基于移動應用故障處理的用采系統設計與實現

呂朋朋，陸 洋，戚夢逸，陶曉峰

（南瑞集團（國網電力科學研究院）有限公司，南京 21110）

0 引言

用采系統是用戶用電信息采集系統的簡稱，可借助配電變壓器對終端用戶的實際用電數據進行采集與分析，由用電監控、負荷管理、推行階梯定價、線損分析等多個流程共同組成[1,2]。隨著已接入電網用戶數量的增加，用采系統對于電子攻擊行為的承載能力會出現明顯的下降，進而導致電力故障現象的出現。

移動應用作為管理信息載體接收端所遵循的連接執行原理，一般情況下不能脫離用采系統而獨立存在，包含ERP、SCM、CRM等多個小型集成子系統。與其他處理軟件相比，移動應用具備較強的連接可塑性，可在保證傳輸信息完整性的同時，對電網數據庫中暫存的電子參量進行定向化整合[3]。

在電力應用網絡中，隨電子執行主機數量的增加，各連接節點處會出現明顯的傳輸故障性問題。為避免上述情況的發生，傳統光纖接入型用采系統在FTTH組網元件的支持下，建立完整的電子設備主機業務處置流程，再通過統計主機電量的方式，實現對系統執行環境的完善。但此系統中的電子響應效率水平相對較低，很難實現對壓降差值的有效控制。為解決此問題，設計基于移動應用故障處理的用采系統，在寬帶認證體系、IOM資源管理組織等多個設備元件的支持下，實現對移動應用型數據業務故障的有效分類，再通過對比實驗的方式，突出該新型系統的實際應用價值。

1 基于移動應用故障處理的用采系統硬件設計

基于移動應用故障處理用采系統的硬件執行環境由寬帶認證體系、IOM資源管理組織、OLT設備網關模塊三部分共同組成，具體搭建方法如下。

1.1 寬帶認證體系

寬帶認證體系主要具備電量監控、故障節點篩查、電網環境維護三方面的執行功能。其中，電量監控能夠有效協調電網執行空間的收縮變化趨勢，并以此為依據，對應用電子量的實際傳輸范圍進行有效控制。故障節點篩查的工作執行量相對較大，能夠在協調電子傳輸關系的同時，確定用采系統所能承擔的最大電量配比數值，可在移動端應用主機、故障排查主機、電子規劃主機等多個執行元件的配合下，明顯待采集電子的實際傳輸范圍，從而避免誤差采集行為的出現[4,5]。電網環境維護具備較強的應用適配性，能夠根據寬帶認證體系的實際組成情況，協調下屬用采元件之間的從屬配合關系，在多源電子共同傳輸的情況下，寬帶認證體系的實際覆蓋范圍越廣泛，待維護的電網環境也就越復雜。

圖1 寬帶認證體系結構圖

1.2 IOM資源管理組織

IOM資源管理組織存在于用采系統底層執行單元之中，可在適應寬帶認證體系連接需求的同時，為下級設備元件提供故障處理指令運行所需的接入串口。隨著系統用采處理策略的輸入，待存儲電子資源會逐漸分裂成電量信息與電壓電流的傳輸應用形式，再借助IOM處理信道，進入下級組織設備元件之中。為實現對應用電子質量的評估，IOM資源管理組織中同時配置電流傳輸、電壓傳輸、電量管理、電力監控等多項應用結構體[6,7]。其中，故障分類元件能夠感知已存儲電子資源的連接輸入狀態，并可在不違背電量支持原則的情況下，將待評估的傳輸電子整合成應用資源的形式，從而避免系統移動應用故障行為的出現。從執行功能的角度來看，IOM資源管理組織能夠較好適應故障電子的連接請求，在調節相關用采設備元件的同時，建立與OLT設備網關模塊間的數據傳輸關系。

圖2 IOM資源管理組織結構圖

1.3 OLT設備網關模塊

OLT設備網關模塊負載于IOM資源管理組織下端，以網關控制主機作為核心搭建元件，由電量指示燈、連接慣腳等多個設備結構體共同組成。其中，網關控制主機位于OLT設備網關模塊中部，能夠監視IOM資源管理組織的執行工作狀態，并可以根據電子應用量在系統中的實際傳輸需求，對移動應用端口中的電流傳輸行為進行有效控制。在連續運行情況下，電量指示燈始終保持常亮狀態，且隨電子量輸入、輸出行為的改變，燈體組織的亮暗趨勢也會開始出現變化[8,9]。OLT連接慣腳位于設備網關模塊下部，能夠控制電流、電壓等應用電子量的實際輸出行為，在不考慮外界干擾影響的情況下，待接收的電子總量越大，慣腳的實際連接緊致程度也就越高，反之則越低。

圖3 OLT設備網關模塊結構圖

2 基于移動應用故障處理的用采系統軟件設計

在相關硬件設備元件的支持下，按照調度網格建立、應用型數據業務故障分類、通信協議連接的處理流程，完成系統的軟件執行環境搭建，兩相結合，實現基于移動應用故障處理用采系統的順利應用。

2.1 用采系統調度網格

用采系統調度網格以移動應用網絡作為核心作用設備，可在電量用采主機、NGN主機的同步作用下，實現對CG設備與AG設備的連接行為整改。一個完整的用采系統調度網格中至少包含兩臺EPON設備，其中一臺設備能夠根據電量用采主機中電子信息的輸入行為，制定全新的電壓量傳輸表單，另一臺設備可在接收表單結構的同時，向下級用采執行元件提交最原始輸入的電流信息參量。CG設備、AG設備同時與調度網格兩端的EPON結構相連，當電量用采主機開啟輸出狀態后，NGN主機的連接行為也會隨之改變，當整個移動網絡中的傳輸電子總量不再發生改變后，個別故障節點所處位置也開始逐漸趨于穩定，此時CG設備與AG設備同事進入最大值接收撞他，直至用采系統環境中的電壓傳輸值與電流傳輸值不再發生改變[10]。

圖4 用采系統調度網格搭建原理

2.2 移動應用型數據業務故障分類

移動應用型數據業務故障分類是用采系統搭建的必要設計環節，可根據待處理故障信息所屬的實用類別，為其匹配一定數量的協議連接節點（詳細分類原則如表1所示）。常見的移動應用型數據業務故障包含FTTH、PPPoE、Radius三種基本類別形式[11,12]。其中，FTTH型移動應用數據業務故障主要存在于系統寬帶認證體系之中，能夠根據數據庫中暫存應用電子的數量級水平，確定后續信息入侵行為的實際作用范圍。PPPoE型移動應用數據業務故障主要存在于系統IOM資源管理組織之中，可在不干擾已存儲應用電子傳輸行為的情況下，限定待處理故障節點處電壓與電流的平均負載能力[13]。Radius型移動應用數據業務故障主要存在于系統OLT設備網關模塊之中，當已存儲應用電子數量達到理想限度水平后，所有待處理節點都會進入急速運行狀態，直至實現對系統環境內所有傳輸電子量的整合與調度。

表1 移動應用型數據業務故障分類原則

2.3 通信協議

通信協議是對用采系統執行模塊間連接執行功能限定條文的統稱，可在Socket請求與Socket響應的同步調度下，建立全新的電力故障數據處理順序，從而降低系統移動應用端口中故障行為的實際發生幾率。一般情況下，Socket請求與Socket響應總是保持伴隨出現狀態，且在故障處理服務端組織的作用下，這種預設的處理順序很難得到改變[14,15]。移動應用故障信息用采處理軟件作為通信協議的頂層連接設備，可同時生成一個Socket請求指令與一個Socket響應指令，且隨著輸入通道的建立，用采系統處理終端的執行功能得到促進，最終借助系統內的其它用采設備結構體，實現對特定故障問題的清除與處理。至此，實現各項軟硬件執行環境的搭建，在移動應用故障處理技術的支持下，完成新型用采系統的設計與應用。

圖5 通信協議的連接執行流程圖

3 系統應用能力檢測

為驗證基于移動應用故障處理用采系統的實際應用價值，設計如下對比實驗。在移動電網環境中，接入電量表與電子計量設備，借助Internet網絡實現對電網應用環境的干擾控制，當底層電子主機的輸入狀態趨于穩定后，閉合實驗組、對照組控制按鈕，使兩種實驗元件同時接入移動電網環境之中。在上述實驗過程中，實驗組主機元件搭載基于移動應用故障處理用采系統，對照組主機元件搭載光纖接入型用采系統。

圖6 實驗檢測原理

電子響應效率、電路壓降差值均能反應電力故障問題對電網運行環境造成的影響，一般情況下，電子響應效率越高、電路壓降差值越低，電力故障問題對電網運行環境的影響強度也就越低，反之則越高。表2記錄了實驗組、對照組的實驗數值情況。

表2 電子響應效率對比表

分析表2可知，隨著實驗時間的延長，實驗組用采系統電子響應效率始終保持不斷上升的變化趨勢，全局最大值達到了88.9%，與全局最小值79.4%相比，上升了9.5%。對照組電子響應效率則在小幅穩定狀態后，開始不斷下降，全局最大值僅達到63.1%，與實驗組極值相比，下降了25.8%。綜上可知，在移動應用故障處理技術的作用下，新型用采系統電子響應效率指標得到有效促進，可實現對電網應用主機的合理化保護。

表3 電路壓降差值對比表

表3 （續）

分析表3可知，隨著實驗時間的延長，實驗組電路壓降差值基本保持相對穩定的波動狀態，且高壓值、低壓值的數值水平均未超過300V。對照組電路壓降差值基本保持先上升、再下降的變化趨勢，全局最大值達到128V，與實驗組極值57V相比，上升了71V。綜上可知，在移動應用故障處理技術的作用下，新型用采系統電路壓降差值出現明顯下降的變化趨勢，能夠有效避免電力故障問題對電網運行環境造成的抑制影響。

4 結語

從實用性角度來看，基于移動應用故障處理的用采系統的全局性相對較強，能夠在提升電子響應效率的同時，實現對電路壓降差值的有效控制，且整個設計搭建過程也相對簡單，可在寬帶認證體系、IOM資源管理組織、OLT設備網關模塊三類硬件設備結構體的作用下，完成對移動應用型數據業務故障的分類處理，具備較強的應用推廣價值。