用户智能化用电管理与服务平台的构建.docx

用户智能化用电管理与服务平台的构建构建社会公共服务平台，转变电力服务发展方式，为电力用户用电管理提供支持，实现 跨平台跨系统的用电服务业务集成和知识信息共享、部署规划，支持用户用能管理与服务互 动等高级业务需求，提升电力企业在推进能源资源优化配置中的作用，已形成种共识，开 展智能用电条件下用户用能管理与服务平台的研究是未来的技术发展趋势。本文分析了当前 智能用电体系下用户用能管理的不足和发展瓶颈，介绍了其系统架构、功能设计和软件结构， 从软件安全和信息安全方面阐述了平台的安全部署，从而保障社会用电秩序，实现稳定可靠、 经济安全的电力供应。0引言当前智能电网已将用电信息采集系统、营销管理系统等信息化平台广泛应用于智能用电 框架建设中，自动化、智能化、互动化的智能用电也已经在一些示范工程中实施，并取得了 很多显著成果。但仍有一些电力用户尚未安装分项电量计量表计，对用电量的统计基本依靠 传统的人工抄报方式，对电能的消费统计依赖于电力公司定期发送的电费单据，用电管理方 式粗放，用电管理模式比较落后。另外，具备用电设备能耗评价、评估指标体系的高级用电 管理分析工具，大多处在理论研究阶段，未有相关的实际应用；随着用户侧分布式电源、微 电网以及电动汽车等的大规模接入，当前的用户用能管理与服务相关平台，在互动性、实时 性、可靠性等方面无法满足电力用户的多元化、全方位用能管理服务需求。通过提升用户用能管理服务能力，建立典型电力用户用能设备能耗监测、分析模型，为 电力用户提供不同用能范畴（用能设备、单元及整体）的能效分析服务，使电力用户提高能 效、合理用能，提高用电营销管理与服务水平，实现安全经济、稳定可靠的电力供需，保障 社会用电秩序。提高用户用能管理水平、提升用户用能的服务质量，是智能用电的一个主要 FI标，因此探讨了智能用电条件下用户用能服务管理平台的建设。本文从系统架构、软件架 构、系统安全等方面对用户用能管理与服务平台进行全面的阐述和研究。1系统架构及功能1.1系统架构用户用能管理与服务平台的系统架构主要分为设备层、通信层和主站层3层。主站层是系统架构的核心，为用户管理与服务平台的功能应用提供支撑，包括前置层、 数据层和应用层3层。其中前置层主要完成通信规约解析、数据预处理、信息下发等，主要 包括前置机、负教均衡机等；数据层主要完成数据的存储、分析和管理等，包括网络防火墙、 安全认证服务器、实时/历史数据库服务器、负载均衡机等；应用层主要完成用电管理以及 服务应用，包括系统安全认证服务器、网络防火墙、Web服务器和内/外网服务器等。通信层是系统信息数据的枢纽中心，是系统上传下发的通信链路，负责接收和发送对应 的数据信息，光纤专网、以太网、GPRS、CDMA、PTSN和RS-485是其支持的主要通信方式。设备层主要负责前端信息的采集、互动信息的收发等，包括传统采集设备、IT设备和系 统级设备。传统采集设备主要有智能终端、采集器等；IT设备主要包括移动终端、手机、iPad、 互联网设备等；系统级设备主要包括智能家居、微电网、分布式电源、电动汽车充电桩等。 1.2系统功能用户用能管理与服务平台是专业针对用户用能管理的服务系统，其功能主要包括用电设 备能耗评估和综合评价子系统、用户用电监察子系统、用户用电指导子系统、用户用能管理 服务子系统4个功能子系统，4个子系统之间在主站数据层实现数据共享、信息交互，为实 现用户用能管理提供高效、快捷的技术支持，其功能完全区别于以对用户用电设备进行自动 优化控制为主要目的家庭能量管理系统（HEMS）、以采集用电信息为主要目的的用电信息采 集系统和以客服为业务主导的95598系统。用电设备能耗评估和综合评价子系统一方面通过构建用户用电设备（设备级、装置级、 系统级）评价模型，以及结合现场采集的用户设备的电压、电流、有功功率、无功功率、谐 波等电力数据，计算用电设备各项评价指标；另一方面根据预先设定的用户用电设备评价体 系，获得用户用电设备的能耗情况报告和综合评价信息。用户用电监察子系统一方面根据用户设备能耗评估和综合评价结论，结合当前电力营 销的管理需求、策略，以及现场实时采集数据等因素，对用户的用电情况进行自动监察，从 而评定用户用电设备的优、良、中、差等级分布情况：另一方面结合用电安全隐患排查以及 事故动作保护记录数据，进行相应的用电安全分析计算，达到监察用户用电设备的目的。用户用电指导子系统一方面根据对用户用电监察的结果，开展基于综合评价模型和基 于需求响应模型的用电指导服务，与用户通过移动终端、手机、iPad、邮件等进行互联网信 息互动，对用户用电进行科学指导，引导用户节电省钱；另一方面在社会服务区域的LED 屏幕或者公共信息发布信息服务平台，将结合当地实际情况的科学用电方法和生活方法，公 示给用户，引导用户节约用电、节能减排。用户用能管理子系统一方面与用户基于网络信息共享平台或者门户网站自动推送等 方式，开展主从模式、互动模式和服务模式等多种模式服务，发布客户侧用电安全监测技术 手段、检测技术和实现方法；另一方面支持用户预设定用能计划管理，方便用户的生活需求。 2软件架构主站系统的软件架构如图1所示，其主要采用多层体系结构，设计理念是使系统具有良 好的灵活性、可集成性、可伸缩性、可维护性，体现系统对业务变化、技术变化的适应能力， 并且对各种应用模式具有很好的支持。图1用户用能管理与服务平台软件架构数据访问层主要包括Entity Framework、其他应用程序服务和数据实体三部分，负责处 理数据，并管理访问实时数据库、历史数据库等不同数据库。业务逻辑层主要包括工作流设 计器、工作流活动、业务处理和业务实体四部分，主要负责处理系统的核心算法和业务。服务层主要完成服务任务，一方面与业务逻辑层进行数据契约式数据交互和业务集成, 另一方面与公共组件和其他应用程序进行服务契约式数据交互和业务集成。展示层采用MCV(Models-Controller-View)框架设计理念，主要包括页面模型(models)、 控制器(controller)和视图(view)三部分，一方面负责系统与公共组件的数据交互，另一 方面使得业务逻辑层与系统之间可以有效交互。公共组件主要包括安全组件、日志组件和公共类库，为系统的应用提供公共数据和应用 方面的支撑。3系统安全主站系统安全关系平台的顺利运行和业务开展至关重要，需要从全局的角度，进行整个 平台的安全部署，包括软件安全和信息安全两部分。3.1软件安全为了确保软件的安全，从以下方面进行部署：a.应用软件访问权限控制：用户访问权限控制、文件安全控制和目录安全控制。b.操作系统、应用软件和数据库系统备份；系统软件配置和应用软件改动的备份及记录 文档。C. 了解各软件漏洞，并及时进行更新修正。d.记录应用软件开发的完整技术文档和源代码的详尽注释。3.2信息安全为了保障信息数据的安全，所采用数据中转站遵循国家已公布的相关规范条例，建立对 应信息安全技术框架，通过各种技术防护措施或非技术防护措施实现信息安全，主要有以下 4个方面：a.基础设施安全。将完善的网络信息安全设施应用于数据中转站，包括用户信息识别、 网络防火墙、入侵检测、病毒防范等信息安全软硬件系统，并进行日常监控管理与更新。b.为确保服务器的安全，将所有服务器全部放置在具有防火墙保护的独立网段（中立区）。c.系统关键设备建立冗余后备系统。d.将信息基础设备安置在具有较好电磁兼容工作环境的专用机房，工作电源具有良好的 接地，并具有防磁、防尘、防静电保护、防止电磁泄漏等功能。5总结与展望用户用能服务管理平台是一个基础性的服务平台，对于节能减排、经济用电具有很重要 的作用。本文从系统架构、软件架构、信息安全三方面，进行相关内容的阐述，对于用户服 务相关的技术开发和应用推广，具有一定的借鉴作用。同时，可以将用能管理服务能力和智 能用电互动化等方面的研窕成果，应用在用户用能管理服务平台上，构建电网公司与电力用 户之间电力流、信息流、业务流实时互动，满足用户多元化需求，引导用户合理用电，保障 社会用电秩序，实现稳定可靠、经济安全的电力供应，提高用电营销服务水平。