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摘要：面向集中式需求側(cè)資源協(xié)同管理，通過集中各用戶側(cè)數(shù)據(jù)，進行分析統(tǒng)計，并通過靈活互動的方式統(tǒng)一調(diào)度各用戶側(cè)用電策略，如用電高峰時停用某些設(shè)備、減少運行的空調(diào)機組等，達到減少或推移某時段的用電負(fù)荷，從而保證電網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，達到高峰時少用電，低谷時多用電，提高供電效率、優(yōu)化用電方式。其中，數(shù)據(jù)的采集是交互式統(tǒng)一調(diào)度的關(guān)鍵。

關(guān)鍵詞：需求側(cè)；用戶側(cè)；數(shù)據(jù)采集

引言

面向集中式需求側(cè)資源協(xié)同管理，需要將各用戶側(cè)數(shù)據(jù)采集到需求側(cè)數(shù)據(jù)中心，由需求側(cè)數(shù)據(jù)中心統(tǒng)一管理及進行調(diào)度。本文僅針對其中的數(shù)據(jù)采集技術(shù)及框架進行研究和探討，分別從確定用戶側(cè)數(shù)據(jù)范圍、確定傳輸方式、數(shù)據(jù)采集框架、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)存儲、決策調(diào)度六個方面進行闡述。

1用戶側(cè)數(shù)據(jù)范圍

用戶側(cè)數(shù)據(jù)包含電能數(shù)據(jù)、環(huán)境數(shù)據(jù)、設(shè)備運行狀態(tài)三大類數(shù)據(jù)。（1）電能數(shù)據(jù)：有功總電量、有功總功率、電流、電壓、功率因數(shù)、頻率、諧波等，此類數(shù)據(jù)通過多功能電力控制終端采集。（2）環(huán)境數(shù)據(jù)：溫度、濕度、天氣、風(fēng)向等，此類數(shù)據(jù)一部分通過溫濕度傳感器采集，一部分通過天氣網(wǎng)API接口采集。（3）設(shè)備運行狀態(tài)：啟用、停止、故障等，此類數(shù)據(jù)通過多功能電力控制終端采集。

2數(shù)據(jù)傳輸方式

數(shù)據(jù)傳輸采用傳統(tǒng)的TCP/IP協(xié)議，但又分為有線傳輸和無線傳輸。（1）有線傳輸：如果用戶側(cè)和需求側(cè)在同一個局域網(wǎng)內(nèi)，或通過VPN等方式達到在一個局域網(wǎng)內(nèi)時，可以采用有線傳輸，此類方式可以利用現(xiàn)成的設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。（2）無線傳輸：如果不能利用有線傳輸?shù)姆绞綍r，可考慮無線傳輸，此時需要采用GPRS等無線傳輸方式。

3探討采集架構(gòu)

確定了數(shù)據(jù)范圍和數(shù)據(jù)傳輸方式之后，我們將采集架構(gòu)設(shè)計為三層：系統(tǒng)成、中間層、用戶層。設(shè)計的采集架構(gòu)如下圖。

3.1用戶層

用戶層負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的收集，然后向中間層進行數(shù)據(jù)上傳。有線模式通過數(shù)據(jù)采集器從多功能電力終端中采集數(shù)據(jù)，中間層采集處理服務(wù)器定時從數(shù)據(jù)采集器中讀取數(shù)據(jù)，此類數(shù)據(jù)采集需要中間層和用戶層網(wǎng)絡(luò)互通。無線模式則通過無線網(wǎng)關(guān)收集數(shù)據(jù)，主動向數(shù)據(jù)采集服務(wù)器上傳數(shù)據(jù)，此類數(shù)據(jù)需要通過無線智能插座，將數(shù)據(jù)發(fā)送到無線智能網(wǎng)關(guān)，再通過GPRS等無線方式數(shù)據(jù)上傳。

3.2中間層

中間層主要包含數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)調(diào)度的服務(wù)，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的接收、處理、存儲、以及調(diào)度指令的下發(fā)。數(shù)據(jù)接收針對有線模式和無線模式單獨提供對應(yīng)的接口通道。數(shù)據(jù)處理針對接收后的數(shù)據(jù)進行一系列的校驗、處理、匯總計算，并存入系統(tǒng)層的數(shù)據(jù)。中間層設(shè)計時應(yīng)考慮斷點續(xù)傳功能，有線模式下的數(shù)據(jù)采集器自帶存儲，但無線模式下上傳的是實時數(shù)據(jù)。

3.3系統(tǒng)層

系統(tǒng)層包含數(shù)據(jù)中心、分析子系統(tǒng)、角色子系統(tǒng)3個部分。數(shù)據(jù)中心負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的存儲，提供數(shù)據(jù)給分析子系統(tǒng)展示并提供相應(yīng)的報表。決策者根據(jù)分析結(jié)果，制定相應(yīng)的調(diào)度決策。決策子系統(tǒng)將決策下達給中間層，并由中間層根據(jù)傳輸模式下達給對應(yīng)的用戶側(cè)。

4數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)中心層接收到用戶側(cè)數(shù)據(jù)后，需要針對數(shù)據(jù)進行一系列的校驗、處理、匯總計算。

4.1數(shù)據(jù)校驗

檢查校驗數(shù)據(jù)包的合法性，數(shù)據(jù)包格式是否正確，數(shù)據(jù)包包含的信息是否完整，數(shù)據(jù)包目的地址是否正確，數(shù)據(jù)采集時間是否合法，數(shù)據(jù)中心是否存在與數(shù)據(jù)包指定用能對象匹配的信息。

4.2數(shù)據(jù)解析

解析接收到的原始數(shù)據(jù)包為系統(tǒng)可以識別的數(shù)據(jù)格式，并持久化保存到數(shù)據(jù)庫中。

4.3歸一化

數(shù)據(jù)中心需要將原始的用戶側(cè)不規(guī)范的采集時間、不同的采集頻率的數(shù)據(jù)時間格式進行標(biāo)準(zhǔn)化，同時針對不同的計量單位進行歸一化預(yù)處理，為下一步的匯總計劃提供統(tǒng)一計量單位和統(tǒng)一時間口徑的數(shù)據(jù)。

4.4異常數(shù)據(jù)過濾

數(shù)據(jù)被統(tǒng)一規(guī)范之后，還要進行異常過濾。針對不同類的數(shù)據(jù)分別設(shè)定不同判定準(zhǔn)則，同時可參考?xì)v史環(huán)比、同比數(shù)據(jù)進行判定。判定結(jié)束之后將異常數(shù)據(jù)打上標(biāo)志，如數(shù)據(jù)過大、數(shù)據(jù)過小、數(shù)據(jù)離線等標(biāo)志。

4.5數(shù)據(jù)平滑

如果數(shù)據(jù)中存在被判定為異常數(shù)據(jù)的情況，此時異常數(shù)據(jù)被濾過，數(shù)據(jù)的連續(xù)性丟失，中間會缼失被過濾的數(shù)據(jù)，此時需要將缼失的數(shù)據(jù)補齊。可以采用數(shù)據(jù)平均算法，或根據(jù)數(shù)字趨勢模型進行平滑。

4.6匯總計算

在保證數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一、數(shù)據(jù)連續(xù)性的情況下，針對于累計量（如有功總電量）的電能闡述，按照用能的分類分項把數(shù)據(jù)進行歸類，并計算匯總出對應(yīng)的小時、日、月、年用能數(shù)據(jù)。

4.7持久化保存

最后將標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)及匯總好的數(shù)據(jù)持久化存入數(shù)據(jù)中心，以便需求側(cè)進行分析，定制更加合理的調(diào)度方案。

5數(shù)據(jù)存儲

根據(jù)數(shù)據(jù)的屬性和用途，可以將數(shù)據(jù)分庫存儲。配置庫：存儲各用戶側(cè)的配置數(shù)據(jù)，包含用戶側(cè)信息、建筑信息、設(shè)備、設(shè)備點等。原始庫：存儲直接采集過來的數(shù)據(jù)，不加任何修飾、處理。基礎(chǔ)庫：經(jīng)過歸一化、異常過濾、數(shù)據(jù)平滑之后的數(shù)據(jù)存儲。針對累計量的數(shù)據(jù)需要存入小時、日、月、年的數(shù)據(jù)。關(guān)系庫：根據(jù)用能分類風(fēng)向匯總的小時、日、月、年數(shù)據(jù)存儲到關(guān)系庫。

6集中調(diào)度

決策子系統(tǒng)根據(jù)監(jiān)測到的數(shù)據(jù)進行智能分析，制定總體的調(diào)度目標(biāo)，并能智能分解調(diào)度目標(biāo)，通過調(diào)度服務(wù)下達調(diào)度指令到各用戶側(cè)。用戶側(cè)根據(jù)接收到的指令進行分別調(diào)控，并將數(shù)據(jù)實時返回給調(diào)度服務(wù)。

參考文獻

[1]自動化技術(shù).計算機技術(shù)[J].中國無線電電子學(xué)文摘,2013(04):163-240

作者：覃斌志 趙祖鑫 鐘志東 胡德鳳 馬麗 單位：廣西電網(wǎng)有限責(zé)任公司南寧供電局