王敏 郭建平 刘金川 杨海军
（国网山东郓城县供电公司 山东郓城 274700）
摘要：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。
关键词：智能用电；用能管理；监察；安全
智能服务需求
智能电网是能源和信息相互融合而带来的伟大技术变革，将对传统的用电服务产生深刻的影响。常规的用电服务将从柜台人工方式逐步向网络化的自助服务方式发展；智能用电服务则需要相关的业务系统、海量的用户数据和智能化的服务平台支撑，实现各种业务应用。智能电网的出现改变了原有的用电服务形态，扩展了用电服务内容，增加了新的服务领域，同时，其服务需求也相应发生较大的变化。
（一）提升了常规用电服务
原有的信息查询、故障报修、业扩报装、费用结算的业务基本上是在供电营业厅完成的，随着电力信息化建设的不断深入，用电信息采集、SG186 营销业务应用和 95598网站等专业系统的运行，很多需要柜台办理、办公室审核的业务就可以通过虚拟方式(网站、手机、自助终端)来进行，而售电缴费类业务也可以通过银行等第 3 方机构的银电联网系统来结算。
（二）增加了智能用电服务
智能电网产生了新的用电形式，相应地带来了新的服务内容。用户的分布式电源接入、储能装置接入、电动汽车充电计量和监测、用户参与需求响应等新型用电形式的出现，对现有常规用电服务的管理模式和业务流程提出了挑战，如屋顶太阳能、小型风能等分布式电源、电动汽车及储能的双向能源计量、用户需求响应、能效分析与管理、电能质量监测等都是智能电网条件下需要开展的新型用电服务。
（三）开拓了第三方服务
服务供应商通过智能服务平台开展包括社区物业、广告投放、安防报警、健康监护、医疗护理、公用事业缴费、网络购物、三网融合等服务内容。第三方服务将进一步增强电网公司的企业社会责任，扩大电网公司的服务领域，拓展新的发展空间。
二、系统架构及功能
（一）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、负载均衡机等；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。
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（二）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。
1、用电设备能耗评估和综合评价子系统
该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。
2、用户用电监察子系统
该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。
3、用户用电指导子系统
该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、i Pad、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。
4、用户用能管理子系统
该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。
软件架构及系统安全
（一）软件架构
主站系统的软件架构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。
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。
（二）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。
1、软件安全
（1）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。
（2）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。
（3）了解各软件漏洞，并及时进行更新修正。
（4）记录应用软件开发的完整技术文档和源代码的详尽注释。
2、信息安全
（1）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。（2）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）。
（3）系统关键设备建立冗余后备系统。
（4）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。
结语
综上，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。
参考文献
[1]殷树刚，张宇，拜克明. 基于实时电价的智能用电系统[J]. 电网技术. 2009(19) .
[2]刘东旗，庞金海. 对用电大客户的供用电形势分析和营销服务策略[J]. 电网技术. 2008(S1) .
论文作者:王敏,郭建平,刘金川,杨海军
论文发表刊物:《电力设备》2016年1期供稿
论文发表时间:2016/4/15
标签：用户论文; 系统论文; 子系统论文; 设备论文; 数据论文; 业务论文; 架构论文; 《电力设备》2016年1期供稿论文;