电能计量器具质量监督自动预警系统的建立

26DIGITCWDIGITCW技术研究TechnologyStudy2017.03电能计量器具质量监督自动预警系统的建立马晓奇，王珺，徐婷婷，王丹，赵旭亮，刘志超（辽宁省计量中心，沈阳110000）摘要：本文在大量调研智能电能表业务数据的基础上，基于大数据技术，设计了一套电能计量器具质量监督自动预警系统。系统可根据电能计量器具采集的相关数据生成辅助决策，并以多种方式实时展现决策结果与预警信息，实现对电能计量器具质量监督和管控。本文重点对该系统架构、硬件部署、建设重点进行了研究，对电能计量器具质量提升有着一定意义。关键词：电能计量器具；质量监督；自动预警doi：10.3969/J.ISSN.1672-7274.2017.03.007中图分类号：TM93，TB971文献标示码：B文章编码：1672-7274（2017）03-0026-03Abstract:Inthispaper,basedonalargenumberofintelligentenergymeterbusinessdata,basedonlargedatatechnology,designedasetofenergymeasurementequipmentqualitysupervisionautomaticearlywarningsystem.Thesystemcangeneratetheauxiliarydecisionbasedonthereal-timebusinessdataoftheelectricenergymeasuringinstrument,andrealizesthedecisionresultandthewarninginformationinrealtimetorealizethequalitysupervisionandcontroloftheelectricenergymeasuringinstrument.Thispaperfocusesonthesystemarchitecture,hardwaredeployment,constructionfocusofthestudy,forthequalityofenergymeasurementequipmenthasaguidingsignificance.Keywords：Electricenergymeasuringinstruments;Qualitysupervision;AutomaticwarningMaXiaoqi,WangJun,XuTingting,WangDan,ZhaoXuliang,LiuZhichao(MeasuringCenterofLiaoningProvince,Shenyang,110000)EstablishmentofAutomaticEarlyWarningSystemforQualitySupervisionofElectricEnergyMeteringApparatus1引言电能计量作为一项基础性的工作，其量值的准确可靠直接影响到电能供用双方的经济利益[1]。国网公司明确要求对电能计量器具招标前、到货前、到货后、运行中等全寿命周期环节进行严格的质量管控,以保障电能计量的公平性和公正性。目前，电能计量器具现场安全稳定运行面临着许多挑战，电能计量器具现场环境无法预估，可能造成的智能电能表故障种类繁多。面对日益复杂的电能计量器具运行环境，运用大数据分析技术对各类海量数据进行分析，将有助于提升电能计量器具质量监督自动预警能力和风险应急处置能力。将大数据技术与电能计量器具质量预警的实际需求有机结合起来，可以充分利用大数据分析的技术优势，将大数据技术融入电能计量器具质量管理，深挖各类数据的价值，提升电能计量器具质量风险预警能力，为电能计量器具质量管控提供有力的参考依据。27数字通信世界DCWTechnologyStudy技术研究2017.032电能计量器具质量监督自动预警系统电能计量器具大数据呈现出量大、类别多等特点，涵盖了广大的用户。电能计量器具大数据的种类要包括结构化数据、半结构化数据和非结构化数据[2]，其中结构化数据主要为各计量点基本情况、负荷类型等，半结构化数据包括运行口志、HTML和XML等数据，非结构化数据包括文件、图片、视频和音频等数据。电能计量器具质量监督自动预警系统就是要利用以上各类数据，从中挖掘出有价值的数据，分析其中的关联性和因果性，通过采集、存储、加工、转换、计算、分析、挖掘等过程，最终为电能计量器具预警提供可靠的参考依据，达到智能化、自动化的电能计量器具质量监督预警要求。2.1系统功能定位基于大数据分析的电能计量器具质量监督自动预警系统主要作用，就是综合收集电能计量器具质量涉及的各类数据信息，并依据电能计量器具质量监督规范要求按照预警判据进行分析和预警，从而为电能计量器具安全稳定运行提供强有力的支撑。其工作过程应涉及数据采集、数据整理、数据分析、数据挖掘、结论验证、结论发布等环节，使电能计量器具质量监督人员可以通过系统对各类负荷点计量器具种类、电能计量器具轮换情况、电能计量器具现场环境气候影响、突发事件等数据的综合分析，依据不同的数据算法得出具有较高参考价值的预警信息并给出相关的辅助决策，从而为正式发布和展示电能计量器具质量预警信息提供依据。基于以上分析，建设电能计量器具质量监督自动预警系统就是要实现对电能计量器具质量预警相关数据的采集、分析、挖掘和预警信息发布等功能，具体如下：（1）数据的采集和共享。目前国家电网公司已建立了涵盖电能计量器具运行、电能计量器具轮换计划、资产管理等专业信息系统，如MDS，SG186等重要信息系统[3]，因此电能计量器具质量监督自动预警系统应该通过统一的数据中心接口级联，实现和以上信息系统的互联互通，以便能对相关系统的重要数据进行采集，达到数据共享的目的。（2）数据的挖掘和分析。面对海量的数据信息，应该根据与电能计量器具质量的关联程度对信息进行分类，通过不同的风险预警管理策略实现对不同应用场景下的数据分析。例如，当分析某类型计量器具故障的风险时，可以采集该类计量器具所在台区的运行参数情况、轮换情况、地理信息、计量点负荷信息等数据，按照风险权重进行综合分析以甄别有用信息，明确各类信息与电能计量器具质量之间的关系，从而为电能计量器具质量预警提供参考。（3）预警的判定和辅助决策。结合电能计量器具质量管理制度和电能计量器具质量监督办法等相关要求，利用相关算法通过软件编程明确其中的关联性和因果性，形成预警判别依据、相应的解决办法和辅助决策，对挖掘的数据全面分析后，得到电能计量器具质量预警结论并给出相应的辅助决策。（4）预警的发布和展示。结合系统给出的电能计量器具质量预警结论和辅助决策，经过人工分析和确认后进行发布，同时在系统中对预警结论和辅助决策进行实时展示。2.2系统功能架构2.2.1总体功能架构电能计量器具质量监督自动预警系统整体架构可采用基于SOA的服务架构，服务端采用Java技术，客户端采用HTML/JavaScript/Flex等B/S展现技术进行开发。功能上应包括系统接口模块、数据采集模块、数据挖掘模块、数据分析模块、预警生成模块，可以完成对电能计量器具质量大数据的采集、存储、挖掘和分析。如图1所示，电能计量器具质量监督自动预警系统通过与现有各信息系统的接口，数据中心实现对MDS、SG186等系统数据的采集，以上数据包含了设备的地理信息、资产信息、计量器具运行参数情况、故障报表等基本数据，再结合轮换情况、计量点负荷信息等关联信息，经过数据统计、数据挖掘、数据分析等实现对各类数据的处理，再通过预警判断、预警生成、预警自我诊断等阶段，实现电网预警信息的自动发布。图1总体功能构架示意图2.2.2硬件部署依据电力二次系统安全防护原则，电能计量器具质量监督自动预警系统在安全策略上仍然要遵循“安全分区、网络专用、横向隔离、纵向认证”的基28DIGITCWDIGITCW技术研究TechnologyStudy2017.03本原则，由于该系统的应用部分主要归属于信息管理大区，因此需要通过安装电力专用横向安全隔离装置来提高安全性。同时该系统应遵循统一的应用集成技术架构和技术标准，以实现和外部数据系统的互联互通。如图2所示。成的预警信息能贴近实际情况。此阶段应包括模块功能测试和系统功能测试，确保各个模块和整个系统的功能满足设计要求。（5）正式投运阶段。在试运行3个月，系统功能稳定后，可进入正式应用阶段，在实际使用过程中进行功能完善和系统漏洞常规修复。3.2系统后期重点实施电能计量器具质量监督自动预警系统涉及的数据量较大，需要级联的系统较多，同时需要和不同的专业部门进行横向协同，因此在该系统的后期建设中，应重点注意以下问题：（1）加强安全防护，提高系统的安全可靠性。考虑到该系统在电能计量器具质量监督管理中的作用，因此在系统建成后，应加强系统自身安全可靠性的管理，要针对硬件和软件制定相应的应急预案，规范数据接入标准，及时按照信息系统管理办法对系统硬件和软件进行必要的功能升级。（2）要及时更新系统数据，做到数据保鲜。电能计量器具质量监督自动预警系统得出的最终结论是依据电能计量器具质量监督的各类数据，以上数据是实时变化的，因此要加强各部门间的沟通，定期开展数据治理和判断依据的更新和维护，以确保基础数据库的正确和完备。（3）加强与各系统间的接口开发。由于该系统采用的数据均来自于现有系统中，因此需要结合功能需求对现有系统进行功能开发，在开发时应全面考虑，以避免后期重复工作，同时也应兼顾后期系统的功能完善。4结束语本文将大数据分析技术应用在电能计量器具质量监督预警管理工作中，设计了一套电能计量器具质量监督自动预警系统。该系统可通过各类海量数据的挖掘和分析，提取与预警相关的有用信息，根据相关数据生成预警结论和辅助决策，并实时展现决策结果与预警信息，有效提高电能计量器具质量监督管控，极大地提升电能计量器具质量监督自动预警能力和风险应急处置能力。■参考文献[1]刘欣，孙辰军，王云佳．信息安个风险预警管理系统的设计与实现[J]．河北电力技术，2014,33(6):14-16[2]张伯明，吴素农，蔡斌．电网控制中心安个预警和决策支持系统设[J]．电力系统自动化，2006,30(6):1-5图2系统硬件部署示意图3系统实施策略3.1系统前期实施策略借助信息化项目管理手段，在电能计量器具质量监督自动预警系统建设前期应首先进行功能定位，明确该系统建设目的，因此应遵循系统的统一性和标准性原则，在此条件下公司可以结合区域特性进行一定的特定功能的开发。在具体实施环节一般可以分为以下几个步骤。（1）前期准备阶段。根据系统建设要求，成立调研、需求分析、开发等联合部门组成的项目组，全面了解各部门的需求，强化项目成员单位间的责任，制定项目初步实施方案。（2）系统部署阶段。根据系统的硬件部署，进行数据处理设备和预警平台设备的采购及硬件安装。在建设初期，工作人员应充分领会系统的技术构架、物理结构、设备连接方式等，在厂商的协助下进行硬件设备搭建，并进行必要的联调测试。（3）基础数据采集阶段。在完成与重要系统的接口开发后，应进行重要数据信息的导入和验证，确保系统内的数据正确和完备，为后期数据采集、分析和挖掘奠定数据基础平台，同时应结合电能计量器具质量监督预警的要求形成预警判据。该工作是系统功能实现的关键环节，在数据录入时应遵循统一的标准和及时同步，避免后期反复修改数据库中的基础数据。（4）功能测试阶段。根据既定的系统功能，对系统的数据同步、数据采集、数据分析等基本功能进行分析，同时应比对气候影响、电能计量器具轮换情况、计量点负荷信息等数据的同步性，确保生