顾袁洁

【摘 要】随着智能电网的全面建设，以物联网和云计算为核心的信息技术在电力行业中广泛应用，这导致电力数据急剧增长，形成大数据。而在电力行业发展过程中，用电信息采集系统是大数据技术的关键应用模式，对电力行业的电力营销模式带来极大的变化。受大数据技术的影响，传统的用电信息采集系统已难以满足新时期用电的需求，需要进行创新建设。

【关键词】大数据;用电信息采集系统;建设

1用电信息采集系统建设的必要性

在实现电网智能化过程中，用电信息采集系统的建设程度，将对电网控制和运行产生较大影响。此外在建设一体化营销系统过程中，用电信息采集系统也非常关键，其能进一步推动我国电力系统营销管理工作的一体化发展。建设用电信息采集系统的必要性体现在：（1）符合国际电网技术发展的方向。随着智能电能表的推广应用，采集配套设备成为智能用电服务体系中重要的技术基础，决定了当前建设“全采集、全覆盖、全费控”的用电信息采集系统必要性。在建设智能电网过程中，用电信息采集系统将起到重要作用。其也能为智能电网服务提供强大的技术支持，同时能成为挖掘大数据潜力的扩展平台。（2）进一步提升营销管理整体水平。用电信息采集系统的建设，能进一步提高电力系统抄表、监控和分析的自动化程度，同时能为营销系统提供足够的数据支撑。其还能适用于我国的电力营销业务应用中，为客户端供电质量评价系统、配电抢修调度平台提供实时、可靠、完整的数据支撑，满足各层级、各专业对电力用户用电信息的需求。（3）实现企业的社会和经济效益“双赢”。建设完善的用电信息采集系统可以有效提高电网的供电可靠程度，能提升电网的安全保护能力，同时监测主网络和配电网络的实时运行状态，随时监测电力系统在运行中出现的问题，从而减少线损几率，保证用户用电安全，同时也可以提高企业的经济效益和社会形象。

2大数据环境下用电信息采集系统建设的关键技术

2.1数据的存储

大数据技术在信息采集系统中的应用，可以通过分布式存储方式有效解决数据丢失的问题，避免出现严重的经济损失。同时分布式存储能够支持集群数据实施流计算，能够确保计算数据的实时性。相对于集中式数据采集系统来说，分布式数据采集系统的可靠性更强、更具有可操作性，在进行用电信息采集时能够确保采集数据的实时性以及HDFS数据的及时性。

2.2深度的数据挖掘

随着电力建设规模以及用电用户数据的加剧，用电信息采集系统接收以及处理的数据量越来越大。为了能够有效处理这些数据，可以对大量的数据实施必要的整合，通过深度的数据挖掘计算得到其潜藏的价值。可以通过大数据技术来对信息系统采集到的数据进行深入的挖掘和处理，将此作为依据来帮助用电信息采集系统实施更加精细化的管理以及决策。在对数据进行深度分析挖掘基础上，可以准确及时地发现设备存在的异常，这样就能够采取针对性的措施进行解决来确保信息采集系统的正常运行，同时也可以利用反窃电、用电预测以及用电负荷预测等对潜在数据以及价值进行进一步的分析和挖掘。

3大數据环境下用电信息采集系统建设的功能需求与系统架构

3.1功能需求

用电信息采集系统根据功能可以划分为用采主站系统与采集前置系统两个子系统，其中用采主站系统是核心子系统，是实现核心业务逻辑，维护采集业务基本信息，控制采集前置系统的重要子系统。采集前置系统是用采系统中生产数据源的重要子系统，除了业务数据由主站系统维护管理，所有的用电信息数据都是由采集前置系统负责生产并管理的，同时采集前置系统实现了对采集终端的控制。用电信息采集主站系统所有控制与查询指令都是通过采集前置子系统下发到采集终端的，并且由采集前置系统将查询数据反馈到用采主站系统。基于大数据的用户用电信息采集系统总体上分为两个服务系统，用采主站系统与采集前置系统。其中用电信息采集主站系统是用电信息采集系统的核心系统，负责实现用采核心业务功能，对外提供用电信息采集查询与控制功能，负责与大数据平台进行数据交互，并与采集前置系统并实现数据传输等功能。用电信息采集前置系统是用采系统与采集终端进行数据通信的前置系统，主要负责管理并维护采集终端通信连接，按照规定协议格式封装并解析数据传输报文，接收采集终端上报数据，发送主站系统的采集与控制指令。前置系统是整个系统的通信系统，实现与采集终端的数据通信，是系统的重要数据源，是系统原始数据的生产模块。当用户用电信息采集的规模增长到一定程度后，采集前置所要承受的并发压力会逐渐增大，因此在采集前置系统中还需要维护一个分布式消息队列，当采集终端进行集中的数据上报时，采集前置系统利用分布式消息队列实现数据缓冲与流量削峰，降低并发请求峰值期的内存压力，并由后端数据处理模块异步的从分布式消息队列中将临时数据持久化到系统数据库中，将峰值压力分散到服务器运行的各个阶段，同时也能够保证大规模并发下能够完整的接收到各个采集终端上报的数据，尽量避免发生上报数据丢失的情况。

3.2系统架构

（1）数据采集层：这是用电信息采集系统最基本的功能，采集用户电能表或其他终端采样记录的电压、电流参数，并能在一定程度上监测用户的电能质量及公用配电变压器的运行工况。而且，在将用户负荷开关成功接入终端后，系统还可以进行远程开断作业，进而起到远控制负荷的作用。用电信息采集系统由采集终端、集中器、主站及数据传输通道四个部分组成。采集终端是用户电表电量采集装置，通过脉冲接口或485接口采集电能表的指数，能同时采集32块表，并将采集数据进行长期保存。集中器安装在电力变压器出口侧或所供区域内的某一点，负责管理同一台或2-3台变压器下的所有采集终端。它接收主站计算机的指令收集各采集终端发回的数据，整理、存储、打包后发送给主站。主站由计算机、MODEM和抄表系统软件构成。负责对集中器及采集终端的管理维护和数据抄收，并可将数据传输至用电信息采集系统中实现电费结算。（2）服务层：负责对数据进行存储，并对结果进行分析。具体工作的落实依靠的是负载均衡制，对任务进行动态划分，平均分配，将更多的任务分配给负载较低的储存节点，这样尽量保证功能层的均衡，可以为数据的读取和动态分配奠定基础，而且这样分配可以提升数据读取的效率。另外，这一层还可借助副本机制，实现数据的多副本存储，降低数据丢失的风险，保证数据的可靠性。（3）储存层：这一层主要是负责对系统收集到的数据进行存储。（4）处理分析层：这是本系统的重点结构，主要负责对大数据信息的处理、识别和计算，通过使用一些关键技术，比如说数据挖掘技术，可从大数据中获取自己想要的信息或者说有价值的信息，并完成处理。另外，在分布式大数据存储方面，可结合具体的数据分析原则对数据进行处理，同时分配计算任务，将多个任务平均分配到多个工作节点上，提高工作效率，而且节点出现故障可以自主恢复，增加容错率。应用层：这一层负责对电力企业监控数据进行应用，并实现资源管理，方便用户资源利用。

4结束语

随着用电规模的逐渐加大，用电信息采集系统面临着数据量不断增加的问题。通过大数据技术的应用能够建立起全新的系统架构，缓解因数据量增加而对用电信息采集系统造成的压力。本文介绍了基于大数据的用户用电信息采集系统的设计与实现，对用户用电信息采集系统与大数据技术进行了结合，优化了传统用采系统的架构与性能。

参考文献：

[1]陈子轩，梁安波.基于大数据的用电信息采集运维监测系统设计[J].电子设计工程，2018，2613：37-40+46.

（作者单位：国网大同供电公司）