作為采集系統(tǒng)的一個功能模塊，在現(xiàn)有系統(tǒng)的技術(shù)框架上實(shí)現(xiàn)。

3 結(jié)束語

數(shù)據(jù)是信息化的核心， 建設(shè)采集系統(tǒng)統(tǒng)一數(shù)據(jù)接口是源端數(shù)據(jù)融合、 后端數(shù)據(jù)分析的必然選擇。在采集系統(tǒng)統(tǒng)一接口平臺管理下，提高了多維度數(shù)據(jù)交互的靈活性、擴(kuò)展性。同時可實(shí)現(xiàn)信息交互在線監(jiān)測管理，對所有數(shù)據(jù)交互接口服務(wù)的運(yùn)行狀態(tài)、調(diào)用情況、交互流量等進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測管理。在后續(xù)工作中，還可以通過統(tǒng)一接口平臺，拓展開展采集大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等服務(wù)[6]，充分發(fā)揮采集系統(tǒng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的支撐作用。

[1] 關(guān)于加快用電信息采集系統(tǒng)建設(shè)的意見：國家電網(wǎng)營銷[2010]119號[S].

[2] 電力用戶用電信息采集系統(tǒng)功能規(guī)范：Q/GDW 1373—2013[S].

[3] 王志斌. 淺談用電信息采集系統(tǒng)不良數(shù)據(jù)分析及處理[J]. 東北電力技術(shù)，2012，33(11)：46-48.

[4] 電力用戶用電信息采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)導(dǎo)則：技術(shù)方案設(shè)計(jì)導(dǎo)則：Q/GDW 1378.3—2013[S].

[5] 電力用戶用電信息采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)導(dǎo)則：主站軟件設(shè)計(jì)導(dǎo)則：Q/GDW 1378.1—2013[S].

[6] 張 冶. 電力用戶用電信息采集系統(tǒng)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用[J]. 東北電力技術(shù)，2013，34(7)：50-52.

Power User Electric Information Acquisition System Discussion on the Construction of Unified Interface

KANG Liyan1，ZHAO Yudong2，MA Wanzhong1，LIU Xinran1

(1. Electric Power Research Institute of State Grid Liaoning Electric Power Co.，Ltd.，Shenyang，Liaoning 110006，China；2. State Grid Liaoning Electric Power Co.，Ltd.，Shenyang，Liaoning 110006，China)

TM76

A

1004-7913(2017)07-0052-03

2017-05-20)

康麗雁(1975)，女，碩士，高級工程師，主要從事負(fù)荷控制系統(tǒng)、電力用戶用電信息采集系統(tǒng)的建設(shè)與研究工作。